Przed końcem wieku połączymy nasze mózgi z chmurą obliczeniową?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Każdy z nas potrafi przywołać z pamięci charakterystyczny widok psa otrzepującego się po wyjściu z wody. Podobnie otrzepują się wszystkie zwierzęta posiadające futro. Jednak do niedawna nauka nie wiedziała, jaki mechanizm uruchamia takie zachowanie. O wiedzę tę wzbogacił nas właśnie profesor neurobiologii David Ginty i jego zespół z Wydziału Neurobiologii Harvard Medical School.
Naukowcy wykorzystali nowoczesne narzędzia, które w znacznej mierze sami opracowali, do wyizolowania i śledzenia pojedynczych neuronów oraz stymulowania ich lub blokowania za pomocą światła. Dzięki nim dowiedzieli się, że za aktywowanie takiego zachowania odpowiadają łatwo pobudliwe mechanoreceptory typu C (C-LTMRs). Receptory te stanowią wczesny system ostrzegania, że coś – insekt, woda czy brud – za chwilę wejdzie w kontakt ze skórą. To wrodzony mechanizm odruchowy, który jednak zwierzę może kontrolować. Profesor Ginty porównuje jego działanie do sytuacji, gdy na naszym ramieniu wyląduje komar. Możemy odruchowo potrząsnąć ramieniem czy uderzyć owada dłonią, ale możemy też się powstrzymać.
Naukowcy z laboratorium Ginty'ego wykorzystali olej słonecznikowy, którego krople nakładali na grzbiet myszy, które genetycznie zmodyfikowano tak, by za pomocą światła stymulować lub blokować specyficzne neurony. Tak zaawansowane eksperymenty stały się możliwe dzięki temu, że w ciągu ostatnich dwóch dekad opracowano potężne narzędzia genetyczne.
Na skórze znajduje się około 20 różnego typu receptorów czuciowych. Około 12 z nich jest odpowiedzialnych za rejestrowanie różnego typu dotyku, od szybkiego ukłucia, przez wibracje po delikatne masowanie. Receptory C-LTMR są owinięte wokół podstawy mieszków włosowych i należą do najbardziej czułych receptorów skóry. Rejestrują najlżejsze ruchy włosa czy ugięcie skóry wokół jego podstawy. Z receptora sygnały wędrują do mózgu za pośrednictwem rdzenia kręgowego.
Wielką zaletą technik wykorzystanych przez laboratorium Ginty'ego jest możliwość przyjrzenia się temu, co dzieje się w rdzeniu. Rozumiemy sposób organizacji neuronów przetwarzających informacje wizualne i dźwiękowe. Jeśli jednak chodzi o dotyk, o przetwarzanie sygnałów somatosensorycznych, dopiero próbujemy to zrozumieć, gdyż bardzo trudno jest uzyskać dostęp i rejestrować to, co dzieje się w rdzeniu kręgowym, stwierdza uczony.
Jego zespołowi udało się zidentyfikować konkretny obszar w mózgu, do którego trafia sygnał skłaniający psa do otrzepania się, ale wiele jeszcze pozostaje do zbadania. Naukowcy wciąż nie wiedzą, czy zidentyfikowany przez nich szlak nerwowy jest jedynym mechanizmem biorącym udział w reakcji na kontakt z wodą czy też istnieją jeszcze inne, niezidentyfikowane. Trudno jest odpowiedzieć na to pytanie, gdyż narzędzia, jakich zwykle używamy, rzadko w 100 procentach blokują to, co byśmy chcieli. Dlatego nie wiemy, czy obserwowane zachowanie wynika z 10% niezablokowanych sygnałów, czy też istnieje inna droga ich przekazywania, czy inny typ komórki, który przeoczyliśmy. W tym przypadku chodzi raczej o to drugie, ale nie jesteśmy pewni, wyjaśnia uczony.
Drugie pytanie, na które trzeba odpowiedzieć brzmi: dlaczego, skoro C-LTMR znajdują się na całym ciele, otrzepywanie się jest uruchamiane tylko w przypadku zmoczenia środkowej części grzbietu? Można to w pewnej mierze wyjaśnić faktem, że ta część ciała znajduje się poza zasięgiem łap i zębów. Nie tłumaczy to jednak, jak to się dzieje, że sygnały pochodzące z takich samych neuronów i trafiające do tych samych części mózgu, raz wywołują otrzepywanie się, a innym razem nie. Być może, zastanawiają się badacze, sygnały ze środkowej części grzbietu trafiają do innych regionów jądra okołoramieniowego w mózgu, niż sygnały z pozostałej części ciała. A może te z grzbietu są wzmacniane w rdzeniu kręgowym, dlatego wywołują taką reakcję.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na stanowisku La Prele w Wyoming (USA), gdzie paleolityczni mieszkańcy Ameryki Północnej zabili mamuta lub pożywili się na znalezionym martwym zwierzęciu, archeolodzy dokonali kolejnego interesującego odkrycia. Jak donoszą na łamach PLOS ONE stanowy archeolog Spencer Pelton i jego koledzy z University of Wyoming, już wtedy wcześni mieszkańcy kontynentu wytwarzali igły z dziurką. Były one robione z kości lisów, zajęcy lub królików, rysi, pum, być może też wymarłego miracinonyksa (amerykańskiego geparda).
Nasze badania są pierwszymi, w trakcie których zidentyfikowaliśmy gatunki, z których Paleoindianie wytwarzali igły z dziurką. To silny dowód na wytwarzanie ze skór szytych ubrań. To właśnie takie ubrania były jednym z tych osiągnięć, które umożliwiły naszym przodkom rozprzestrzenienie się na północnych szerokościach geograficznych i kolonizację obu Ameryk, stwierdzili badacze.
Przed 13 000 lat na stanowisku La Prele w hrabstwie Converse Homo sapiens zabił lub znalazł martwego niemal dorosłego mamuta. Już wcześniej zespół profesora Todda Surovella zalazł tam najstarszy w Amerykach koralik. Został wykonany z zajęczej kości.
Zidentyfikowanie gatunków, z kości których wykonano koralik czy znalezione obecnie 32 fragmenty igieł, było możliwe dzięki badaniom zooarchelogicznym z wykorzystaniem spektrometrii mas. Z kości wydobyto kolagen, a następnie zbadano jego skład chemiczny i przypasowano do gatunków.
Pomimo tego, że kościane igły są niezwykle ważnym elementem badań nad rozprzestrzenianiem się człowieka współczesnego po świecie, nikomu dotychczas nie udało się zidentyfikować materiału, z którego były wykonane, przez co nasze zrozumienie tej ważnej innowacji kulturowej było niepełne, zauważają autorzy badań. O tym, że ludzie prawdopodobnie musieli używać szytych ubrań, by przetrwać na północy kuli ziemskiej, wiadomo od dawna. Jednak mamy bardzo miało dowodów na istnienie takich ubrań. Istnieją za to dowody pośrednie, chociażby w postaci igieł z kości.
Zdaniem naukowców, zwierzęta, z których ciał wykonywano igły, prawdopodobnie były łapane w pułapki i w tym przypadku wcale nie musiało chodzić o zdobywanie pożywienia. Nasze badania przypominają, że łowcy wykorzystują zwierzęta w bardzo różnych celach, a znalezienie kości na stanowisku archeologicznym wcale nie musi oznaczać, że zwierzę zjedzono, dodają.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2000 roku w pobliżu miasta Pampore w Indiach znaleziono sfosylizowane szczątki trzech słoniowatych. Przed tygodniem naukowcy opublikowali dwa artykuły, z których dowiadujemy się, że mamy tutaj do czynienia z najstarszymi na subkontynencie indyjskim śladami dzielenia mięsa zwierząt przez ludzi.
Wspomniane słoniowate żyły 300–400 tysięcy lat temu i należały do wymarłego rodzaju Palaeoloxodon, którego przedstawiciele byli dwukrotnie bardziej masywni od współczesnych słoni afrykańskich. Dotychczas tylko raz znaleziono kości tego gatunku rodzaju Palaeoloxodon. Szczątki odkryte w 2000 roku są znacznie bardziej kompletne.
Zwierzęta zmarły w pobliżu rzeki w dolinie Kaszmir. Wkrótce po śmierci ich szczątki i 87 kamiennych narzędzi wykonanych przez przodka człowieka, zostały przykryte osadami, co pozwoliło zachować je do dnia dzisiejszego. W jednym ze wspomnianych artykułów badacze opisują, jak odkryli wióry z kości, co wskazuje, że ludzie rozbili kości, by pozyskać z nich szpik. W drugim opisano same kości oraz gatunek, do którego należały.
To jednak zjadł słonie? Tego nie wiemy. Dotychczas na subkontynencie indyjskim skamieniałe szczątki hominina odkryto tylko w jednym miejscu. Znaleziono je w 1982 roku i naukowcy do dzisiaj nie mogą się zgodzić, do jakiego gatunku należał człowiek z Narmada. Pewne jest, że wykazuje on cechy typowe dla starszych i młodszych gatunków homininow, co sugeruje, że na subkontynencie dochodziło do mieszania gatunków i musiał on odgrywać ważną rolę we wczesnym rozprzestrzenianiu się człowieka.
Teraz dowiedzieliśmy się, że mieszkańcy Indii środkowego plejstocenu – niezależnie od tego, kim byli – jedli słonie. Kamienne narzędzia, które prawdopodobnie wykorzystali do pozyskania szpiku, zostały wykonane z bazaltu, który nie występuje w okolicy znalezienia szczątków. Paleontolodzy sądzą, że surowy materiał został przyniesiony z zewnątrz, a narzędzia wykonano na miejscu.
Odkrycie ma duże znaczenie dla lepszego zrozumienia obecności człowieka na subkontynencie. Dotychczas najstarsze dowody na dzielenie mięsa zwierzęcego nie były starsze niż 10 tysięcy lat. Być może nie przyglądano się temu zbyt szczegółowo, albo szukano w nieodpowiednich miejscach. Jednak dotychczas nie mieliśmy żadnych dowodów, by ludzie żywili się dużymi zwierzętami na terenie Indii, mówi jeden z badaczy, Advait Jukar, kurator zbiorów paleontologii kręgowców we Florida Museum of Natural History.
Trzeba tutaj podkreślić, że o ile mamy dowody, iż ludzie pożywiali się na słoniach, to brak dowodów, by je upolowali. Niewykluczone, że zwierzęta zmarły z przyczyna naturalnych, a ludzie je po prostu znaleźli i skorzystali z okazji.
Wśród skamieniałości znajduje się najbardziej kompletna czaszka gatunku Palaeoloxodon turkmenicus. Jego szczątki znaleziono wcześniej tylko raz. W 1955 roku w Turkmenistanie odkryto fragment czaszki. Wyglądał on inaczej niż czaszki innych Palaeoloxodon, ale nie był na tyle duży, by jednoznacznie stwierdzić, że należy do osobnego gatunku. Problem z rodzajem Palaeoloxodon jest taki, że zęby poszczególnych gatunków są niemal identyczne. Jeśli więc znajdziesz pojedynczy ząb, nie wiesz, do jakiego gatunku należał. Trzeba przyglądać się czaszkom, mówi Jukar.
Na szczęście w przypadku skamieniałości z Pampore zachowały się kości gnykowe. Są one bardzo delikatne, ale różne u różnych gatunków, dzięki czemu są przydatnym narzędziem do określania przynależności gatunkowej szczątków.
Zdaniem Jukara, skoro ludzie jedzą mięso od milionów lat, powinniśmy znaleźć więcej szczątków o tym świadczących. Trzeba lepiej poszukać. Oraz zbierać dosłownie wszystko. W przeszłości kolekcjonowano tylko czaszki i kości kończyn. Nie zbierano połamanych kości, które mogły nosić ślady działania ludzi, mówi Jukar.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W środowisku naukowym od dawna trwa debata na temat istnienia diapauzy u ludzi. Zjawisko takie występuje u niektórych gatunków ssaków. Sarna europejska może kontrolować termin porodu. Gdy warunki są niesprzyjające, samica może nosić w macicy uśpiony niezagnieżdżony zarodek, który zaczyna się rozwijać dopiero, gdy warunki do rozrodu się poprawią. Naukowcy z Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka oraz Instytutu Biotechnologii Molekularnej Austriackiej Akademii Nauk informują, że i u człowieka może występować mechanizm pozwalający na zatrzymanie rozwoju.
U różnych gatunków zwierząt diapauza może trwać całymi tygodniami lub miesiącami. Teraz dowiadujemy się, że nie można wykluczyć istnienia takiego mechanizmu u ludzi. Aydan Bulut-Karslıoğlu z Instytutu Maxa Plancka i Nicolas Rivron z Austriackiej Akademii Nauk zidentyfikowali mechanizm molekularny, który kontroluję diapauzę embrionalną i wydaje się, że działa on też w ludzkich komórkach.
Naukowcy podczas eksperymentów wykorzystali ludzkie komórki macierzyste oraz bazujące na nich modele blastocyst. Uczeni odkryli, że modulacja szlaku sygnałowego mTOR wprowadza komórki w stan uśpienia, bardzo przypominający diapauzę. Szlak mTOR jest głównym regulatorem rozwoju embrionu u myszy. Gdy potraktowaliśmy ludzkie komórki macierzyste i modele blastocyst inhibitorem tego szlaku, zauważyliśmy opóźnienie rozwoju, co oznacza, że ludzkie komórki również zawierają mechanizm molekularny przypominający diapauzę, stwierdza Aydan Bulut-Karslioglu. Stan taki charakteryzuje się spowolnionym podziałem komórkowym, rozwojem i zmniejszeniem możliwości zagnieżdżenia się w macicy. Badania wykazały też, że w ludzkich komórkach możliwość wejścia w ten stan jest ograniczona do etapu blastocyst, zatem do tego samego, co u innych ssaków. Ponadto jest to stan odwracalny i po reaktywacji szlaku mTOR rozwój przebiega normalnie.
Autorzy badań uważają, że ludzie, podobnie jak inne ssaki, mogą posiadać wbudowany mechanizm czasowego spowalniania rozwoju zarodka, nawet jeśli mechanizm ten nie jest obecnie wykorzystywany. Może być to pozostałość procesu ewolucyjnego, którego już nie używamy. Chociaż utraciliśmy zdolność do naturalnego wprowadzania zarodka w ten stan, nasze eksperymenty wskazują, że możemy wykorzystać ten mechanizm, mówi Rivron.
Odkrycie może mieć olbrzymie znaczenie dla zapłodnienia in vitro (IVF). Z jednego strony szybszy rozwój poprawia szanse na udane przeprowadzenie IVF, co można by osiągnąć zwiększając aktywność mTOR. Z drugiej strony, wprowadzenie zarodka w stan uśpienia podczas procedury IVF dałoby więcej czasu na ocenę jego stanu oraz zsynchronizowanie go ze stanem organizmu matki, w celu zwiększenia szans na poczęcie potomstwa, wyjaśnia Rivron.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Żyjący 25 tysięcy lat temu ludzie epoki lodowej dojrzewali w tym samym czasie, co ludzie współcześni. Na łamach Journal of Human Evolution opublikowano badania nad dojrzewaniem młodzieży z plejstocenu. Naukowcy, na podstawie 13 szkieletów osób zmarłych w wieku 10–20 lat, zidentyfikowali typowe markery poszczególnych etapów dojrzewania. Mogliśmy określić takie wydarzenia, jak miesiączkowanie czy mutacja głosu, mówi paleoantropolog April Nowell z University of Victoria.
Podczas badań wykorzystano technikę opracowaną przez główną autorkę badań, Mary Lewis z University of Reading. Polega ona na badaniu stopnia mineralizacji kłów oraz kości dłoni, łokcia, nadgarstka, szyi i miednicy do określenia poziomu dojrzałości, jaki badana osoba osiągnęła w chwili śmierci. Po raz pierwszy moja metoda oceny stanu dojrzałości została wykorzystana na materiale z paleolitu. Jednocześnie jako pierwsi wykorzystaliśmy inną metodę, analizę peptydów, do ustalenia płci tak starych szkieletów, wyjaśnia Lewis.
Zwykle uważamy, że życie ludzi sprzed tysięcy lat było ciężkie, krótkie i brutalne. Jednak okazuje się, że badani ludzie byli w dość dobrym stanie zdrowia. Większość z nich rozpoczynała dojrzewanie przed osiągnięciem 13,5 roku życia, a kończyła w wieku 20-22 lat. Zatem dzieci i nastolatki epoki lodowcowej dojrzewały podobnie, jak współcześni mieszkańcy bogatych krajów.
Wśród badanych szkieletów był też Romito 2, najstarszy znany przypadek achondroplazji. Młodzieniec żył 11 tysięcy lat temu, w chwili śmierci miał 16 lat i był w drugiej połowie okresu mutacji. Jego głos był głębszy, jak głos dorosłego. Romito 2 dojrzał już płciowo, mógł mieć dzieci. Jednak z wyglądu przypominał dziecko, co mogło wpływać na to, jak był postrzegany przez swoich pobratymców.
Choroba Romito 2 uniemożliwiała mu udział w typowych dla jego wieku zajęciach, takich jak polowanie. Po śmierci spoczął w ramionach starszej od siebie kobiety – być może jego matki. Nie wiemy, dlaczego tak go pochowano. Jednak kojarzy się to z gestem związanym z ochroną i dbałością, który może wskazywać, że mimo wieku był bardziej uważany za dziecko niż dorosłego.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.