Racjonalista - Strona głównaDo treści


Fundusz Racjonalisty

Wesprzyj nas..
Zarejestrowaliśmy
199.562.424 wizyty
Ponad 1065 autorów napisało dla nas 7364 tekstów. Zajęłyby one 29017 stron A4

Najnowsze strony..
Archiwum streszczeń..

 Czy konflikt w Gazie skończy się w 2024?
Raczej tak
Chyba tak
Nie wiem
Chyba nie
Raczej nie
  

Oddano 246 głosów.
Chcesz wiedzieć więcej?
Zamów dobrą książkę.
Propozycje Racjonalisty:

Złota myśl Racjonalisty:
"Zakazy mogą tylko opóźnić postępy badań naukowych, nie mogą im zapobiec. Byłoby to odwlekanie nie tylko zagrożeń, lecz także pożytków ze wzrostu wiedzy, w tym takich, których z góry nie potrafimy dostrzec i docenić. Larum wobec klonowania jest reakcją irracjonalną, choć nietrudną do wyjaśnienia. Jednym z jej źródeł są zaburzenia w wyobraźni człowieka nękanego obrazami filmowymi, które łączą gatunek..
Nowinki i ciekawostki naukowe
Rok 2010
 Lipiec (23)
 Sierpień (23)
 Wrzesień (34)
 Październik (20)
 Listopad (24)
 Grudzień (17)
Rok 2011
 Styczeń (34)
 Luty (39)
 Marzec (43)
 Kwiecień (19)
 Maj (18)
 Czerwiec (17)
 Lipiec (19)
 Sierpień (30)
 Wrzesień (29)
 Październik (45)
 Listopad (35)
 Grudzień (24)
Rok 2012
 Styczeń (18)
 Luty (31)
 Marzec (34)
 Kwiecień (12)
 Maj (10)
 Czerwiec (11)
 Lipiec (12)
 Sierpień (9)
 Wrzesień (8)
 Październik (3)
 Listopad (11)
 Grudzień (4)
Rok 2013
 Styczeń (4)
 Luty (4)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (6)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (5)
 Sierpień (4)
 Wrzesień (3)
 Październik (3)
 Listopad (3)
 Grudzień (20)
Rok 2014
 Styczeń (32)
 Luty (53)
 Marzec (38)
 Kwiecień (23)
 Maj (45)
 Czerwiec (46)
 Lipiec (36)
 Sierpień (26)
 Wrzesień (20)
 Październik (24)
 Listopad (32)
 Grudzień (13)
Rok 2015
 Styczeń (16)
 Luty (13)
 Marzec (8)
 Kwiecień (13)
 Maj (18)
 Czerwiec (11)
 Lipiec (16)
 Sierpień (13)
 Wrzesień (10)
 Październik (9)
 Listopad (12)
 Grudzień (13)
Rok 2016
 Styczeń (20)
 Luty (11)
 Marzec (3)
 Kwiecień (3)
 Maj (5)
 Czerwiec (2)
 Lipiec (1)
 Sierpień (7)
 Wrzesień (6)
 Październik (3)
 Listopad (5)
 Grudzień (8)
Rok 2017
 Styczeń (5)
 Luty (2)
 Marzec (10)
 Kwiecień (11)
 Maj (11)
 Czerwiec (1)
 Lipiec (8)
 Sierpień (5)
 Wrzesień (8)
 Październik (3)
 Listopad (3)
 Grudzień (3)
Rok 2018
 Styczeń (2)
 Luty (1)
 Marzec (7)
 Kwiecień (9)
 Maj (6)
 Czerwiec (5)
 Lipiec (4)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (3)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (11)
Rok 2019
 Styczeń (3)
 Luty (0)
 Marzec (1)
 Kwiecień (1)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (2)
 Sierpień (8)
 Wrzesień (1)
 Październik (5)
 Listopad (3)
 Grudzień (5)
Rok 2020
 Styczeń (7)
 Luty (1)
 Marzec (1)
 Kwiecień (3)
 Maj (4)
 Czerwiec (1)
 Lipiec (3)
 Sierpień (1)
 Wrzesień (0)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (3)
Rok 2021
 Styczeń (3)
 Luty (0)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (0)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (3)
 Październik (2)
 Listopad (0)
 Grudzień (0)
Rok 2022
 Styczeń (0)
 Luty (0)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (0)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (0)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (0)
Rok 2023
 Styczeń (0)
 Luty (0)
 Marzec (0)
 Kwiecień (0)
 Maj (0)
 Czerwiec (0)
 Lipiec (0)
 Sierpień (0)
 Wrzesień (0)
 Październik (0)
 Listopad (0)
 Grudzień (0)
Rok 2024
 Styczeń (0)
 Luty (0)
 Marzec (0)
Archiwum nowinek naukowych
Medycyna
Przechytrzyć raka skóry – nie tylko naczynia (01-11-2011)

WikipediaRaki skóry, choć rzadziej goszczące w mediach niż nowotwory innych narządów, to najczęstsze złośliwe nowotwory gnębiące człowieka. Znaczna ich część (tzw. raki podstawnokomórowe) to guzy relatywnie niegroźne, jednak stanowiące ok. 1/5 tej grupy raki płaskonabłonkowe to nowotwory związane ze sporym ryzykiem nawrotów i przerzutowania.

Jak w wielu innych nowotworach, naukowcy w raku płaskonabłonkowym skóry doszukują się szczególnej populacji komórek - tzw. "nowotworowych komórek pnia" ("nowotworowych komórek macierzystych"), komórek progenitorowych, z których to guz miałby się rozwijać i które poprzez wydzielane czynniki biologiczne odpowiedzialne mają być m.in. za jego ciągły wzrost i nawrotowość. Bazując na niedawnych badaniach, które wykazały, że w przypadku guzów mózgu podobne komórki macierzyste pozostają w ścisłym związku z okolicznym mikrośrodowiskiem, zwłaszcza zaś z sąsiadującymi naczyniami krwionośnymi, zespół belgijskich naukowców pod kierunkiem Cedrica Blanpaina postanowił sprawdzić czy komórki macierzyste raka płaskonabłonkowego również wytwarzają sobie podobną "niszę naczyniową", a jeśli tak - sprawdzić naturę współzależności zachodzących w takiej niszy.

Korzystając z mysiego modelu płaskonabłonkowego raka skóry, naukowcy przeprowadzili serię badań immunochemicznych i rzeczywiście - komórki pnia leżały w bezpośrednim sąsiedztwie sieci naczyń krwionośnych. Same komórki macierzyste okazały się intensywnie (w znacznie większej ilości niż komórki sąsiednie) wydzielać VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor, czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego), jednak działanie tegoż było bardziej skomplikowane niż to się pierwotnie naukowcom wydawało.

Wiadomo powszechnie, że VEGF przyczynia się do tworzenia nowych naczyń (angiogenezy). Odpowiednio gęsta sieć naczyń krwionośnych niezbędna jest do dostarczenia substancji odżywczych rosnącemu guzowi, medycyna zatem wykorzystuje możliwość zablokowania działania tego związku w terapii licznych guzów (m.in. raka płuc czy jelita grubego). Swoje działanie angiogenne VEGF egzekwuje poprzez receptor VEGFR2; receptor ten - zgodnie z oczekiwaniami - badacze wykryli na komórkach śródbłonka naczyń w pobliżu komórek pnia, a zablokowanie go odpowiednim przeciwciałem przyniosło oczekiwane rezultaty - guz ulegał regresji, a gęstość sieci naczyniowej zmniejszała się znacznie. Wyniki te w znacznym stopniu potwierdzały wcześniejsze doniesienia, sugerujące iż antynowotworowy efekt VEGF może być istotny także w raku skóry. Co jednak zdziwiło eksperymentatorów, samo obniżenie ilości nowotworowych komórek macierzystych nie było efektem jedynie ich obumierania (jak przy odcięciu dopływu odżywienia poprzez naczynia), ale także obniżonej proliferacji (namnażania się) - sama skala zmniejszania się guza zresztą była też nazbyt wielka, by dało się ją uzasadnić tylko zablokowaniem angiogenezy.

Dalsze dociekania Blanpaina i jego zespołu skupiły się na zbadaniu mechanizmów, w jakich VEGF mógłby wpływać na same komórki pnia raka skóry. Zablokowanie produkcji VEGF w komórkach guza - tak zwykłych, jak i macierzystych - powodowało cofanie się zmiany skórnej, przy czym szczególnie znacznemu zmniejszeniu (nieproporcjonalnie dużemu w stosunku do reszty guza) ulegała populacja komórek pnia. Zazwyczaj nowotworowa komórka macierzysta może dzielić się na dwa sposoby - albo symetrycznie - dając początek kolejnym komórkom pnia i zachowując ich populację, albo asymetrycznie, tworząc obok komórki progenitorowej, nową, wyżej zróżnicowaną komórkę guza i przyczyniając się do dalszego rozwoju raka. Blokada czynnika wzrostu zachwiała równowagę, w której oba te procesy powinny się znajdować, doprowadzając stopniowo do niedoboru komórek pnia. Działanie odwrotne przechylało równowagę w drugą stronę, powiększając znamiennie pulę komórek macierzystych. Ten bezpośredni wpływ potwierdziła ocena zmiany pod wpływem VEGF poziomu ekspresji rozlicznych charakterystycznych dla komórek pnia genów - zarówno tych regulujących ich namnażanie, jak i dbających o odnowę puli tych komórek i ich różnicowanie nowotworowe. To sytuowałoby czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego pośród związków odpowiedzialnych za "macierzystą" naturę populacji nowotworowych komórek pnia, czyli - u umiejscowiłoby go u samego podłoża nowotworzenia. Efekt ten zdaje się być możliwy dzięki obecności na komórkach progenitorowych raka skóry receptorów dla VEGF sprzężonych z białkiem neuropiliną1 odpowiedzialną (wedle proponowanych hipotez) za wzmożenie aktywności receptorów i płynących z nich do wnętrza komórki sygnałów proliferacyjnych (u myszy pozbawionych neuropiliny nie udało się wyhodować raka skóry pomimo stymulowania naskórka znanymi czynnikami karcynogennymi i pomimo zwiększenie wydzielania czynnika wzrostu).

Nowotworowe komórki pnia zatem we współpracy z pozostałymi komórkami guza same, na drodze specjalnej, autonomicznej pętli wydzielniczej stymulują zarówno wzrost dokarmiających je naczyń, jak i swój własny, tworząc układ stanowiący nieomalże biologiczne perpetuum mobile, którego niezbędne składowe to VEGF, jego receptory i neuropilina. Być może układ ten stanie się docelowo punktem uchwytu dla nowych terapii walczących z rakami skóry szczególnie opornymi na leczenie.

Artykuł oryginalny: A vascular niche and a VEGF-Nrp1 loop regulate the initiation and stemness of skin tumours.
Omówienia: Tumour biology: Skin-cancer stem cells outwitted
New Role of Vascular Endothelial Growth Factor in Regulating Skin Cancer Stem Cells

Technika
Smartfony jako narzędzia do badania ludzkich zachowań (31-10-2011)

Naukowcy wykorzystują innowacyjne narzędzia do prowadzania testów psychologicznych szybciej niż miało to miejsce w przeszłości. Zdaniem ekspertów liczba użytkowników smartfonów na świecie osiągnie 1 miliard przed końcem 2013 r. Obecnie międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał technologię smartfonów do zbadania procesów umysłowych zaangażowanych w ludzkie zapamiętywanie, myślenie, mówienie i rozwiązywanie problemów. Zaprezentowane w magazynie PLoS ONE wyniki pokazują, jak te niewielkie narzędzia mogą radykalnie zmienić badania kognitywistyczne. Badanie było po części finansowane przez projekt O-CODE ("Łamanie kodu ortograficznego"), który otrzymał dotację Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC) w kwocie 2,2 miliona euro w ramach siódmego programu ramowego UE (7PR).

Konwencjonalne eksperymenty laboratoryjne zdolności poznawczych człowieka, w tym nauki języka, skupienia uwagi i zapamiętywania, zazwyczaj obejmują małe grupy ochotników, którzy dojeżdżają do ośrodka badawczego i uczestniczą w eksperymentach behawioralnych w środowisku kontrolowanym. Próby przeniesienia laboratorium do ludzi nie zawsze okazywały się owocne. Należy zaznaczyć, że badania internetowe również nie stanowią solidnej alternatywy, ponieważ eksperymenty takie wymagają precyzji, szczególnie w zakresie pomiarów czasu trwania bodźców i reakcji behawioralnych.

Badacze z Belgii, Francji, Hiszpanii, Holandii, Singapuru i Zjednoczonego Królestwa wyznaczyli cel wydania aplikacji na iPhone'a/iPada, którą użytkownicy mogą pobrać bezpłatnie w siedmiu językach na potrzeby większego światowego eksperymentu. W ramach tego nowego badania zespół wykorzystał oryginalny eksperyment laboratoryjny i przystosował go do użytku na urządzeniu iPhone.

"Chcieliśmy się dowiedzieć, czy możemy ujarzmić precyzję tych minikomputerów w celu przeprowadzenia eksperymentów na skalę globalną, które obejmowałyby bezprecedensową liczbę uczestników", wyjaśnia jeden z autorów pracy, prof. Kathy Rastle z Wydziału Psychologii w Royal Holloway na Uniwersytecie Londyńskim w Zjednoczonym Królestwie. "Zebrane do tej pory wyniki są uderzająco podobne do wyników uzyskanych w warunkach laboratoryjnych, ukazując potencjał wykorzystania tej technologii w przyszłości".

Profesor Rastle mówi, że badanie to może pomóc zmienić sposób prowadzenia badań społecznych i psychologicznych wśród ludzi. "Umożliwia ono nam stosunkowo niedrogi dostęp do dużej liczby osób z różnych środowisk demograficznych", mówi prof. Rastle. "Zdołaliśmy poddać testowi niemal 5.000 uczestników w okresie 3 miesięcy, co w laboratorium trwałoby latami i pochłonęłoby znaczne kwoty".

Aplikacja o nazwie "Science XL: Test your word power" (Nauka XL: Przetestuj znajomość słów) testuje znajomość słów uczestników, prosząc o stwierdzenie, czy każdy zaprezentowany wyraz jest rzeczywistym słowem czy też nim nie jest. Według zespołu aplikacja mierzy dokładność i czas na podjęcie decyzji tj. czas reakcji.

Zdaniem badaczy zadanie to rzuciło nowe światło na procesy poznawcze związane z umiejętnym czytaniem, a także zaburzeniami czytania, w tym dysleksją.

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Dufau, S. et al. (2011) "Smart Phone, Smart Science: How the Use of Smartphones Can Revolutionize Research in Cognitive Science". PLoS ONE, 2011; 6 (9): e24974. DOI:10.1371/journal.pone.0024974

Astronomia
Astronomowie lokalizują zaginionego bliźniaka Plutona (31-10-2011)

Po raz pierwszy zespół astronomów skutecznie przeprowadził dokładne pomiary średnicy odległej planety karłowatej Eris poprzez uchwycenie jej, kiedy przesunęła się na tle gwiazdy. Obserwacji dokonano za pomocą teleskopów mieszczących się w chilijskim obserwatorium La Silla Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Wskazują one, że Eris jest niemal identycznych rozmiarów co Pluton, kładąc tym samym kres twierdzeniom naukowców, jakoby Eris była o 25% od Plutona większa.

Członkowie zespołu, pochodzący z Argentyny, Belgii, Brazylii, Chile, Francji, Hiszpanii, Meksyku, Niemiec, Zjednoczonego Królestwa i Włoch, wyjaśniają w nowym badaniu opublikowanym w magazynie Nature, jak dokonali obserwacji w listopadzie 2010 r., kiedy to Eris przesunęła się na tle słabej gwiazdy; zjawisko to zwane jest "okultacją".

Chociaż zdarzenia takie występują rzadko - kolejne nastąpi w 2013 r. - i trudne do uchwycenia ze względu na odległość, okultacje stwarzają najlepszą sposobność do pomiaru odległego ciała w Układzie Słonecznym, takiego jak Eris, jak wyjaśnia kierownik badania, Bruno Sicardy z Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) we Francji: "Obserwacja zjawiska okultacji przez niewielkie ciała znajdujące się za Neptunem w Układzie Słonecznym wymaga wielkiej precyzji i bardzo starannego planowania. Jest to najlepszy sposób na zmierzenie rozmiaru Eris, oczywiście poza bezpośrednią wizytą na tej planecie".

Nie chcąc stracić tak rzadkiej okazji, astronomowie - zarówno profesjonaliści, jak i amatorzy - przystąpili do obserwacji okultacji z 26 różnych lokalizacji na całym świecie, wzdłuż przewidywanej ścieżki cienia karłowatej planety. Jednak tylko w dwóch lokalizacjach zdołano zaobserwować wydarzenie bezpośrednio, a obie znajdowały się w Chile. Jedną z nich było obserwatorium ESO La Silla, natomiast drugą obserwatorium w San Pedro de Atacama dysponujące dwoma różnymi teleskopami. Wszystkie trzy teleskopy zarejestrowały nagły spadek jasności, kiedy Eris zasłoniła światło odległej gwiazdy.

Obserwacje te łącznie wskazują, że Eris ma kształt zbliżony do kulistego. Astronomowie dostrzegli także powierzchnię o właściwościach silnie odbijających światło, co sugeruje że planetę pokrywa cienka warstwa lodu. Odbija ona 96% światła padającego na powierzchnię, a zespół uważa, że na planecie panuje mroźna atmosfera. Oznacza to, że Eris, obok lodowego księżyca Saturna - Enceladusa - jest jednym z najbardziej odblaskowych obiektów w Układzie Słonecznym.

Planeta Eris (w oddali) i jej księżyc - Dysmonia (na pierwszym planie). Wizja artystyczna. Źrodło: ESO

"Ta lodowa powłoka może wynikać z panującej na planecie atmosfery azotowo-metanowej, skraplającej się w szron na powierzchni, kiedy planeta oddala się od Słońca na swej wydłużonej orbicie w coraz zimniejsze środowisko" - komentuje współautor badania, Emmanuel Jehin z Institut d'Astrophysique de I'Universite de Liege w Belgii.

Planetę Eris po raz pierwszy zidentyfikowano jako duży obiekt zewnętrznego Układu Słonecznego w roku 2005, a jej odkrycie było jednym z czynników, które doprowadziły do stworzenia nowej klasy obiektów zwanych planetami karłowatymi oraz wynikającej z tego zmiany klasyfikacji Plutona z planety na planetę karłowatą w 2006 r.

Bruno Sicardy komentuje projekt następująco: "To niezwykłe, jak wiele możemy się dowiedzieć na temat małych i odległych obiektów, takich jak Eris, poprzez obserwację ich przesuwania się na tle słabej gwiazdy za pomocą stosunkowo niewielkich teleskopów. Pięć lat po odkryciu nowej klasy planet karłowatych wreszcie poznajemy jeden z obiektów, które ją utworzyły".

I chociaż możemy opisać Eris jako planetę "bliźniaczą" Plutona, raczej trudno jest określić tę parę jako blisko związaną, jako że Eris aktualnie znajduje się trzy razy dalej od Słońca niż Pluton.

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Sicardy, B., et al. (2011) "A Pluto-like radius and a high albedo for the dwarf planet Eris from an occultation", Nature. DOI: 10.1038/nature10550.

Zdrowie
Zaczynamy rozumieć, jak działa jogurt! (28-10-2011)

sc.huChoć może nasza babcia niekoniecznie wpychała w nas litry jogurtu czy kwaśnego mleka, to na pewno dziś trudno nie kojarzyć tych przetworów z lepszym trawieniem, wyższą odpornością i innymi korzyściami zdrowotnymi. Wszystko to za sprawą bakterii znajdujących się w tego rodzaju żywności, tak zwanym probiotykom. Choć trudno było zaprzeczyć ich zbawiennemu wpływowi na nasze zdrowie, naukowcy nie rozumieli mechanizmu ich działania. Jedną z głównych przeszkód do poznania tego była niesłychana złożoność naszej wewnętrznej mikroflory.

W dzisiejszym "Science Translational Medicine" można przeczytać opublikowany pod wodzą Jeffreya Gordona (Washington University School of Medicine) artykuł, który rzuca światło na naszą wiedzę o tym, w jaki właściwie sposób probiotyki nam pomagają.

Eksperyment, który przeprowadzono można podzielić na dwie części: "ludzką" i "mysią". W "ludzkiej" części eksperymentu regularnie podawano pacjentkom "komercyjnie dostępny produkt na bazie kwaśnego mleka" (w skrócie FMP - fermented milk product) zawierajacy 5 odmian bakterii probiotycznych. W celu jak najdoskonalszego ujednolicenia tła genetycznego badanych, eksperyment przeprowadzono na parach jednojajowych bliźniaczek. Następnie monitorowano różnorodność bakterii w przewodzie pokarmowym 4 tygodnie przed oraz po podaniu probiotyków, jak również przez 7 tygodni podczas trwania eksperymentu. Te same bakterie zostały podane myszom laboratoryjnym w "mysiej części" projektu, które posiadały już w swoim przewodzie pokarmowym 15 odmian ludzkich bakterii. "Mysi" odpowiednik miał na celu sprawdzenie, czy wyniki otrzymane u ludzi mogą być powtarzalne w dużo prostszych systemach.

Jak się spodziewano, picie jogurtów nie spowodowało drastycznej zmiany w kompozycji mikroflory przewodu pokarmowego - liczba bakterii zawarta w jogurcie jest na to po prostu zbyt mała! Niemniej jednak po analizie ekspresji genów u "mysich" bakterii, znaleziono znaczące różnice w ekspresji enzymów odpowiedzialnych za rożnego rodzaju procesy metaboliczne. Tak więc przybycie nowych odmian bakterii sprowokowało metaboliczną "odpowiedz" u innych bakterii już wcześniej zamieszkujących nasz przewód pokarmowy. Dla przykładu, B. animalis lactis, jeden z dominujących probiotyków, zwiększa ekspresję genów, których produkt jest odpowiedzialny za metabolizm ksylooligosacharydow - klasy glikanow powszechnie znajdujących się w warzywach czy owocach. Ekspresja genetyczna "ludzkich" bakterii była dużo bardziej skomplikowana, ale w pełni odzwierciedlała zmiany wykryte u myszy.

Co to wszystko oznacza? Jak wyjaśnia sam Gordon dla "The New Scientist": "Nie znamy natury tej molekularnej komunikacji między probiotykami i osiadłymi odmianami bakterii w naszym przewodzie pokarmowym. Każdy członek tej jelitowej społeczności był w stanie dostosować swój metabolizm w taki sposób, że przynosiło to korzyści im samym, jak również całej społeczności". Badania te są dopiero początkiem bardziej szczegółowych dociekań, jak przetwory mleczne wpływają na nasze zdrowie a w przyszłości również jak można je wykorzystać w medycynie.

Źródło artykułu, źródło wypowiedzi Gordona

Medycyna
Nanostruktury węglowe ułatwią wykrycie choroby Parkinsona (28-10-2011)

Zdj. Grzegorz Krzyżewski
1. Zdj. Grzegorz Krzyżewski
Niedobór dopaminy jest oznaką ciężkich chorób układu nerwowego. Badania stężenia dopaminy, które w płynach fizjologicznych zazwyczaj i tak jest bardzo małe, są drogie i wymagają specjalistycznej aparatury, niedostępnej w gabinetach lekarskich. Sytuacja może się zmienić dzięki wynalazkowi z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. Nowe elektrody, pokryte nanocząstkami węgla osadzonymi na drobinach polikrzemianowych, pozwalają łatwo i tanio wykrywać dopaminę w roztworach nawet w obecności substancji przeszkadzających.

W Instytucie Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie skonstruowano elektrody pokryte nanocząstkami węgla osadzonymi na drobinach polikrzemianowych. Elektrody z powodzeniem wykorzystano do badania stężeń dopaminy w roztworach w obecności kwasów moczowego i askorbinowego oraz paracetamolu, substancji utrudniających analizę. Opracowana metoda detekcji dopaminy otwiera drogę do tanich i szybkich testów medycznych. Za ich pomocą lekarze już w swoich gabinetach mogliby z dużym prawdopodobieństwem ustalić, czy pacjent cierpi na popularne schorzenia układu nerwowego, takie jak choroba Parkinsona.

Elektrody opracowane w Instytucie Chemii Fizycznej PAN składają się z naprzemiennych warstw drobin polikrzemianowych i nanocząstek węgla. Polikrzemianowe drobiny mają rozmiary od 100 do 300 nanometrów (miliardowych części metra). Jako nieprzewodzące, pełnią jedynie rolę szkieletu rozbudowującego powierzchnię elektrody. Polikrzemiany są gęsto pokryte nanocząstkami węgla (w rozmiarach od 8 do 18 nm), które tworzą właściwą, przewodzącą prąd powierzchnię roboczą.

Wytwarzanie elektrod z nowymi pokryciami jest tanie. Elektrody naprzemiennie zanurza się na kilka sekund w odpowiednio przygotowanych zawiesinach, raz z drobinami polikrzemianowymi, raz z nanocząstkami węglowymi. "Nanocząstki węglowe mają grupy funkcyjne naładowane ujemnie, a polikrzemiany dodatnio. Występujące między nimi oddziaływania elektrostatyczne są dość silne. Sprawdziliśmy, że wielokrotnie powtarzając zanurzenia można na powierzchni elektrody zbudować 'kanapkę' nawet z 24 warstw", opisuje doktorantka Anna Celebańska z IChF PAN.

Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN wykorzystali nowe elektrody do detekcji dopaminy w roztworach.

Niedobór dopaminy występuje m.in. w chorobie Parkinsona, zatem jego wykrywanie ma istotne znaczenie medyczne. Zadanie jest trudne, ponieważ stężenie dopaminy w płynach ustrojowych, nawet u osób zdrowych, jest bardzo małe. Co gorsza, w próbkach z dopaminą zazwyczaj są obecne inne substancje, takie jak kwas moczowy i askorbinowy. Oba związki generują podobne sygnały co dopamina, a występują w stężeniach tysiąckrotnie większych.

Aby za pomocą nowej metody sprawdzić stężenie dopaminy, elektrody z nanocząstkami węglowymi zanurza się w odpowiednio przygotowanym roztworze z próbką, po czym przykłada się potencjał elektryczny. Dopamina jest elektrochemicznie aktywna i dobierając odpowiednią wartość potencjału można ją utlenić. Niestety, jej sygnał jest zwykle przesłonięty sygnałami pochodzącymi od kwasów askorbinowego i moczowego. Jednak dzięki nanocząstkom węgla na powierzchni elektrod, wartości potencjałów, przy których następuje utlenienie obu kwasów, zmieniają się. W efekcie piki na wykresie rozdzielają się i sygnał pochodzący od dopaminy staje się widoczny.

"Wyniki przeprowadzonych testów okazały się bardzo dobre. Nasza metoda należy do jednych z najczulszych sposobów detekcji dopaminy. Pozwala wykryć ją w stężeniach do 10-7 mola na litr w obecności substancji przeszkadzających o stężeniu 10-3 mola na litr", mówi Celebańska.

Obecne metody badania stężenia dopaminy są drogie i wymagają specjalistycznego sprzętu. Tymczasem na rynku są dostępne stosunkowo tanie, mieszczące się w dłoni przyrządy do detekcji substancji chemicznych. Gdyby wyposażyć je w nowe elektrody i upowszechnić w gabinetach lekarskich, pacjent o swojej chorobie mógłby dowiedzieć się jeszcze przed końcem wizyty.

Detekcja dopaminy za pomocą nowych elektrod jest możliwa do stężeń odpowiadających stężeniom dopaminy w płynach ustrojowych zdrowego człowieka. Stężenia mniejsze, charakterystyczne dla osób chorych, nie zostaną dokładnie oznaczone i detektor nie zadziała. "Metoda ma naturalny próg detekcji, dzięki któremu potrafimy ustalić, że dopaminy w organizmie jest za mało. Ile za mało? Tego na razie nie umiemy powiedzieć. Mamy jednak nadzieję na dalsze zwiększenie czułości metody", stwierdza prof. dr hab. Marcin Opałło z IChF PAN.

Elektrody pokryte nanocząstkami węglowymi osadzonymi na polikrzemianach powstały w ramach grantu "Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie". Grant, wartości ponad 73 mln złotych, jest finansowany w 85% z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013. Głównymi uczestnikami grantu są Instytut Fizyki PAN (koordynator), Instytut Chemii Fizycznej PAN i Instytut Wysokich Ciśnień PAN. Wyniki badań, poprzedzone zgłoszeniem patentowym, opublikowano w czasopiśmie "Biosensors and Bioelectronics".

Materiał prasowy przygotowany dzięki grantowi NOBLESSE w ramach działania "Potencjał badawczy" VII Programu Ramowego Unii Europejskiej.

Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (http://www.ichf.edu.pl/) został powołany w 1955 roku jako jeden z pierwszych instytutów chemicznych PAN. Profil naukowy Instytutu jest silnie powiązany z najnowszymi światowymi kierunkami rozwoju chemii fizycznej i fizyki chemicznej. Badania naukowe są prowadzone w 9 zakładach naukowych. Działający w ramach Instytutu Zakład Doświadczalny CHEMIPAN wdraża, produkuje i komercjalizuje specjalistyczne związki chemiczne do zastosowań m.in. w rolnictwie i farmacji. Instytut publikuje około 200 oryginalnych prac badawczych rocznie.

Nauki o Ziemi
THAIS – Geofizycy zbudują wirtualne centra badawcze (28-10-2011)

W ramach projektu THAIS powstaną wirtualne centra badawcze dla grup naukowych zajmujących się sejsmologią wzbudzaną i indukowaną. Nowatorska inicjatywa, zapoczątkowana przez Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, umożliwi naukowcom rozrzuconym po całym świecie współpracę z efektywnością zbliżoną do uzyskiwanej w bezpośrednich kontaktach.

W Instytucie Geofizyki Polskiej Akademii Nauk (IGF PAN) opracowano założenia ogólnoświatowej inicjatywy Teamwork for Hazard Estimation for Induced Seismicity - THAIS. Główna idea THAIS polega na uruchomieniu od kilku do kilkunastu wirtualnych centrów badawczych zajmujących się sejsmologią wzbudzaną i wyzwalaną. Dzięki nowoczesnym technologiom komunikacyjnym zostaną w nich stworzone warunki umożliwiające naukowcom w różnych punktach świata efektywną współpracę w ramach jednej grupy roboczej. Nowa inicjatywa otrzymała formalne wsparcie European Plate Observing System (EPOS), największego europejskiego projektu infrastrukturalnego w dziedzinie nauk o ziemi.

Wzbudzane wstrząsy sejsmiczne powstają całkowicie w sposób sztuczny, wskutek działalności ludzkiej. Ten typ aktywności jest poważnym problemem np. w zagłębiach górniczych południowej Polski. Z kolei sejsmologia indukowana wyzwalanych trzęsień ziemi zajmuje się sytuacjami, w których działania człowieka prowadzą do wyzwolenia energii naprężeń wcześniej istniejących w skorupie ziemskiej.

Zdarzenia sejsmiczne o charakterze wzbudzonym i wyzwolonym są związane nie tylko z działalnością górniczą, ale także z eksploatacją energii geotermalnej oraz ropy i gazu, eksploatacją sztucznych zbiorników wodnych czy wydobyciem gazu łupkowego. Nowe technologie oraz trudniej dostępne źródła energii i minerałów powodują, że liczba krajów, gdzie występują zjawiska tego typu, wciąż się powiększa. Problem budzi zainteresowanie coraz większej liczby naukowców na świecie. Tak znaczne rozproszenie poważnie utrudnia efektywną współpracę naukową.

Współczesna wymiana naukowa odbywa się głównie poprzez publikacje naukowe i spotkania na konferencjach. "Problem w tym, że publikacji jest za dużo. Tak wiele, że w praktyce czyta się prace albo znajomych, albo tych, o których właśnie jest głośno", mówi prof. dr hab. Stanisław Lasocki z IGF PAN, jeden ze współtwórców inicjatywy THAIS. "Z kolei na konferencjach naukowiec ma zazwyczaj dziesięć minut na omówienie skomplikowanego, wysoce specjalistycznego zagadnienia. Efekt? Kilku specjalistów na sali wie, o czym była mowa, reszta ma szczęście, jeśli w ogóle załapie główną ideę. Trudno nie odnieść wrażenia, że w tej sytuacji głównym beneficjentem konferencji naukowych są linie lotnicze i hotelarze. Czy tak powinniśmy uprawiać naukę w XXI wieku?".

Aby zwiększyć efektywność współpracy naukowej w skali świata, w Instytucie Geofizyki Polskiej Akademii Nauk zaproponowano w ramach inicjatywy THAIS utworzenie wirtualnych centrów badawczych. "Chcemy doprowadzić do powstania zespołu rozwiązań technologicznych umożliwiających pełny, a przede wszystkim łatwy i szybki przepływ informacji naukowej w ramach grupy badawczej", wyjaśnia dr inż. Beata Orlecka-Sikora z IGF PAN.

Dotychczas naukowcy stosowali rozwiązania cząstkowe, takie jak wideokonferencje czy wspólne bazy preprintów naukowych. THAIS idzie krok dalej - łączy wiele rozwiązań komunikacyjnych w spójną całość. Geofizyk działający w grupie funkcjonującej w ramach THAIS skorzysta z szeregu udogodnień. Będzie miał dostęp do wspólnego miejsca składowania przykładowych danych, co pozwoli jemu i pozostałym uczestnikom grupy badawczej pracować na tych samych plikach. Wyselekcjonowane punkty stałego zbierania danych z urządzeń pomiarowych zainstalowanych np. w kopalniach współpracujących z THAIS zapewnią dopływ najświeższych informacji o zdarzeniach geofizycznych. Inne rozwiązania technologiczne umożliwią składowanie i współdzielenie oprogramowania naukowego. Dopełnieniem całości będą wideokonferencje, które ułatwią werbalne, szybkie komentowanie danych, wyników badań, publikacji i idei.

Inicjatywa THAIS ma charakter otwarty i będzie obejmowała zainteresowane grupy geofizyków ze świata, zajmujące się badaniami w zakresie sejsmologii wzbudzanej i wyzwalanej. "THAIS jest przedsięwzięciem, którego realizacja zajmie lata. Obecnie projekt znajduje się we wstępnej fazie organizacji. Mimo to otrzymaliśmy już formalne zgłoszenia od kilkunastu grup badawczych działających w Polsce, Europie i na świecie", podkreśla dr Orlecka-Sikora.

THAIS będzie realizowany wspólnymi siłami całego środowiska geofizycznego. Koordynatorami projektu są obecnie Instytut Geofizyki PAN oraz Instytut Geofizyki Uniwersytetu w Hamburgu.

Instytut Geofizyki PAN (IGF PAN) w Warszawie prowadzi badania podstawowe w zakresie fizyki wnętrza Ziemi, fizyki atmosfery, sejsmologii, geomagnetyzmu oraz hydrologii, organizuje także wyprawy polarne. Jedną z głównych specjalności Instytutu jest analiza trzęsień ziemi i wstrząsów indukowanych działalnością górniczą. Zdarzenia sejsmiczne na terenie Polski są monitorowane przez 24 nowoczesne stacje pomiarowe. Globalne zjawiska geofizyczne Instytut rejestruje za pomocą 10 obserwatoriów na terenie Polski i jednego na Spitsbergenie.

Biologia
Model teoretyczny wskazuje na wpływ szumu na segmentację (27-10-2011)

Wbrew powszechnemu przekonaniu to nie geny kontrolują powstawanie periodycznych struktur w zarodkach, tylko proste zjawiska fizyczno-chemiczne. To spostrzeżenie poczynione w toku nowych badań prowadzonych we Francji i w Polsce, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Europhysics Letters. Naukowcy zaprezentowali model teoretyczny, który pogłębia wiedzę na temat oddziaływania szumów wewnętrznych i termodynamicznych systemu na proces segmentacji. Odkrycia, jak twierdzą naukowcy, przeczą intuicji w kontekście początkowych spostrzeżeń.

Naukowcy z Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i Uniwersytetu im. Pierre'a i Marie Curie, współpracujący z Instytutem Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN), twierdzą, że na początkowym etapie embriogenezy kręgowców wykształcają się w ich mezodermie grzbietowej periodyczne segmenty zwane somitami. Z czasem przekształcają się w kręgi i wyrostki ościste. Model zaprezentowany przez zespół pokazuje, jak szumy wewnętrzne występujące w każdym systemie fizycznym oddziałują na formowanie się takich struktur.

"Jesteśmy przekonani, że prawa fizyki i chemii mogą tłumaczyć zjawiska biologiczne i ewolucję żywych organizmów" - powiedział dr hab. Bogdan Nowakowski z IChF PAN. "Z tego powodu podjęliśmy próbę teoretycznego odwzorowania jednego z elementów embriogenezy kręgowców: formowania się periodycznych struktur w somitogenezie. Zrobiliśmy to rozważając najprostsze schematy reakcji chemicznych z udziałem zaledwie kilku składników."

Zdaniem naukowców reakcje oscylujące niezrównoważonych zjawisk zachodzą w roztworach wodnych odpowiednich reagentów o różnych stężeniach. Dodanie do roztworu składnika powoduje wytrącenie układu ze stanu równowagi termodynamicznej. Następnie pojawiają się w cieczy propagujące fronty chemiczne. Z powodu ich obecności zachodzą cykliczne zmiany barwy roztworu. Naukowcy podkreślają, że jeżeli reakcja zachodzi w cienkiej warstwie roztworu, np. na szalce Petriego, można zaobserwować ciągle powstające i rozchodzące się barwne kręgi.

Model zaproponowany przez zespół jest jasny i prosty - twierdzą naukowcy. W sumie w jego skład wchodzą trzy reakcje chemiczne i cztery substancje, których parametry można regulować, aby wywoływać reakcje powodujące wyraźne oscylacje przestrzenne stężeń składników roztworu. W ich wyniku w układzie pojawiły się periodyczne, stabilne w czasie struktury, nazywane przez ekspertów "strukturami Turinga".

"Nasz model jest pracą czysto teoretyczną, sygnałem pokazującym, że za część zjawisk zachodzących podczas somitogenezy mogą odpowiadać naprawdę proste mechanizmy" - mówi dr hab. Nowakowski, który wraz z kolegami potwierdził wpływ wewnętrznego szumu na analizowany proces.

W naturze, zdaniem zespołu, szum jest konsekwencją nieciągłej, cząsteczkowej budowy materii. To nieunikniony efekt stochastyczny pojawiający się w każdym układzie fizycznym. W modelu teoretycznym szum można odpowiednio wprowadzić lub usunąć. To oznacza, że teoretycy mogą dokonać rzeczy nieosiągalnych dla eksperymentatorów - porównać nieistniejący w przyrodzie układ bez szumu z układem z szumem i ocenić, jak fluktuacje termodynamiczne wpływają na proces segmentacji.

"Zazwyczaj zakłada się, że przypadkowy szum zakłóca istniejący porządek" - zauważa dr Nowakowski. "Nasze symulacje dały przeciwny wynik. Po wprowadzeniu szumu do modelu periodyczne struktury zaczęły pojawiać się znacznie szybciej, zaraz po przejściu frontu chemicznego."

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Lemarchand, A. & Nowakowski, B. (2011) 'Do the internal fluctuations blur or enhance axial segmentation?' EPL; 94 (4): 48004 DOI:10.1209/0295-5075/94/48004.

Zdrowie
Truskawki sprawdzają się w niwelowaniu wpływu alkoholu na żołądek (27-10-2011)

Paneuropejski zespół naukowców wykazał, że spożywane truskawek może działać ochronnie na żołądek uszkodzony przez alkohol, ponieważ owoce te pomagają chronić jego błonę śluzową.

Zespół, w skład którego weszli naukowcy z Hiszpanii, Serbii i Włoch, opisał w czasopiśmie PLoS One, jak przeciwutleniające właściwości truskawek mogą pomóc w udoskonaleniu metod leczenia wrzodów żołądka.

Dzięki wsparciu na kwotę 2.999.999 EUR z projektu EUBerry (Zrównoważona poprawa europejskiej produkcji, jakości i wartości odżywczej owoców w zmieniającym się środowisku: truskawki, porzeczki, jeżyny, czarne borówki i maliny), realizowanego z tematu "Żywność, rolnictwo, rybołówstwo i biotechnologia" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE, zespół wykazał, że spożywanie wyciągu z truskawek wiąże się bezpośrednio z mniejszymi uszkodzeniami błony śluzowej żołądka.

Badania dowodzą, że dieta bogata w truskawki może pomóc w profilaktyce zaburzeń gastrycznych powiązanych z powstawaniem wolnych rodników lub innych reaktywnych form tlenu (ROS). Współautorka raportu z badań, Sara Tulipani z Uniwersytetu w Barcelonie, zauważa: "Pozytywne oddziaływanie truskawek jest nie tylko powiązane z ich właściwościami przeciwutleniającymi i wysoką zawartością związków fenolowych (antocyjanów), ale również z faktem aktywowania przez nie przeciwutleniających mechanizmów obronnych i enzymów w organizmie."

Uzyskane wyniki mają również znaczenie dla tych osób, które borykają się z problemami żołądkowymi nie mającymi związku ze spożywaniem alkoholu. Nieżyt żołądka czy zapalenie błony śluzowej żołądka może być również następstwem infekcji wirusowych lub niesterydowych leków przeciwzapalnych, takich jak aspiryna oraz leków stosowanych w terapii przeciwko niechlubnej bakterii żołądkowej Helicobacter pylori.

Kolejny autor raportu z badań, Maurizio Battino z Politechniki Marche we Włoszech, sugeruje że zdiagnozowani chorzy, którzy spożywają truskawki mogą "zmniejszyć uszkodzenia błony śluzowej żołądka".

Battino podkreśla również, że celem badań nie było znalezienie sposobu na złagodzenie skutków nadmiernego spożywania alkoholu, tylko odkrycie "molekuł w błonie żołądka, które chronią przed szkodliwym oddziaływaniem różnych środków".

Nadrzędnym celem projektu EUBerry, który zgromadził naukowców z Finlandii, Francji, Hiszpanii, Holandii, Niemiec, Norwegii, Polski, Portugalii, Wlk. Brytanii i Włoch, i będzie realizowany do 2014 r., jest zdobycie niezbędnej wiedzy i narzędzi do umożliwienia hodowli atrakcyjnych dla konsumentów i konkurencyjnych cenowo, świeżych owoców o wysokiej jakości odżywczej, optymalnej dla zdrowia człowieka.

Ponadto istnieje nadzieja, że paneuropejskiemu zespołowi uda się wypracować i przetestować zestaw narzędzi do podniesienia konkurencyjności europejskiej produkcji owoców i ich dostępności dla konsumentów. Platforma EUBerry zostanie opracowana i sprawdzona przy wykorzystaniu truskawek, malin i borówek jako modelowych gatunków uprawnych. Ponadto zostaną zanalizowane w kontekście porzeczek i jeżyn specyficzne punkty krytyczne powiązane z podniesieniem jakości i obniżeniem kosztów produkcji.

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Alvarez-Suarez, J. M., et al. (2011) 'Strawberry Polyphenols Attenuate Ethanol-Induced Gastric Lesions in Rats by Activation of Antioxidant Enzymes and Attenuation of MDA Increase', PLoS ONE, 6(10), e25878. DOI: 10.1371/journal.pone.0025878

Psychologia
Czy można uogólniać wyniki badań prowadzonych na studentach? (27-10-2011)

Wprowadzenie

Niewystarczająca dostępność osób badanych jest odwieczną bolączką towarzyszącą naukom społecznym i w naukom o zachowaniu. Psychologowie niemal od początku powstania w XIX w. psychologii jako nauki empirycznej zmagają się z tym problemem. Próbuje się tę przeszkodę pokonywać na wiele sposobów, między innymi rozbudowując aparat służący obróbce statystycznej wyników badań prowadzonych na małych grupach, nadal jednak nieodpowiedni dobór próby jest jednym z największych niedostatków wielu badań naukowych w psychologii.

Przez jakiś czas wydawało się, że wspomniany problem da się jakoś rozwiązać poprzez badanie ochotników, ale ustalono, że są oni tak specyficzni pod względem wielu istotnych cech psychicznych, że przenoszenie wyników badań prowadzonych na ochotnikach na przedstawicieli populacji ogólnej mogło by być dość ryzykowne. Stosunkowo łatwo dostępną grupą są również ludzie młodzi, zwłaszcza uczniowie i studenci, którzy biorą udział w badaniach z obowiązku (badania często są prowadzone w szkołach i na uniwersytetach w ramach obowiązkowych zajęć), powodowani zwykłą ciekawością lub chęcią zarobku - w przypadku, gdy osobom badanym się po prostu płaci. Daje to powody do wygłaszania wielu niewybrednych opinii na temat wartości osiągnięć współczesnej psychologii jako nauki (w niektórych środowiskach panuje przekonanie, że współczesna psychologia jest nie tyle nauką o psychice człowieka, ale co najwyżej nauką o psychice studenta), ale równie często - trzeba to przyznać - powody do uzasadnionej krytyki, opartej na merytorycznych przesłankach.

W ten drugi nurt bez wątpienia wpisują się wyniki badań opublikowane 24 października 2011 online w PLoS ONE przez naukowców z Uniwersytetu Cambridge i Uniwersytetu Nottingham (Zjednoczone Królestwo) oraz Uniwersytetu w Isfahanie (Iran).

"Samokontrola, rozumiana jako zdolność skutecznego panowania nad chwiejnością myśli, zmiennością stanów emocjonalnych, niestałością motywacji i zachowania, już przez Arystotelesa uważana była za jedną z rzeczy najtrudniej osiągalnych dla człowieka - zauważają naukowcy we wprowadzeniu teoretycznym do artykułu. - »Uznaję za prawdziwie dzielnego nie tego, kto pokonał swych wrogów, ale tego, kto pokonał samego siebie; gdyż największym zwycięstwem jest to, które odnosimy nad nami samymi«. Trudna sztuka panowania nad sobą jest kluczowa dla radzenia sobie z codziennymi wyzwaniami i dla osiągania celów długoterminowych. Samokontrola poprawia się wraz z praktyką, a także wraz z wiekiem. To drugie, co nie powinno dziwić, związane jest z dojrzewaniem płatów czołowych w mózgu, które odpowiadają za hamowanie reakcji, a rozwijają się jeszcze w okresie wczesnej dorosłości".

Hamujące funkcje płatów czołowych są istotnie związane z takimi wymiarami psychologicznymi, jak samokontrola, zdolność odraczania gratyfikacji, planowanie, czyli z wszystkim tym, co w psychologii znane jest także pod pojęciem siły ego. Według jednej z teorii psychologicznych, która została potwierdzona w wielu badaniach empirycznych, siła ego nie jest stała i - podobnie jak siła mięśni - może ulec zmniejszeniu lub wyczerpaniu w wyniku wcześniejszego wysiłku. Na przykład, wykonanie zadania, które wymaga samokontroli, powoduje, że poziom samokontroli w kolejnym podobnym zadaniu obniża się.

"Jedną z ważniejszych implikacji tej »mięśniowej analogii« jest to, że samokontrola w wyniku używania może ulec zmęczeniu lub nawet wyczerpaniu - kontynuują naukowcy. - W związku z tym spadek samokontroli pojawia się najczęściej w następstwie wcześniejszych prób zapanowania nad swoim zachowaniem. Obecnie dysponujemy wynikami wielu badań, wspierających teorię wyczerpania siły ego, a wyniki ostatniego przeglądu ponad osiemdziesięciu badań wykazały istotny wpływ umiarkowanego do wysokiego wyczerpania na poziom wykonania zadań wymagających samokontroli, gdy były one poprzedzone wykonywaniem innych zadań tego rodzaju".

Mimo że wyniki wielu badań dają - jak się wydaje - jasny i oczywisty obraz stwierdzonych zależności, bliższe przyjrzenie się badaniom prowadzonym nad zagadnieniem wyczerpania siły ego nie pozwala na przyjęcie ich wyników bez pewnej rezerwy.

"Uderzającą cechą większości dotychczasowych badań nad wyczerpaniem siły ego jest to, że osoby badane pochodziły głównie z populacji studentów, a nie z populacji ogólnej - odnotowują badacze. - W rzeczywistości spośród badań wykorzystanych w najnowszych metaanalizach jedynie 11 zostało przeprowadzonych na próbach pochodzących z populacji ogólnej, w porównaniu ze 187 próbami pochodzącymi z populacji studentów".

Jakie są tego konsekwencje?

Po pierwsze, osoby badane wchodzące w skład prób dobranych z populacji studentów są znacznie młodsze niż osoby badane, wchodzące w skład prób dobranych z populacji ogólnej. W przypadku studentów średni wiek osób badanych wynosił nieco ponad 21 lat, przy odchyleniu standardowym (SD) wynoszącym zaledwie 2,8 lat; w przypadku osób badanych dobranych z populacji ogólnej - blisko 34 lata, przy odchyleniu standardowym (SD) wynoszącym aż 7,65 lat. Po drugie, na co wskazują przytoczone wartości odchylenia standardowego (SD, miara rozproszenia wyników wokół średniej; w przypadku rozkładu normalnego dwie trzecie przeciętnych wyników mieści się w obszarze +/- 1SD wokół średniej), osoby badane dobrane z populacji ogólnej są grupą znacznie mniej jednorodną pod względem wieku niż osoby badane dobrane z populacji studentów.

"Poleganie na próbach dobranych spośród studentów jest bez wątpienia charakterystyczną cechą znacznej ilości badań prowadzonych w psychologii - naukowcy podnoszą dalsze wątpliwości. - Jednakże w dziedzinie samokontroli i regulacji psychicznej może to stwarzać potencjalne problemy, biorąc pod uwagę fakt, że płaty czołowe, odpowiedzialne za te funkcje, dojrzewają nieco później niż wynosi przeciętny wiek osób badanych w przypadku znacznej większości badań naukowych, prowadzonych nad zagadnieniem wyczerpania siły ego. Trzeba więc zadać niepokojące pytanie: Czy efekt wyczerpania siły ego, obserwowany w badaniach empirycznych, nie jest skutkiem młodego wieku osób badanych w większości badań?".

Przebieg badań

Aby odpowiedzieć na tak postawione pytanie, do badań zwerbowano 87 ochotników, których przydzielono do dwóch grup wiekowych: grupy młodszej (18-25 lat) i grupy starszej (40-65 lat). Nie stwierdzono istotnych różnic między grupami pod względem poziomu lęku i depresji, poziomu posiadanego wykształcenia czy proporcji płci. Wszystkie osoby badane cechowały się prawidłowym widzeniem barwnym, nie wykazywały zaburzeń czytania, a ich ojczystym językiem był język angielski.

Osób z przedziału wiekowego 26-39 lat nie uwzględniono w badaniach, by wyeliminować efekt indywidualnych różnic w tempie dojrzewania mózgu.

Jako zadanie wyczerpujące siły ego wykorzystano Test Stroopa. Zadanie to polega na nazywaniu koloru tuszu, którym wydrukowano nazwę innego koloru. Na przykład, gdy nazwa CZERWONY jest wydrukowana na niebiesko, prawidłowa odpowiedź brzmi: "niebieski". Poprawne wykonanie tego zadania wymaga zaangażowania funkcji hamujących i kontrolnych, ponieważ w takiej sytuacji odczytywanie nazwy jest reakcją nawykową, przebiegającą niemal odruchowo.

Osoby badane z obu przedziałów wiekowych przydzielono losowo do trzech grup. W grupie eksperymentalnej osoby badane jako pierwszy wykonywały Test Stroopa według opisanej wcześniej standardowej procedury (Color Stroop). W grupach kontrolnych osoby badane bądź w ogóle nie wykonywały testu (No Stroop), bądź wykonywały wersję testu, w której wszystkie nazwy wydrukowano czarnym atramentem - zadanie polegało jedynie na odczytaniu tak przygotowanych wyrazów (Control Stroop).

Po wykonaniu Testu Stroopa badani wykonywali kolejne zadanie - Test Pamięci Autobiograficznej (Autobiographical Memory Task, AMT). AMT polega na odtwarzaniu konkretnych wspomnień w oparciu o zaproponowaną listę wyrazów wskazówek. Na przykład, w przypadku wskazówki 'WAKACJE' zalicza się odpowiedź typu: "Pamiętam dzień, w który ostatniego lata odwiedziliśmy Disneyland", a odrzuca - między innymi - odpowiedzi zbyt ogólne, w rodzaju: "Spędziliśmy w zeszłym roku wspaniałe wakacje na Florydzie". AMT również wymaga zaangażowania samokontroli: odtworzenie konkretnego wspomnienia wymaga zahamowania automatycznej tendencji do tworzenia wspomnień zbyt ogólnych, niespełniających warunków zadania.

Zgodnie z »mięśniową analogią« osoby wykonujące zadania wyczerpujące siły ego i osłabiające samokontrolę (Color Stroop) powinny wypaść znacznie gorzej niż inni w drugim zadaniu, angażującym podobne funkcje (AMT), a silniejszego efektu zmęczenia należałoby się spodziewać w grupie młodszych osób badanych, ze względu na niedojrzałość ich płatów czołowych.

Wnioski

Nie stwierdzono istotnych różnic między grupami wiekowymi w poziomie wykonania pierwszego zadania (Test Stroopa). Jak należało się spodziewać, osobom badanym najwięcej problemów sprawił Test Stroopa w wersji standardowej (Color Stroop) - zarówno młodsze, jak i starsze osoby badane popełniały w nim znacznie większą ilość błędów niż osoby badane z dwóch pozostałych grup (No Stroop i Control Stroop). Zgodnie z oczekiwaniami osoby z grupy starszej (w domyśle - z bardziej dojrzałymi płatami czołowymi) odbierały Test Stroopa jako mniej męczący i łatwiejszy niż osoby młodsze.

Średnia (+ 1 SD) ilość konkretnych wspomnień w AMT w grupach: Color Stroop, Control Stroop i No Stroop oddzielnie dla młodszej (Younger) i starszej (Older) grupy osób badanych.

W przypadku osób młodszych wystąpił istotny efekt wyczerpania sił ego. Osoby młodsze z grupy Color Stroop podały istotnie mniej konkretnych wspomnień w AMT niż młodsze osoby z grup No Stroop i Control Stroop. Natomiast te dwie ostatnie grupy nie różniły się istotnie pod względem wyników osiągniętych w AMT.

Z kolei w grupie starszej nie odnotowano występowania istotnego efektu wyczerpania sił ego, co sugeruje, że rzeczywiście jego występowanie może być ograniczone jedynie do młodszych osób.

"O ile nam wiadomo są to pierwsze badania przeprowadzone w celu przeanalizowania wpływu wieku na występowanie efektu wyczerpania samoregulacji - podsumowują badacze. - Uzyskane przez nas wyniki sugerują, że to powszechnie znane zjawisko może występować jedynie u młodszych osób badanych. Ma to istotne konsekwencje dla teorii, zgodnie z którą podatność ego na wyczerpanie jest ogólną cechą funkcjonowania poznawczego, i sugeruje, że należy zachować w tej sprawie większą ostrożność do momentu, gdy czynniki rozwojowe mające wpływ na występowanie tego zjawiska zostaną bliżej poznane".

Referencje dokumentu: Dahm T, Neshat-Doost HT, Golden A-M, Horn E, Hagger M, et al. (2011) Age Shall Not Weary Us: Deleterious Effects of Self-Regulation Depletion Are Specific to Younger Adults. PLoS ONE 6(10): e26351. doi:10.1371/journal.pone.0026351

Por. To samo zachowanie, różne mózgi u młodocianych i dorosłych szczurów

Psychologia
Zmienność IQ w okresie młodzieńczym (27-10-2011)

Okres młodzieńczy to wiele zmian rozwojowych, hormonalnych i stresów. Ale to nie wszystko. Wyniki nowych badań przeprowadzonych w Wlk. Brytanii pokazują, jak iloraz inteligencji (IQ), wynik uzyskiwany na podstawie jednego z kilku różnych znormalizowanych testów do oceny inteligencji, może ulegać znaczącemu wzrostowi lub spadkowi w czasie dojrzewania. Zmiany te są powiązane ze zmianami w strukturze mózgu człowieka. Odkrycia, zaprezentowane w czasopiśmie Nature, mogą mieć znaczenie w kontekście testów i podziału dzieci na grupy w procesie edukacji szkolnej.

W większości ludzie są przekonani, że zdolności intelektualne są stałym czynnikiem w ciągu naszego życia. Wyniki IQ od dawna są wykorzystywane do prognozowania osiągnięć edukacyjnych dzieci i ich przyszłych perspektyw zatrudnienia. Aczkolwiek naukowcy z Wellcome Trust Centre for Neuroimaging przy University College London i Laboratorium Neurokognitywistyki Rozwojowej przy Uniwersytecie w Londynie w Wlk. Brytanii zaobserwowali, że nasze IQ nie ma stałej wartości.

Naukowcy, pracujący pod kierunkiem profesor Cathy Price z Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, zbadali w 2004 r. 33 osoby. Wszystkie były zdrowymi nastolatkami w wieku od 12 do 16 lat. Badani zostali ponownie poddani testom w 2008 r., kiedy osiągnęli wiek od 15 do 20 lat. Na obydwu etapach zespół wykorzystał rezonans magnetyczny (MRI) do wykonania skanów struktury mózgu badanych. Odkrycia pokazują, że wyniki IQ uzyskane w drugim teście różniły się znacząco od wyników sprzed czterech lat. Niektórzy badani poprawili swój wynik w stosunku do rówieśników aż o 20 punktów na znormalizowanej skali IQ. U innych odnotowano spadek o podobną wartość. Zespół przeanalizował również skany MRI w celu ustalenia, czy istnieje korelacja ze zmianami w budowie mózgu osób badanych. Wyniki badań pozwolą zdaniem naukowców wyjaśnić, czy zmiany te mają istotne znaczenie.

"Odkryliśmy znaczące zmiany w wynikach testów IQ uzyskiwanych przez badanych w 2008 r. w porównaniu z tymi otrzymanymi cztery lata wcześniej" - zauważa autorka naczelna Sue Ramsden, również z Wellcome Trust Centre for Neuroimaging. "Niektórzy badani poradzili sobie wyraźnie lepiej, a inni znacznie gorzej. Odkryliśmy oczywiste powiązanie między tą zmianą wyników a zmianami w budowie mózgu, co pozwala nam stwierdzić z niemal pewnością, że te zmiany w IQ są realne."

Zmierzono również IQ werbalne każdego badanego, jak również ich zdolności w zakresie języka i arytmetyki oraz pamięć i wiedzę ogólną. Jeżeli chodzi o IQ niewerbalne, to zespół poprosił badanych o wskazanie brakujących elementów na obrazku lub rozwiązanie łamigłówki wizualnej. Naukowcy znaleźli wyraźną korelację z konkretnymi obszarami mózgu.

Wyższy wynik IQ werbalnego był skorelowany z wyższą gęstością istoty szarej w obszarze lewej kory motorycznej mózgu, która aktywuje się w momencie artykulacji słownej. Wyższy wynik IQ niewerbalnego wiązał się z wyższą gęstością istoty szarej w płacie przednim móżdżku, który ma wpływ na ruchy rąk. Niemniej wyższe IQ werbalne nie pozostawało w korelacji z wyższym IQ niewerbalnym.

Chociaż nie ma ostatecznej odpowiedzi na pytanie, dlaczego IQ się zmienia i dlaczego wyniki badanych poprawiły się lub pogorszyły, naukowcy sugerują, że różnice są wywoływane przez wczesny lub późny rozwój badanych. Edukacja również może oddziaływać na zmieniające się IQ, co z kolei może mieć znaczenie zdaniem zespołu dla sposobu oceny dzieci w wieku szkolnym.

"Mamy tendencję do oceniania dzieci i ustalania ich ścieżki edukacyjnej na stosunkowo wczesnym etapie życia, niemniej wykazaliśmy, że ich inteligencja najprawdopodobniej nadal się rozwija" - zauważa profesor Prince. "Musimy postępować ostrożnie, by nie spisywać na straty słabiej radzących sobie na wczesnym etapie, kiedy tak naprawdę ich IQ może ulec znaczącej poprawie w ciągu kilku kolejnych lat. Podobnie jak ze sprawnością fizyczną - wysportowany czternastolatek może być mniej sprawny w wieku 18 lat, jeżeli porzuci ćwiczenia fizyczne. I na odwrót nastolatek w słabiej kondycji może zdobyć znacznie większą sprawność dzięki gimnastyce."

Wypowiadając się na temat wyników badań, dr John Williams, kierownik Neuroscience and Mental Health przy Wellcome Trust stwierdził: "Te interesujące badania podkreślają, jak 'plastyczny' jest mózg człowieka. Interesującym byłoby sprawdzić, czy zmiany strukturalne następujące wraz z dorastaniem i rozwojem obejmują poza IQ inne funkcje kognitywne. Badania te mobilizują nas do myślenia o tych spostrzeżeniach i ich wykorzystaniu do pozyskiwania wiedzy o tym, co może się dziać w momencie pojawiania się choroby psychicznej".

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Ramsden, S., et al. (2011) 'Verbal and non-verbal intelligence changes in the teenage brain', Nature, publikacja z dnia 19 października. DOI: 10.1038/nature10514.

Zdrowie
Joga nie lepsza niż inne ćwiczenia rozciągające (26-10-2011)

Zgodnie z wynikami najnowszych badań w redukcji bólu i innych dolegliwości lędźwiowej okolicy pleców (lumbago) joga okazała się wprawdzie bardziej skuteczna niż podręcznik pacjenta, jednak wcale nie lepsza niż zwykłe regularne ćwiczenia rozciągające, czyli stretching. Wcześniejsze badania, przeprowadzone na mniejszej grupie, sugerowały, że joga może przynosić pewną ulgę osobom cierpiącym z powodu przewlekłego bólu pleców, powszechnie występującej dolegliwości, na którą jak dotąd nie opracowano skutecznego remedium. Wyniki badań sfinansowanych przez amerykańskie Centrum Medycyny Komplementarnej i Alternatywnej (NCCAM) opublikowano w Archives of Internal Medicine.

Naukowcy przydzielili w sposób losowy 228 dorosłych osób, uskarżających się na bóle okolicy lędźwiowej pleców, do trzech grup: osoby badane z pierwszej grupy przez 12 tygodni uczęszczały na zajęcia z jogi (zajęcia koncentrowały się na przyjmowaniu odpowiednich pozycji ciała, ćwiczeniach oddechowych i osiąganiu stanu głębokiej relaksacji); uczestnicy z kolejnej grupy uprawiali zwykłe ćwiczenia rozciągające (stretching), a jeszcze inni korzystali tylko ze specjalnego podręcznika pacjenta.

Osoby badane uprawiające jogę i stretching otrzymały ponadto materiały i płyty CD (joga) lub DVD (stretching) z zaleceniem uprawiania ćwiczeń przez 20 minut w te dni, w które nie odbywały się zajęcia. W podręczniku pacjenta zawarte były z kolei podstawowe informacje na temat przyczyn bólu pleców, a także wskazówki dotyczące zalecanych zmian w stylu życia i sposobów radzenia sobie w sytuacji zaostrzenia dolegliwości.

Nasilenie symptomów było oceniane na podstawie wywiadów telefonicznych, przeprowadzanych w 6, 12 i 26 tygodni po rozpoczęciu badań.

Po dwunastu tygodniach u osób badanych ćwiczących jogę odnotowano złagodzenie dokuczliwych objawów w stopniu znacznie przewyższającym poprawę odnotowaną w grupie stosującej tylko podręcznik pacjenta. Przewaga ta utrzymywała się również po 26 tygodniach trwania badań. Jednakże, niezależnie od czasu trwania badań, joga nie okazała się pod tym względem lepsza niż zwykłe ćwiczenia rozciągające.

Bazując na uzyskanych wynikach, naukowcy przypuszczają, że osiągnięcie podobnych efektów stosowania obu rodzajów ćwiczeń wynika przede wszystkim z rozciągania i wzmocnienia siły mięśni, a nie z żadnych nadzwyczajnych ("duchowych") właściwości jogi. Naukowcy zauważają przy tym, że uprawianie jogi jest stosunkowo bezpieczne. Wnioskują stąd, że aktywność fizyczna, która polega na rozciąganiu mięśni, czy to poprzez praktykowanie jogi, czy też poprzez uprawianie bardziej konwencjonalnych ćwiczeń, przynosi pewną ulgę przy dolegliwościach bólowych dolnej części pleców o umiarkowanym nasileniu. Natomiast niezbędne są dalsze badania w celu oceny przydatności wymienionych metod leczenia w przypadku pacjentów doświadczających poważniejszych dolegliwości bólowych.

Źródło: NCCAM - For Low-Back Pain, Yoga More Effective Than Self-Care But Not Stretching

Referencje dokumentu: Sherman KJ, Cherkin DC, Wellman RD, et al. A randomized trial comparing yoga, stretching, and a self-care book for chronic low back pain. Archives of Internal Medicine. October 24, 2011. [Epub ahead of print].

Fizyka
Egzotyczne stany topologiczne materii (26-10-2011)

Naukowcy z Austrii przedstawili nowe pomysły na projektowanie egzotycznych, tak zwanych "topologicznych stanów materii" w kwantowo-mechanicznych układach wielociałowych. Badania, których wyniki zaprezentowano w czasopiśmie Nature Physics, zostały dofinansowane z unijnych projektów NAME-QUAM (Nanoprojektowanie atomowej i molekularnej materii kwantowej) i AQUTE (Atomowe technologie kwantowe). Obydwa projekty uzyskały wsparcie odpowiednio na kwotę 2,09 mln EUR i 5,3 mln EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR).

Naukowcy z Uniwersytetu w Innsbrucku powiązali koncepcje optyki kwantowej i fizyki materii skondensowanej, wykazując jak można opracować komputer kwantowy "odporny na zakłócenia".

Fizycy Sebastian Diehl i Peter Zoller zaprezentowali w 2008 r. świeże podejście do projektowania stanów kwantowych w układach wielociałowych. Wykorzystali zjawisko fizyczne, które zazwyczaj znacząco intensyfikuje stopień nieuporządkowania w układzie, zwany dyssypacją. Eksperci definiują dyssypację jako koncepcję, która opisuje wytwarzanie ciepła poprzez tarcie.

Niemniej w fizyce kwantowej dyssypacja może przynieść porządek. Może pojawić się również czysty stan wielociałowy. Grupa z Innsbrucku, pracująca nad ostatnimi badaniami pod kierunkiem Rainera Blatta, wykazała doświadczalnie, że wiele efektów kwantowych można uzyskać i wzmocnić poprzez dyssypację.

We współpracy z Instytutem Optyki Kwantowej i Informacji Kwantowej przy Austriackiej Akademii Nauk, naukowcy z Innsbrucku dostarczyli kluczowych informacji o tym, jak dyssypację można wykorzystać do osiągnięcia innych korzyści.

Podkreślają, że porządek topologiczny pomaga wyjaśnić porządek w układach wielociałowych w dziedzinie fizyki materii skondensowanej. Na przykład efekt kwantowy Halla i izolator topologiczny to zjawiska topologiczne. Pierwszy został zaprezentowany w latach 80. XX w., a w przypadku drugiego odkryto, że zachowuje się jak izolator elektryczny wewnątrz, a na powierzchni umożliwia transport ładunków.

Zespół dr Diehla i dr Zollera proponuje tworzenie fermionów Majorany wzbudzonych dyssypacją w układzie kwantowym. To zjawisko topologiczne, nazwane od nazwiska włoskiego fizyka Ettore Majorany, opisuje cząstki, które są własnymi antycząstkami.

"Pokazujemy nowy sposób na tworzenie fermionów Majorany w sposób kontrolowany w układzie kwantowym" - stwierdza dr Diehl. "W tym celu wykorzystaliśmy dynamikę rozpraszającą, która wprowadza układ w ten stan w ukierunkowany sposób i zmusza go do powrotu, kiedy dozna zakłóceń."

Naukowcy twierdzą, że obydwie koncepcje są niezwykle odporne na zakłócenia, takie jak nieuporządkowanie. "Pracujemy na styku dwóch dyscyplin, co stwarza nowe, ekscytujące możliwości" - zauważa dr Diehl. "Jesteśmy w stanie odhaczyć wszystkie punkty na topologicznej liście kontrolnej i wykazać, że jej warunki wstępne obowiązują również w układzie o dynamice rozpraszającej".

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Diehl, S., et al. (2011) 'Topology by dissipation in atomic quantum wires', Nature Physics, published 2 October. DOI: 10.1038/nphys2106.

Technika
Biologiczne komputery nie tak odległe (24-10-2011)

Naukowcom udało się zbudować pewne podstawowe komponenty urządzeń cyfrowych z bakterii jelitowych i kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). Osiągnięcie to może doprowadzić do powstania mikroskopijnych komputerów biologicznych.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Communications zespół z Imperial College London w Wlk. Brytanii wyjaśnia, w jaki sposób powstały zaawansowane, biologiczne "bramki logiczne" - przetwarzające informacje w komputerach i mikroprocesorach - z nieszkodliwych bakterii zasiedlających jelita człowieka i DNA.

Te najnowsze badania opierają się na wcześniejszych pracach, które jedynie wykazały, że biologiczne bramki logiczne można zbudować, a teraz zespołowi udało się je faktycznie stworzyć.

Jeden z autorów raportu z badań, profesor Richard Kitney z Imperial College London, powiedział: "Bramki logiczne to podstawowe elementy budulcowe zespołu układów krzemowych, na których bazuje cała nasza epoka cyfrowa. Bez nich nie moglibyśmy przetwarzać informacji cyfrowych. Teraz, kiedy wykazaliśmy, że potrafimy replikować te części za pomocą bakterii i DNA, mamy nadzieję, iż dzięki naszym pracom powstanie nowa generacja procesorów biologicznych, których zastosowania w przetwarzaniu informacji mogą być równie istotne, jak ich odpowiedników elektronicznych."

To oznacza, że te najnowsze osiągnięcia naukowe mogą przełożyć się na czujniki pływające wewnątrz tętnic i wykrywające gromadzenie się płytek, aby szybko dostarczyć leki do dotkniętego obszaru. Pośród innych zastosowań mogą znaleźć się czujniki do wykrywania i niszczenia komórek nowotworowych wewnątrz organizmu oraz urządzenia monitorujące zanieczyszczenia, które można rozmieszczać w otoczeniu w celu wykrywania i neutralizowania niebezpiecznych toksyn, takich jak arsen.

Zespół pokazał, jak biologiczna bramka logiczna potrafi kopiować sposób, w jaki elektroniczna bramka logiczna przetwarza informacje, przełączając się na tryb "włączony" lub "wyłączony". Naukowcy zbudowali swego rodzaju bramkę logiczną zwaną "bramką AND" z bakterii Escherichia coli (E. Coli), które normalnie występują w jelicie krętym. Zespół zmienił E. Coli wykorzystując zmodyfikowany kwas DNA, który przeprogramował je do przełączania się po pobudzeniu środkami chemicznymi w tryb włączony i wyłączony niczym ich elektroniczne odpowiedniki.

Kolejną ważną cechą tych biologicznych bramek logicznych jest ich modułowość, co oznacza, że można je ze sobą łączyć, aby uzyskać różne typy bardziej złożonych bramek logicznych w podobny sposób, w jaki budowane są komponenty elektroniczne. Naukowcy zbudowali "bramkę NOT" i połączyli ją z "bramką AND", aby uzyskać bardziej złożoną "bramkę NAND".

Teraz zespół ma nadzieję kontynuować prace i dalej łączyć ze sobą tyle bramek logicznych ile tylko się da, aby sprawdzić, jakie innowacyjne rozwiązania może takie łączenie przynieść.

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Wang, B., et al. (2011) 'Engineering modular and orthogonal genetic logic gates for robust digital-like synthetic biology', Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms1516.

Biologia
Jak węch i zapach żywności wpływają na zaloty muszki owocówki (22-10-2011)

Uwalnianie feromonów płciowych pomaga organizmom zwabić partnerów do parzenia się, dostarczając informacji na temat gatunku i płci oraz tego, na ile receptywny jest potencjalny partner na zaloty. Nowe badania europejskie pokazują, że samce Drosophila melanogaster, pospolitej muszki owocówki, wykazują i kontrolują typowe zachowania reprodukcyjne w stosunku do samic dzięki czynnikowi transkrypcji o nazwie fruM (ang. Fruitless). Odkrycia wskazują, że receptor węchowy zapachów pochodzących z żywności stymuluje zaloty samców muszki Drosophila. Badania, których wyniki zaprezentowano w czasopiśmie Nature, zostały dofinansowane z projektu OLFPERCEPT (Podstawy neuronalne percepcji węchowej drozofili), który otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) dla początkujących naukowców o wartości 1,75 mln EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

Naukowcy z Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation (CNRS/Université de Bourgogne/INRA), we współpracy z kolegami ze Szwajcarii i Wlk. Brytanii, zaobserwowali, że zapach żywności działa jak afrodyzjak na drozofile. Ich zdaniem samce muszki wykorzystują woń wydzielaną przez zjadany przez nie owoc do pobudzania swojego apetytu seksualnego.

Kwas fenylooctowy, molekuła powiązana z zapachami pochodzącymi z żywności, występujący w owocach, kwiatach i miodzie, łączy się ze specyficznym receptorem molekuł zapachowych (IR84a), który znajduje się na czułkach samców muszki owocówki. Wykrycie zapachu przez ten konkretny receptor powoduje skuteczną aktywację około 30 swoistych neuronów, uruchamiając tym samym określony obwód neuronalny, który doprowadza do wzmożonego pobudzenia seksualnego samca muszki.

"Nasze wyniki sugerują model, w którym IR84a kojarzy obecność żywności z aktywacją układu zalotów fruM muszki owocówki" - czytamy w artykule. "Odkrycia te ujawniają niezwykłe, niemniej skuteczne rozwiązanie ewolucyjne polegające na koordynowaniu wyboru miejsca karmienia i składania jaj z zachowaniami reprodukcyjnymi za pośrednictwem specyficznej ścieżki sensorycznej."

Receptor IR84a utrzymuje stałą aktywność neuronów sensorycznych, niezależnie od obecności zapachu. To utrzymuje samce muszki w "gotowości", aby zwabić samicę.

Naukowcy wyjaśniają, że im bardziej partner jest "wyperfumowany", tym staje się atrakcyjniejszy. To prowadzi do stymulacji pobudzenia seksualnego owadów. Zespół potwierdził odkrycia poprzez genetyczne usunięcie ekspresji receptora, który obniża aktywność seksualną samców (zarówno z udziałem "perfum", jak i bez).

Naukowcy dodają, że ten mechanizm percepcji węchowej odgrywa kluczową rolę dla gatunku muszek owocówek w szerszym sensie. Należy zauważyć, że to potomstwo w szczególności korzysta z parzenia się dorosłych w pobliżu źródeł pożywienia. Dalsze badania mogą doprowadzić do odkrycia podobnych mechanizmów u innych gatunków.

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Grosjean, Y. et al. 'An olfactory receptor for food-derived odours promotes male courtship in Drosophila'. Nature. DOI: 10.1038/nature10428.

Astronomia
Droga Mleczna - niezbyt przyjazna sąsiadka? (22-10-2011)

Francuscy naukowcy po raz pierwszy odkryli, że intensywne światło ultrafioletowe (UV) wyemitowane przez gwiazdy Drogi Mlecznej w trakcie ich powstawania rozproszyło gaz w sąsiadujących galaktykach i odebrało im zdolność do utworzenia gwiazd.

Naukowcy Pierre Ocvirk i Dominique Aubert z Observatoire Astronomique de Strasbourg we Francji, współpracujący nad trzyletnim projektem LIDAU (Jasne i ciemne wieki wszechświata), który ma dostarczyć więcej danych o ewolucji wszechświata, wyjaśniają w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, dlaczego niektóre z tych innych galaktyk zostały uśmiercone, podczas gdy gwiazdy nadal powstawały w bardziej odległych obiektach.

Miało to miejsce około 150 mln lat po Wielkim Wybuchu, kiedy pojawiły się pierwsze gwiazdy wszechświata a wodorowo-helowy gaz wypełniający wszechświat był na tyle zimny, że jego atomy były elektrycznie obojętne. Rozchodzące się w gazie światło UV pierwszych gwiazd rozbiło pary proton-elektron tworzące atomy wodoru, przywracając je do tak zwanego stanu plazmy, w którym znajdowały się w pierwszych chwilach wszechświata. W wyniku tego procesu, znanego jako rejonizacja, nastąpiło znaczne ogrzanie przez co gaz stał się tak gorący, że wymknął się słabej grawitacji galaktyk o najniższej masie, co pozbawiło je materiału potrzebnego do utworzenia gwiazd.

Naukowcy są przekonani, że proces ten odpowiada za małą liczbę i znaczny wiek gwiazd obserwowanych w najbledszej, satelickiej galaktyce karłowatej Drogi Mlecznej. Galaktyki satelickie znajdują się również w stosunkowo niedużej odległości, od 30.000 do 900.000 lat świetlnych, co oznacza że naukowcy mogą je bardziej szczegółowo badać. Astronomowie ufają, że porównując populację gwiazd z każdej galaktyki z jej położeniem, lepiej zrozumieją strukturę promieniowania UV emitowanego przez najwcześniejsze gwiazdy Drogi Mlecznej.

Aczkolwiek do tej pory modele tego procesu zakładały, że promieniowanie prowadzące do usunięcia gazu z galaktyk satelickich było wytwarzane wspólnie przez wszystkie pobliskie, duże galaktyki, co przekładało się na jednolite tło światła UV. Francuscy astronomowie otworzyli nowe perspektywy, przyglądając się sposobowi, w jaki niewidoczna "ciemna materia" tworząca około 23% wszechświata tworzyła strukturę z gwiazdami w naszej galaktyce i jej otoczeniem od momentu następującego niedługo po Wielkim Wybuchu po dzień dzisiejszy.

Pierre Ocvirk zauważył: "Po raz pierwszy model wyjaśnia skutki promieniowania emitowanego przez pierwsze gwiazdy powstałe w środku Drogi Mlecznej na jej galaktyki satelickie. W odróżnieniu od wcześniejszych modeli, pole promieniowania nie jest jednorodne, tylko zmniejsza swoje natężenie wraz z oddalaniem się od środka Drogi Mlecznej. Galaktyki satelickie znajdujące się blisko galaktycznego centrum tracą gaz bardzo szybko. Tworzą one tak mało gwiazd, że mogą być niewykrywalne przez obecne teleskopy. Jednocześnie bardziej oddalone galaktyki satelickie doświadczają zwykle słabszego promieniowania. Dzięki temu udaje im się dłużej utrzymać gaz i stworzyć więcej gwiazd. To sprawia, że są łatwiejsze do wykrycia i wydają się liczniejsze".

© Unia Europejska 2005 - 2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Ocvirk, P., et al. (2011) 'A signature of the internal reionisation of the Milky Way?', Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


Archiwum (starsze -> nowsze) [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]
[11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20]
[21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30]
[31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40]
[41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]
[51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60]
[61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70]
[71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80]
[81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90]
[91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100]
:
 
 :
 
  OpenID
 Załóż sobie konto..
Wyszukaj

Wprowadzenie
Indeks artykułów
Książka: Racjonalista
Napisz do nas
Newsletter
Promocja Racjonalisty

Racjonalista w Facebooku
[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365