Astronomów oraz amatorów i pasjonatów astronomii na całym świecie czeka w środę, 6 czerwca, pobudka o świtaniu, jeżeli chcą zdążyć na ostatni tranzyt Wenus w XXI w.

Tranzyt, który ma miejsce, kiedy Wenus przechodzi bezpośrednio między Ziemią a Słońcem, został ostatnio zarejestrowany w 2004 r. Nie powtórzy się, aż do 2117 r., kiedy to prawdopodobnie już niewielu z nas będzie w stanie go obserwować.

Tranzyt ma miejsce w czasie tych rzadkich sytuacji, kiedy Słońce, Wenus i Ziemia znajdują się niemal dokładnie w jednej linii, czyli średnio zaledwie raz na 80 lat. Przed ostatnim tranzytem, 8 czerwca 2004 r., nikt z żyjących nie widział jeszcze tranzytu Wenus, bo poprzedni miał miejsce 6 grudnia 1882 r.

Występowanie tranzytu odbywa się według układu "pary par", powtarzającego się co 243 lata. Najpierw dwa tranzyty mają miejsce w grudniu (około 8 dnia miesiąca) w odstępie 8 lat. Po czym następuje przerwa trwająca 121 lat i 6 miesięcy, po której odbywają się 2 tranzyty w czerwcu (około 7 dnia miesiąca) znowu w odstępie 8 lat. Następnie po upływie 105 lat i 6 miesięcy układ powtarza się.

Tranzyt 6 czerwca rozpocznie się około godziny 00:04 czasu środkowoeuropejskiego (CET). Potrwa około 20 minut od punktu, kiedy Wenus po raz pierwszy zetknie się z tarczą Słońca - pierwszy kontakt, do pełnego zarysowania się planety - drugi kontakt. Planeta pokona zakrzywioną ścieżkę przecinającą północną część tarczy słonecznej, a środkowy punkt tranzytu przypadnie na około 03:30 CET. Wenus rozpocznie opuszczanie Słońca - trzeci kontakt - około godziny 06:37, a zakończenie tranzytu, czyli czwarty kontakt, będzie mieć miejsce o 06:55 CET.

Rejony świata, z których najlepiej obserwować tranzyt, przewidywany w sumie na 7 godzin, to Azja i Australazja, Ocean Spokojny oraz północno-zachodnie części Ameryki Północnej. W Europie będziemy w stanie zobaczyć jedynie późniejsze etapy.

W trakcie tranzytu widoczna będzie sylwetka Wenus czyli czarna tarcza na tle jasnej powierzchni Słońca, czyli fotosfery. Średnica planety wynosi około 1/32 średnicy Słońca, za zatem zablokuje około 0,1% światła słonecznego docierającego na Ziemię.

Aby bezpiecznie obserwować tranzyt, eksperci z Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego (RAS) zalecają założenie specjalnych okularów do obserwacji zaćmienia, pod warunkiem że są w dobrym stanie, a sama obserwacja ograniczy się do kilku minut. Radzą również, aby wybierać okulary do obserwacji zaćmienia ze znakiem CE, zgodnie z unijną Dyrektywą w sprawie bezpieczeństwa wyposażenia ochrony osobistej, ponieważ posiadają certyfikat zgodności z zatwierdzoną i skuteczną normą bezpieczeństwa. Należy również zaznaczyć, że skuteczność okularów w blokowaniu szkodliwego promieniowania słonecznego z czasem ulega obniżeniu, a zatem stare okulary kupione do obserwowania wcześniejszych zaćmień nie powinny być ponownie wykorzystywane, gdyż nie ma gwarancji skutecznej ochrony oczu.

Tranzyt Wenus wiąże się dla naukowców z dwiema ekscytującymi możliwościami.

Po pierwsze, to szansa, aby wykorzystać Wenus jako przykład egzoplanety tranzytującej, gdyż astronomowie wykorzystają tranzyt do przetestowania technik, które opracowali w celu analizy składu, struktury i dynamiki atmosfer egzoplanetarnych.

Po drugie, umożliwi jednoczesne prowadzenie obserwacji atmosfery Wenus z Ziemi i z kosmosu, a także przyniesie nowe informacje na temat złożonej, środkowej warstwy atmosfery Wenus, która ma kluczowe znaczenie dla poznania klimatologii naszej siostrzanej planety.

Finansowany ze środków unijnych projekt infrastruktury badawczej (RI), wspierający te prace to EUROPLANET (Europejska sieć planetologiczna), który otrzymał 6 mln EUR dofinansowania z tematu "Możliwości" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Projekt gromadzi 27 instytucji partnerskich z 16 krajów europejskich.

Dr Thomas Widemann z Observatoire de Paris, jednej z instytucji partnerskich, opisuje tranzyt Wenus jako "unikalną okazję do prowadzenia bliskiej obserwacji planety podobnej do Ziemi, która przechodzi przed gwiazdą podobną do Słońca".

Źródło: CORDIS

Tranzyt Wenus 08.06.2004:

Leonardo da Vinci, włoski naukowiec doby Renesansu i wyjątkowy artysta, jako pierwszy odnotował w XV w. swoje spostrzeżenie, że niektóre rośliny wydają się podążać za Słońcem - nie był ostatnim. Jednak naukowe wytłumaczenie powodu tego stanu rzeczy i tego, jak do niego doszło pozostało tajemnicą dla niego i jego następców. Teraz europejski zespół naukowców mógł zbliżyć się o krok do rozwiązania tej tajemnicy. Odpowiedź, jak twierdzą badacze, tkwi w auksynie - grupie hormonów roślinnych. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.

Chociaż pytania o to, dlaczego rośliny wydają się obracać za światłem czy wspinać się do góry zamiast schodzić w dół wydają się dosyć proste, to już odpowiedzi na nie takie nie są. Naukowcy od dawna snuli teorie, że sprawcą tego zjawiska jest auksyna - grupa hormonów roślinnych, która zaintrygowała nawet Karola Darwina w XIX w. Jednak badacze nie mogli w pełni zrozumieć, jak ona funkcjonuje... aż do tej pory.

Nowe badania, prowadzone pod kierunkiem naukowców z Wydziału Biologii Systemów Roślin Vrije Universiteit Brussel (VIB) i Uniwersytetu w Gandawie, Belgia, wskazują na istotną zależność w przenoszeniu auksyny w roślinie. Naukowcy ustalili, że auksyna jest przechowywana w określonych miejscach.

Zespół kierowany przez Elke Barbez, pod nadzorem Jürgena Kleine-Vehna z VIB oraz Jiriego Frimla również z VIB i z Uniwersytetu w Gandawie, ustalił, że transport auksyny w roślinie odgrywa kluczową, choć złożoną, rolę. Auksyna jest pierwotnie wytwarzana w rozwijających się częściach rośliny, po czym jest przesyłana do innych części, które jej potrzebują, w tym do łodygi. Aby zoptymalizować pochłanianie promieni słonecznych przez roślinę, łodyga musi jak najszybciej wyprostować się. Wówczas więcej auksyny trafia do dolnej niż do górnej części łodygi, co przekłada się na szybszy wzrost tej części i prostowanie się łodygi. Poprzez regulowanie miejsca, do którego transportowana jest auksyna, rośliny są w stanie czerpać optymalne korzyści z lokalnych i zmieniających się warunków.

Zdaniem naukowców, te odkrycia wywrą dalekosiężny wpływ i mogą również przynieść korzyści agronomom i rolnikom. Pogłębienie naszej wiedzy o auksynie może wyposażyć rolników w narzędzia do efektywniejszego prowadzenia upraw. Na przykład zwiększenie poziomu auksyny dokładnie w odpowiednim momencie i miejscu może przynieść lepszy wzrost i wyższe plony - utrzymuje zespół.

Poza uzyskaniem wsparcia z VIB i Uniwersytetu w Gandawie, badania zostały wspólnie dofinansowane przez Wiedeńską Fundację Nauki i Technologii (WWTF) w Austrii, Agencję Innowacji poprzez Naukę i Technologię (IWT) w Belgii, program Odyseusz Fundacji Naukowej Flandrii w Belgii, Szwajcarski Fundusz Krajowy oraz Ministerstwo Edukacji, Młodzieży i Sportu Czech.

Źródło: CORDIS

Artykuł źródłowy: Barbez et al., A novel putative auxin carrier family regulates intracellular auxin homeostasis in plants; Nature 2011.

Naukowcy, pracujący pod kierunkiem Środkowoeuropejskiego Instytutu Technologii, Uniwersytetu Masaryka (CEITEC MU) oraz Wydziału Medycyny Uniwersytetu Masaryka w Czechach, odkryli, że pewne konkretne struktury w mózgu mają bezpośredni wpływ na doświadczanie zjawiska déjà vu. Odkrycia poczynione w czasie badań pokazały, że struktury te są znacznie mniejsze w mózgach osób doświadczających déjà vu w porównaniu do tych, które nie doznają tego zjawiska.

Zespołowi z CEITEC MU, wraz z kolegami z innych brneńskich instytutów badawczych oraz z Uniwersytetu w Exeter, Wlk. Brytania, udało się znacząco poszerzyć wiedzę na temat tego fenomenu, który od lat nie daje spokoju wielu osobom.

Naukowcy zaobserwowali, że małe struktury w płatach skroniowych przyśrodkowych mózgu, tam gdzie zlokalizowana jest pamięć i wspomnienia, są znacznie mniejsze u osób ze skłonnością do występowania déjà vu niż u tych, które tego nie doświadczają. Poczynione odkrycia wykazały również, że im częściej badana osoba doświadcza déjà vu, tym mniejsze są owe struktury w jej mózgu.

"Sto trzynaście zdrowych osób poddano strukturalnej analizie mózgu za pomocą rezonansu magnetycznego, a następnie nowej, czułej metody analizy morfologii mózgu (morfometrii źródłowej), po czym wielkość poszczególnych obszarów mózgu została porównana między osobami, które nigdy nie doświadczyły déjà vu, a tymi, które doświadczają tego zjawiska" - raportuje autor naczelny Milan Brázdil z CEITEC.

"Poza występowaniem badanego zjawiska, obydwie grupy osób były całkowicie porównywalne. W przypadku pacjentów neurologicznych stymulacja hipokampa umożliwia nam wzbudzanie zjawiska déjà vu. Odkrycie różnic w budowie hipokampa zdrowych osób, które doświadczają zjawiska déjà vu i takich, które go nie znają, pozwoliło nam jednoznacznie wykazać, że déjà vu wiąże się bezpośrednio z funkcją tych struktur mózgu. Sądzimy, że prawdopodobnie pewien drobny 'błąd w systemie' spowodował wyższą pobudliwość hipokampa. To konsekwencja zmian w najwrażliwszych obszarach mózgu, które przypuszczalnie nastąpiły w czasie rozwoju układu nerwowego".

Eksperci twierdzą, że déjà vu, choć fascynujące, nie jest zjawiskiem wyjątkowym. Od 60% do 80% zdrowych osób donosi o sporadycznych przypadkach déjà vu u siebie.

Zespół będzie kontynuować badania pod egidą CEITEC MU, korzystając z dofinansowania ze środków unijnych.

Źródło: CORDIS

Być może najpopularniejszym ze wszystkich dinozaurów jest Tyrannosaurus rex - duży, mięsożerny dinozaur o ogromnych zębach, jawiący się niczym prawdziwy potwór. Ale gdyby przyszło mu boksować się z przeciwnikiem, nieproporcjonalnie, niemal komicznie, małe ramiona zrobiłyby z niego konusa. Tymczasem Tyrannosaurus nie był jednym dinozaurem o tak drobnych ramionach. Cała rodzina dinozaurów znana pod nazwą abelizaurów również charakteryzowała się tą cechą, a wedle nowych odkryć, mogła ją tak naprawdę zapoczątkować.

Rekonstrukacja postawy chodzącej Tyrannosaurus rex. Wikimedia Commons

Skamieliny dinozaurów z rodziny abelizaurów odkryte w Patagonii, najdalej na południe wysuniętym końcu Ameryki Południowej, pokazują ewolucję w czasie tej charakterystycznej cechy. Badany konkretnie okaz datuje się na okres jury i jest o 40 mln lat starszy od jakiegokolwiek innego, znanego abelizaura. Wyraźnie widać po nim, że skracanie ramienia rozpoczęło się na wczesnym etapie historii ewolucji tej grupy.

Odkrycia dokonał paleontolog dr Olivier Rauhut z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium (LMU), współpracujący również z Bawarskimi Zbiorami Paleontologicznymi i Geologicznymi w Monachium, wraz z argentyńskim kolegą, dr Diego Polem. "Abelizaury były wysoce zróżnicowaną i szeroko rozpowszechnioną grupą w [okresie] kredy - mówi dr Rauhut - ale ich pochodzenie pozostawało jak do tej pory owiane tajemnicą".

Abelizaury były dwunożnymi mięsożercami, mierzącymi około siedmiu do dziewięciu metrów długości i siejącymi za swoich czasów postrach drapieżnikami. Przemierzały obszary Patagonii i inne obszary Gondwany - najdalej na południe wysuniętego kontynentu, w skład którego wchodziły dzisiejsza Afryka, Antarktyda, Australia i Ameryka Południowa. Jeżeli chodzi o cechy charakterystyczne, to bardzo przypominały tyranozaurydy, a główna różnica polegała na wyjątkowo krótkich i wysokich czaszkach - jedynych w swoim rodzaju. Ta cecha sugeruje, że uścisk ich szczęk był niezwykle silny.

Rauhut i Pol nazwali nowe gatunki abelizaurów Eoabelisaurus mefi, inaczej "poranny abelizaur z Museo Palentológico Egidio Feruglio (MEF)", w uznaniu dla wsparcia, jakiego udzieliło muzeum ich współpracy badawczej. "Nowe odkrycie ujawniło, że linia genealogiczna abelizaurów jest starsza niż dotychczas przypuszczano" - twierdzi dr Rauhut. "Powodem, dla którego tak niewiele wiadomo na ich temat jest niekompletność skamielin drapieżnych dinozaurów z półkuli południowej, zwłaszcza z okresu od środkowej jury do wcześniej kredy".

Podczas gdy tak samo jak tyranozaury miały krótkie ramiona, tym różniły się według niektórych badań, że tyranozaury były w stanie używać swoich ramion jak silnych haków, aby unieruchomić ofiarę. Ramiona abelizaurów wydają się znacznie słabsze i są po prostu pozostałością szczątkową. Odkrycie umożliwiło jednak naukowcom nakreślić wyraźniejszy obraz ewolucji ramion.

"Trend wykształcił się widocznie dosyć wcześnie i rozpoczął się od końca odsiebnego" - mówi dr Rauhut. "Górna część ramienia eoabelizaura jest normalnego rozmiaru, natomiast dolna jest w porównaniu znacznie krótsza. Chwytna część kończyny jest bardzo skarłowaciała z maleńkimi palcami i szponami". Odkrycia wydają się potwierdzać sugestie innych paleontologów, że zmniejszanie się abelizaurów rozpoczęło się od chwytnej części kończyny.

Ku zaskoczeniu naukowców eoabelizaur, który wyewoluował na superkontynencie Pangea, nie występował na wszystkich kontynentach, jakie ukształtowały się po jego rozpadzie. Pangea to superkontynent utworzony ze wszystkich znanych nam dzisiaj kontynentów, który istniał około 300 mln lat temu. "Jednym z możliwych wyjaśnień jest istnienie olbrzymiej pustyni w środkowej części Pangei, która uniemożliwiła rozprzestrzenienie się grupy na Północ, ograniczając ewolucję gatunku do półkuli południowej" - stwierdza dr Pol.

Hipoteza istnienia takiej bariery geograficznej znajduje poparcie w najnowszych badaniach geologicznych oraz wynikach modelowania klimatycznego.

Mimo znaczących znalezisk nadal pozostaje wiele do odkrycia. "Nakreślony przez nas obraz ewolucji dinozaurów w okresie jury w znacznym stopniu opiera się na skamielinach ze stanowisk północnych" - stwierdza dr Rauhut. "Półkula południowa z pewnością trzyma dla nas w zanadrzu jeszcze wiele niespodzianek".

Naukowcy mają nadzieję kontynuować swoje badania - które zostały dofinansowane przez Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) oraz argentyńską Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica - nad dinozaurami jurajskimi w Patagonii.

Źródło: CORDIS

Formowanie się kontynentów:

Naukowcy z Niemiec i USA rozszyfrowali w rozdzielczości atomowej budowę igieł iniekcyjnych bakterii. Wyniki zaprezentowane w czasopiśmie Nature mogą pomóc naukowcom w stworzeniu specjalnych leków i opracowaniu strategii, które w szczególności zapobiegną procesowi infekcji. Choroby wywoływane przez bakterie są niebezpieczne, ponieważ infekcja żywiciela następuje za pośrednictwem aparatu iniekcyjnego. Badania zostały dofinansowane z projektu BIO-NMR (magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) w biologii strukturalnej), który otrzymał niemal 9 mln EUR z tematu "Infrastruktury badawcze" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

Naukowcy, pracujący pod kierunkiem Instytutu Chemii Biofizycznej im. Maxa Plancka w Niemczech, twierdzą, że bakterie uwalniają agentów molekularnych do komórek żywiciela za pośrednictwem organów przypominających igłę. W ten sposób są w stanie uniknąć reakcji immunologicznej. W toku prowadzonych prac naukowcy rozszyfrowali budowę igły, odkrywając, że setki małych, pustych igieł wysuwają się z błony bakterii, przez co staje się ona groźnym narzędziem, które sprawia, że dżuma czy cholera są tak niebezpieczne.

Malutkie igły, współdziałające z podstawą znajdującą się wewnątrz błony, wykorzystują mechanizm iniekcyjny, nazywany przez ekspertów systemem sekrecji typu III, za pomocą którego patogeny wprowadzają agentów molekularnych do komórki żywiciela.

Substancje te oddziałują następnie na podstawowe procesy molekularne i blokują obronę immunologiczną zainfekowanych komórek - jak donoszą naukowcy. Ostateczny wynik? Śmierć, gdyż patogeny rozprzestrzeniają się po całym organizmie, skutecznie unikając wszystkiego, co próbuje je powstrzymać.

Naukowcom udało się jak do tej pory jedynie opracować leki zwalczające infekcję. Niemniej istnieją szczepy bakterii zdolne do rozwinięcia oporności na antybiotyki. Zatem świat nauki musi opracować bardziej specyficzne terapie farmakologiczne.

Nikt nie był w stanie dostarczyć informacji na temat dokładnej budowy igieł o długości 60 - 80 nanometrów i szerokości około 8 nanometrów. Tradycyjne narzędzia, takie jak krystalografia rentgenowska, nie sprawdziły się lub przyniosły nieprawidłowe struktury modelowe. Igła, ze względu na to, że nie podlega krystalizacji ani rozpuszczeniu, oparła się wszystkim próbom rozszyfrowania jej budowy atomowej.

I tutaj do akcji wkracza zespół naukowy, który połączył wytworzenie igły w laboratorium z monolityczną spektroskopią NMR, mikroskopią elektronową i modelowaniem komputerowym. Naukowcy rozszyfrowali budowę igły atom po atomie i po raz pierwszy zobrazowali jej architekturę molekularną w skali angstremowej. Eksperci twierdzą, że jest to rozdzielczość poniżej jednej dziesięciomilionowej części milimetra.

"Poczyniliśmy olbrzymie kroki naprzód, jeżeli chodzi o wytwarzanie próbek i monolityczną spektroskopię NMR" - zauważa autor naczelny, Adam Lange z Wydziału Biologii Strukturalnej na bazie NMR Instytutu Chemii Biofizycznej im. Maxa Plancka. "Wreszcie byliśmy w stanie wykorzystać jedną z obecnie najsilniejszych, monolitycznych spektrometrii NMR na Wydziale Biologii Strukturalnej na bazie NMR kierowanym przez Christiana Griesingera w naszym instytucie". Przy 20 teslach, pole magnetyczne tego 850 megahercowego spektrometru jest około 400.000 razy silniejsze od pola Ziemi. "Zaskoczyła nas budowa igieł" - stwierdza dr Lange.

Uzyskane wyniki wskazują na podobieństwa wewnątrz i różnice na powierzchni igieł. Różnica może wynikać z tego, co bakterie wykorzystują, aby uniknąć rozpoznania immunologicznego przez żywiciela. Zmiany na powierzchni igieł sieją spustoszenie w układzie immunologicznym żywiciela, który nie jest w stanie rozpoznać patogenu. Wyniki prac mogą pomóc naukowcom w wymyśleniu sposobu na zablokowanie tej strzykawki i utrzymanie bakterii pod kontrolą.

"Nasza nowa technika umożliwia nam wytworzenie dużych ilości igieł w laboratorium" - mówi Stefan Becker, również z Wydziału Biologii Strukturalnej na bazie NMR Instytutu Chemii Biofizycznej im. Maxa Plancka i współautor artykułu. "Naszym celem jest teraz opracowanie wysokowydajnej metody. Umożliwi ona poszukiwanie nowych agentów zapobiegających wykształcaniu się igły".

Wkład w badania wnieśli eksperci z Instytutu Biologii Zakażeń im. Maxa Plancka i z Uniwersytetu w Waszyngtonie w USA.

Referencje dokumentu: Loquet, A., et al. 'Atomic model of the type III secretion system needle', Nature, 2012. doi:10.1038/nature11079. Źródło: CORDIS

Polimery białka FtsZ, współtworzące cytoszkielet bakterii, wcale nie są długie. Wynik ten, stojący w sprzeczności z wieloma dotychczasowymi pomiarami podawanymi w literaturze przedmiotu, otrzymali i udokumentowali naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Dzięki użyciu nowatorskiej metody pomiarowej wyjaśniono jednocześnie przyczynę błędów we wcześniejszych oszacowaniach.

1. W Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie udowodniono, że polimery białka FtsZ, występującego w cytoszkieletach bakterii, są nawet kilkanaście razy krótsze niż mierzono to w dotychczasowych pomiarach. Na zdjęciu dr Sen Hou, główny autor badań. (Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski)

Dotychczasowe przekonania o budowie polimerów tworzących cytoszkielet bakterii przynajmniej w części były błędne, wykazała grupa naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie. "Udowodniliśmy, że polimery FtsZ, jedne z elementów cytoszkieltu bakterii, są w rzeczywistości nawet kilkunastokrotnie krótsze niż dotychczas sądziliśmy", mówi dr Sen Hou z IChF PAN, główny autor publikacji naukowej, która ukaże się w najbliższych dniach w czasopiśmie "Journal of Biological Chemistry".

Szkielet cytoplazmatyczny to trójwymiarowa sieć włókien białkowych. Jej udział w masie komórki jest wyraźny i wynosi zwykle kilkanaście procent. Cytoszkielet odgrywa rolę nieco podobną do tej, jaką pełni kręgosłup u człowieka. Do najważniejszych elementów cytoszkieletu należą rurkowate struktury, zbudowane w komórkach eukariotycznych (z jądrem) z białka tubuliny, oraz włókna polimerowe. Jeszcze niedawno sądzono, że szkielet cytoplazmatyczny występuje wyłącznie w komórkach eukariotycznych. W latach 90. ubiegłego wieku odkryto jednak, że jest obecny także w bakteriach, gdzie obok tubuliny występuje jej homolog, białko FtsZ.

Białko FtsZ odgrywa ważną rolę na wczesnych etapach podziału komórki. Z tego powodu cytoszkielet prokariotów jest obiektem intensywnych badań ze strony naukowców poszukujących nowych antybiotyków. Związki chemiczne, które by atakowały strukturę cytoszkieletu, uniemożliwiałby podział komórek bakterii, a tym samym skutecznie wstrzymywałyby rozwój choroby. Efektywność poszukiwań zależy jednak m.in. od stanu wiedzy o budowie polimerów szkieletu cytoplazmatycznego.

W IChF PAN zbadano długość polimerów tworzonych przez białka FtsZ występujące w cytoszkielecie bakterii Caulobacter crescentus. Po raz pierwszy w pomiarach tego typu wykorzystano metodę dynamicznego rozpraszania światła (Dynamic Light Scattering, DLS), potwierdzając jednocześnie jej wysoką użyteczność.

Technika DLS, znana również jako spektroskopia korelacji fotonów, polega na rejestrowaniu światła rozpraszanego wskutek ruchów własnych cząsteczek, np. ruchów Browna. Rozpraszanie okazuje się tym bardziej jednorodne, im mniejsze cząsteczki występują w roztworze. DLS umożliwia zmierzenie rozmiarów cząsteczek mniejszych od mikrometra i badanie procesów zachodzących w czasie od mikrosekund do minut.

Pomiary wykonane przez grupę z IChF PAN za pomocą dynamicznego rozpraszania światła doprowadziły do zaskakującej obserwacji. Okazało się, że typowy polimer FtsZ jest w rzeczywistości bardzo krótki. Składa się z zaledwie 9-18 monomerów, a jego całkowita długość to ok. 100 nanometrów, czyli kilkunastokrotnie mniej niż przyjmowano dotychczas na podstawie pomiarów z użyciem transmisyjnych mikroskopów elektronowych (Transmission Electron Microscopy, TEM).

Zmniejszając i zwiększając tempo polimeryzacji roztworu z białkiem FtsZ, badacze z IChF PAN wykazali, że podczas wylewania próbki na siatkę miedziową, stosowaną do przygotowania preparatów dla mikroskopii TEM, małe liniowe polimery zaczynają w ciągu kilku sekund tworzyć duże zlepki. Przyjęte w literaturze światowej zawyżone wartości długości polimerów w cytoszkielecie wynikały zatem z samej procedury przygotowania próbek do badań pod mikroskopami TEM.

"Nasz wynik jest nie tylko dobrze udokumentowany, ale również lepiej pasuje do obecnej wiedzy o chemicznym środowisku we wnętrzach komórek. Nanolepkość cytoplazmy w bakteriach jest nawet kilkanaście tysięcy razy większa niż wody. Gdyby polimery cytoszkieletu były długie, nie mogłyby się odpowiednio szybko przemieszczać w cytoplazmie", mówi prof. dr hab. Robert Hołyst z IChF PAN.

Prace nad polimerami białka FtsZ sfinansowano dzięki interdyscyplinarnemu grantowi badawczemu przyznanemu przez Human Frontier Science Program Organization oraz przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach grantu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Źródło: Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk

Naukowcy obalili forowane ostatnio twierdzenia, że chromosomy powiązane z płcią, takie jak męski chromosom Y, mogą ulec wymarciu. Nowe tezy opierają się na badaniach genetycznych chromosomów płci kur, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Szwedzko-brytyjski zespół przyjrzał się, w jaki sposób geny na chromosomach płci są dziedziczone z pokolenia na pokolenie i są powiązane z płodnością, wykorzystując konkretny przykład chromosomu W kury.

Chromosomy W kury są pokrewne chromosomom Y mężczyzn pod względem przypisania do jednej płci i wykluczenia rekombinacji w czasie rozmnażania samców i samic, w odróżnieniu od innych regionów genomu. To oznacza, że wszelkie badania nad kurami można odnieść do ludzi.

Proces rekombinacji umożliwia chromosomom rozbicie powiązanych genów, dzięki czemu selekcja jest skuteczniejsza i umożliwia pozbycie się wadliwych mutacji. Niektórzy naukowcy są przekonani, że chromosomy Y i W ulegną nieuchronnie wymarciu właśnie z powodu braku rekombinacji.

Wyniki nowych badań wskazują jednak, że chociaż chromosomy te skurczyły się w ciągu milionów lat i straciły wiele ze swoich pierwotnych genów, te które pozostały są niezwykle ważne dla prognozowania płodności, a przez to mało prawdopodobne jest ich wymarcie. Autorka naczelna, profesor Judith Mank z University College London twierdzi: "Chromosomy Y pozostaną i nie są nieużytkiem genetycznym, za jaki były kiedyś uznawane".

W toku badań, które otrzymały wsparcie finansowe ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN), porównano regiony DNA na chromosomie W u różnych ras kur, których wskaźniki płodności były łatwo mierzalne po prostu na podstawie liczby znoszonych jaj.

Informacje genetyczne o dwóch rasach, Minorca i Leghorn, które składają ponad 250 jaj rocznie, porównano z danymi ras wyselekcjonowanych pod kątem cech męskich (bojowość i upierzenie) o nazwach Yokohama i Old English Game. Naukowcy przyjrzeli się również kurowi bankiwa, tropikalnemu członkowi rodziny bażantów, który jest przodkiem kury domowej.

Naukowcy zmierzyli poziom ekspresji genów W u wszystkich ras i wykazali, że selekcja zmierzająca w kierunku wysokiej reprodukcji doprowadziła do wyższej ekspresji niemal wszystkich genów W u ras niosek. Jednocześnie niezbyt rygorystyczna selekcja samic w rasach powiązanych z bojowością i upierzeniem doprowadziła do utraty ekspresji genu W.

To oznacza, że selekcja samic pod kątem płodności kształtuje chromosom W oraz że chromosom jest w stanie reagować na selekcję, mimo wszystkich problemów wiążących się z brakiem rekombinacji.

Profesor Mank zauważa: "Wykazaliśmy, że chromosomy Y i W są niezwykle istotne dla płodności - Y u osobników męskich i W u osobników żeńskich. Zdolność genów W do ewoluowania ma kluczowe znaczenie dla przetrwania, co sugeruje, że zarówno chromosomy Y, jak i W jeszcze długo z nami pozostaną".

Referencje dokumentu: Moghadam, H.K., et al. W chromosome expression responds to female-specific selection, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012. doi:10.1073/pnas.1202721109. Źródło: CORDIS

W zoo Furuvik w Szwecji mieszka Santino, szympans, o którym w 2009 r. usłyszał świat, ponieważ gromadził on kamienie i przygotowywał betonową amunicję, aby ciskać nią w odwiedzających zoo. Rzucanie kamieniami to jednak nie wszystko na co stać Santino. W toku nowych badań odkryto, że cieszący się złą sławą szympans znalazł nowatorskie sposoby na oszukiwanie odwiedzających. Odkrycia zaprezentowane w czasopiśmie PLoS ONE sugerują, że szympans jest w stanie wyobrażać sobie przyszłe zachowania i działania innych, kiedy nie są obecni, skutecznie wywołując przyszłe zdarzenie, a nie jedynie przygotowując się na nie. Wyniki mogą wskazywać na to, że szympansy ponownie łączą epizodyczne wspomnienia w swoich symulacjach percepcyjnych.

Naukowcy z Uniwersytetu w Lund, Szwecja, przeanalizowali zdolność szympansa do złożonego planowania. Zaobserwowali, że szympansy, które, zgodnie z przekonaniem ekspertów, są najbliższymi krewnymi ludzi w królestwie zwierząt, dysponują umiejętnością zmyślnego i zręcznego oszukiwania innych.

Zachowanie Santino pobudziło ciekawość naukowców, ponieważ zaplanował podstęp, kiedy w zasięgu jego wzroku nie było człowieka. W skrócie, szympans zrealizował swój plan bez uzyskania bezpośredniej, dostrzegalnej reakcji swojego celu, którym w tym przypadku, byli ludzie odwiedzający zoo.

Santino stał się sławny na całym świecie w 2009 r., kiedy odwiedzający zoo stali się celem jego kamiennych i betonowych pocisków. Naukowcy sądzili wówczas, że to zachowanie było przykładem spontanicznego planowania przyszłego zdarzenia. Zatem jego stan psychiczny był wyraźnie odmienny od jego późniejszych pokazów agresji.

Większość naukowców od dawna żywi przekonanie, że tego typu zdolności kognitywne są właściwe jedynie człowiekowi. Na potrzeby badań, naukowcy zebrali bardziej szczegółowe dane na temat zachowań Santino dotyczących rzucania pociskami w sezonie 2010.

Odkryli, że Santino nie tylko nie zaniechał, a wręcz rozwinął swoje wcześniejsze zachowania związane z ukrywaniem pocisków, aby je wykorzystać później w pokazach agresji. Szympans wykazał się również pomysłowością w korzystaniu z kryjówek - wykonanych z siana oraz naturalnych (np. skał).

Aby przetestować Santino, zespół umieścił osoby biorące udział w badaniach na terenie dla odwiedzających. Szympans mógł rzucać swoje pociski zanim ludzie mieli szansę umknąć. Santino przygotował kryjówki, kiedy nie było odwiedzających i rzucał pociski, kiedy się ponownie pojawili. W czasie obserwacji szympansa naukowcy odkryli, że Santino preferował ukrywanie swoich pocisków. Łączył jednak konsekwentnie dwie strategie: ukrywał pocisk i powstrzymywał pokazy dominacji, które inaczej poprzedzały rzuty.

"Wedle naszej sugestii planowanie potencjalnego, przyszłego zachowania innych może być zasadniczo przeprowadzone w oparciu o oddzielny, percepcyjny konstrukt zachowań doświadczonych wcześniej w odmiennych okolicznościach" - czytamy w artykule. "Nie jest zatem potrzebna teoria, taka jak rozumowanie na temat stanów psychicznych innych. Zachowanie może zostać "odczytane" na podstawie symulacji percepcyjnych (bez konieczności wyobrażania sobie stanów psychicznych innych nawet w celu utworzenia konstruktów - wystarczy wyuczony katalog behawioralny). To, co leży u podstaw symulacji percepcyjnych potencjalnych, przyszłych zdarzeń, co nadaje im [...] postać, stanowi niezwykle interesujące zagadnienie, wykraczające poza zakres rozważań tych badań".

Naukowcy twierdzą, że potrzebne są dalsze prace, aby ustalić, czy szympansy i inne małpy człekokształtne są w ogóle zdolne do planowania podstępu w przyszłości oraz czy są w stanie tworzyć wyobrażenia przyszłych zachowań innych, których nie ma w polu widzenia.

Referencje dokumentu: Osvath, M. and Karvonen, E., 'Spontaneous Innovation for Future Deception in a Male Chimpanzee', PLoS ONE 7(5): e36782, 2012. doi:10.1371/journal.pone.0036782. Źródło: CORDIS. Ilustracja: Jim Epler na Flickr na licencji Creative Commons.

Podczas Kongresu Europejskiej Unii Nauk o Ziemi we Wiedniu naukowcy z Instytutu Geofizyki PAN zaprezentowali wyniki badań wykonanych w ramach projektu POLCRUST. Sejsmiczne prace eksperymentalne, przeprowadzone w czwartym kwartale 2010 roku przy użyciu nowoczesnych technik sejsmiki refleksyjnej, pozwoliły odtworzyć strukturę litosfery południowo-wschodniej Polski z dotychczas nieosiągalną dokładnością.

1. Szkic tektoniczny Europy Centralnej przedstawiający główne elementy tektoniczne tej części Europy, tworzone przez trzy megajednostki: platformę wschodnioeuropejską, platformę Centralnej i Zachodniej Europy oraz Karpaty. Te trzy główne systemy tektoniczne kontynentu europejskiego stykają się na obszarze południowo-wschodniej Polski. (Źródło: IGF PAN)

W ramach projektu POLCRUST, pod koniec 2010 roku, na obszarze południowo-wschodniej Polski przeprowadzono badania litosfery zaliczane do najnowszej generacji prac sejsmicznych. Po ponadrocznej analizie otrzymanych danych eksperymentalnych, naukowcy z Instytutu Geofizyki PAN rozpoczynają prezentowanie wyników projektu.

"Eksperyment POLCRUST wyróżnia niespotykana skala dokładności badań geofizycznych, wynikająca z wielokrotnego prześwietlenia badanych obszarów falami sejsmicznymi. Tak precyzyjnych badań tego typu w Europie jeszcze nie było", mówi prof. dr hab. Aleksander Guterch z Zakładu Sejsmicznych Badań Litosfery Instytutu Geofizyki PAN (IGF PAN) w Warszawie.

Projekt POLCRUST zrealizowało konsorcjum naukowo-przemysłowe, w skład którego wchodziły: Instytut Geofizyki PAN (jako lider), Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A. (PGNiG) oraz Przedsiębiorstwo GEOFIZYKA Toruń Sp. z o.o.. Koszty prac (15 mln zł) w całości pokryto ze środków pozabudżetowych przekazanych przez PGNiG oraz Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej na wniosek Ministra Środowiska.

2. Szkic lokalizacji sejsmicznych profili refrakcyjnych na obszarze Europy Centralnej, wzdłuż których w latach 1997-2003 zrealizowano sejsmiczne badania głębokich struktur skorupy ziemskiej, w ramach projektów międzynarodowych POLONAISE '97, CELEBRATION 2000, ALP 2002, SUDETES 2003. (Źródło: IGF PAN)

Celem badań było poznanie struktury górnych warstw litosfery. Litosfera to zewnętrzna powłoka Ziemi, na kontynentach sięgająca do głębokości 100-150 km. Dla geofizyków szczególnie ważnym obiektem badań jest jej górna część - skorupa ziemska, na kontynentach mająca grubość od około 20 do około 60 km. Skład i budowa skorupy ziemskiej wiele mówią o procesach fizycznych, które kształtowały i nadal kształtują obecne oblicze Ziemi i zasoby naturalne.

Współczesne odwierty geologiczne sięgają zwykle zaledwie kilku kilometrów w głąb Ziemi. Dlatego też główne metody badań głębokich struktur litosfery i całego wnętrza Ziemi są oparte na analizie przebiegu fal sejsmicznych, generowanych podczas trzęsień ziemi lub za pomocą ładunków wybuchowych. Fale te rozchodzą się w warstwach przypowierzchniowych litosfery z prędkością ok. 1-2 km/s, natomiast w dolnej części litosfery ich prędkość wzrasta do ok. 8,5 km/s. Na podstawie zmian prędkości fal sejsmicznych wnioskuje się o gęstości, ściśliwości i sztywności ośrodka, przez który przechodziły. Dane te są podstawą do ustalania budowy wnętrza Ziemi i rozkładu występujących w nim niejednorodności.

Obszar południowo-wschodniej Polski jest szczególnie interesujący dla nauk o Ziemi. To tutaj stykają się trzy wielkie systemy geologiczne budujące kontynent europejski: licząca ponad miliard lat wschodnio-europejska płyta prekambryjska, platforma paleozoiczna Centralnej i Zachodniej Europy wieku około 300 milionów lat oraz młody system alpejski, reprezentowany w Polsce przez Karpaty. W Europie nie ma bardziej złożonej struktury litosfery, określanej często jako węzeł geotektoniczny kontynentu europejskiego. Poznanie jej budowy ma kluczowe znaczenie dla rozwiązania podstawowych problemów geodynamiki tego obszaru.

3. Przykład modelu struktury skorupy ziemskiej dla profilu refrakcyjnego CEL05 (pozycja na rys.2). Objaśnienia: czarne trójkąty na poziomej osi modelu oznaczają punkty generowania fal sejsmicznych; ciągłe linie oznaczają granice sejsmiczne w skorupie ziemskiej; 6.30, 7.00, 8.20 i in. oznaczają prędkości fal sejsmicznych w km/s dla wyznaczonych granic i pięter skorupy ziemskiej. (Źródło: IGF PAN)

Sejsmiczne prace eksperymentalne w ramach projektu POLCRUST przeprowadzono w październiku i listopadzie 2010 roku. Badania zrealizowano z użyciem najnowocześniejszej aparatury przemysłowej dla sejsmiki refleksyjnej. Tego typu sprzęt jest stosowany przede wszystkim do poszukiwań złóż ropy naftowej i gazu ziemnego.

Analiza zgromadzonych danych pozwoliła szczegółowo odtworzyć detale budowy zewnętrznej powłoki skorupy ziemskiej na obszarze Lubelszczyzny, południowego Podlasia i polskich Karpat Wschodnich. Geofizykom z IGF PAN udało się także skonstruować nowe modele rozwoju geodynamicznego tej części Europy Centralnej. Wyniki analiz zostaną wkrótce zaprezentowane w serii artykułów w międzynarodowych czasopismach specjalistycznych.

"Tak dokładne badania głębokich warstw litosfery, zwłaszcza struktur leżących na głębokościach do kilkunastu kilometrów, mają nie tylko znaczenie poznawcze, ale również aplikacyjne", mówi prof. Guterch i podkreśla jednocześnie, że na obszarze objętym pracami sejsmicznymi jest zlokalizowanych szereg koncesji na poszukiwanie węglowodorów. Badania zrealizowane w ramach projektu POLCRUST zalicza się już do nowej generacji sejsmicznych badań litosfery.

4. Serwis stacji sejsmicznej i zgrywanie zarejestrowanych danych podczas eksperymentu sejsmicznego. Czujnik drgań (sejsmometr) umieszczony na betonowej posadzce w piwnicy budynku. (Źródło: IGF PAN)

POLCRUST to pierwszy projekt badań głębokich struktur litosfery na obszarze południowo-wschodniej Polski od czasu eksperymentu CELEBRATION 2000. Międzynarodowy projekt CELEBRATION 2000 (Central European Litosferic Experiment Based on Refraction), zainicjowany i kierowany przez Instytut Geofizyki PAN, został zrealizowany na obszarze Europy Centralnej i Wschodniej o powierzchni około 500 000 km2, z udziałem 28 instytucji z 12 krajów europejskich oraz Stanów Zjednoczonych i Kanady. W czasie jego realizacji około tysiąca geofizyków, techników i inżynierów wzięło udział w sejsmicznych pracach badawczych wzdłuż linii profilowych o łącznej długości 8900 km. W tym celu wykonano 147 dużych eksplozji, a wygenerowane w ich wyniku fale sejsmiczne były rejestrowane przez 1240 stacji sejsmicznych z dokładnością do tysięcznych części sekundy. Eksperyment CELEBRATION 2000 został uznany za największe przedsięwzięcie badawcze tego typu w historii geofizyki światowej i zaliczony do klasy eksperymentów, które wprowadzają naukę w XXI wiek. Jego realizacja wymagała ogromnej dyscypliny i dokładności. Bez współczesnych środków łączności i dokładnej lokalizacji instrumentów, tego typu eksperyment nie byłby możliwy do wykonania.

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.

Źródło: Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie.

Naukowcy od dawna badają, jak organizmy walczą z chorobami. Podejmują również próby złagodzenia ciężaru chorób. W artykule opublikowanym w czasopiśmie PLoS Biology, dwuosobowy zespół badawczy z Wlk. Brytanii i USA ocenia sposób, w jaki Matthias Konrad i reszta zespołu prezentują przykład swoistych reakcji immunologicznych na grzyby u mrówek tworzących społeczności, które powodują wywołanie aktywnej odporności mrówek z tego samego gniazda przez zainfekowane osobniki. Wyniki przynoszą nowe informacje, pogłębiając naszą wiedzę na temat tego, jak organizmy wykształcają rozmaite mechanizmy do wypełniania różnych funkcji, w tym przekazywania odporności między spokrewnionymi osobnikami i rozróżniania patogenów.

Naukowcy z Institute of Immunology and Infection Research przy Uniwersytecie w Edynburgu, Wlk. Brytania, i z Uniwersytetu Stanforda w USA, zajmowali się mrówkami Lasius neglectus. Po nałożeniu na nie śmiertelnych dawek entomopatogenicznego grzyba Metarhizium anisopliae, mrówkom pozwolono na wchodzenie w interakcje z osobnikami z gniazda.

1. Mała siłaczka. Mrówka grzybiarka może podnieść liść, który waży 50 razy więcej od niej samej

Osobniki z gniazda zostały w ten sposób wystawione na dawki grzyba, które były zbyt małe, aby wywołać specyficzny schemat immunologicznej, przeciwgrzybiczej ekspresji genów. Zdaniem naukowców, ryzyko śmierci biorców inokulum po późniejszym otrzymaniu śmiertelnej dawki tego samego drobnoustroju uległo zmniejszeniu. Dodają, że modelowanie matematyczne sugeruje, iż te reakcje umożliwiłyby szybszy powrót kolonii do zdrowia.

"Jak to po raz pierwszy zasugerowali Rosengaus i Traniello, zjawiska te są bardzo podobne do szczepienia ludzi wirusem ospy prawdziwej, gdzie ekspozycja na kontrolowane, niskie dawki patogenu chroni ludzi przed zakażeniem w przyszłości" - czytamy w artykule.

"W odróżnieniu jednak od szczepienia, zarodniki grzybów przenoszone w systemie badanym przez Konrada i in. nie wydawały się osłabione przez, na przykład, enzymy i zachowały zakaźność. Autorzy zastosowali kombinację podejść w celu zidentyfikowania mechanizmów leżących u podstaw społecznej immunizacji w koloniach mrówek: modelowanie matematyczne oraz techniki behawioralne, mikrobiologiczne, immunologiczne i molekularne, które łączenie umożliwiają fascynującą weryfikację koncepcji, wedle której odporność na poziomie grupy może być doświadczalnie manipulowana i modelowana".

Chociaż niezbędne są dalsze prace w celu ustalenia, jak wiąże się to z epidemiologią ludzi i zwierząt, tandem twierdzi, że z badań tych już można wyciągnąć logiczne wnioski.

"Owocnym byłoby na przykład zbadanie podstaw komórkowych swoistości immunologicznej zasugerowanej przez schematy ekspresji genów, czy wcześniejsza ekspozycja umożliwia szybsze i/lub silniejsze reakcje na niższe dawki patogenu, na ile silna wykształca się w ten sposób krzyżowa ochrona przed innymi patogenami, czy społeczna immunizacja owadów utrzymuje się jedynie tak długo, jak długo osobniki są wystawione na działanie patogenu oraz czy pamięć immunologiczna może wytworzyć długofalową immunizację społeczną u bezkręgowców. Badanie odporności społecznej na poziomie systemowym u owadów być może pozwoli odkryć pojawiające się właściwości, których nie dostrzegliśmy u innego, ważnego zwierzęcia społecznego - człowieka".

Referencje dokumentu: Babayan, S. A. and Schneider, D. S., Immunity in Society: Diverse Solutions to Common Problems, PLoS Biol, 10(4): e1001297, 2012. doi:10.1371/journal.pbio.1001297. Konrad M, Vyleta ML, Theis FJ, Stock M, Tragust S, et al. (2012) Social Transfer of Pathogenic Fungus Promotes Active Immunisation in Ant Colonies. PLoS Biol 10(4): e1001300. doi:10.1371/journal.pbio.1001300 Źródło: CORDIS

Czytaj więcej: Sabrina Richards: Ants Share Pathogens for Immunity, The Scientist.

Antybiotyki u mrówek grzybiarek:

Finansowani ze środków unijnych naukowcy z Niemiec i USA donoszą, że sieci mózgowe unikają korków na najbardziej zatłoczonych węzłach dzięki komunikacji na różnych częstotliwościach - na co wskazują odkrycia opisane w nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Neuroscience.

Prace uzyskały wsparcie z projektu BRAINSYNC (Wielkoskalowe interakcje w sieciach mózgowych i ich analiza w chorobach mózgu), który został dofinansowany na kwotę 2.978.242 EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

Zazwyczaj, kiedy naukowcy badają sieci mózgowe - systematycznie współpracujące obszary mózgu - wykorzystują do tego celu obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI), które śledzi przepływ krwi. Ta praktyka zasadza się na założeniu, że wzrost przepływu krwi do danej części mózgu wskazuje na zwiększoną aktywność w komórkach mózgowych tego regionu.

Natomiast w ramach tych badań, zespół złożony z naukowców z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego Hamburg-Eppendorf w Niemczech, Wydziału Medycyny Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis w USA i Uniwersytetu w Tybindze w Niemczech, zastosowali technikę o nazwie magnetoencefalografia (MEG) do analizy aktywności mózgu 43 zdrowych ochotników.

Jeden z autorów raportu z badań, Maurizio Corbetta z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Waszyngtońskiego, wskazuje na ograniczenia MRI: "Pozwala jedynie na pośrednie śledzenie aktywności komórek mózgowych i nie jest w stanie obserwować aktywności o częstotliwości przekraczającej 0,1 herca, czyli raz na 10 sekund. Wiemy, że cykl niektórych sygnałów w mózgu może wynieść aż 500 herców, czyli 500 razy na sekundę".

Natomiast MEG umożliwia wykrywania bardzo niewielkich zmian w polach magnetycznych mózgu, które są wywoływane przez wiele komórek aktywnych jednocześnie, rozpoznając częstotliwość sygnałów do 100 herców.

Autor naczelny, Joerg Hipp z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego Hamburg-Eppendorf i Uniwersytetu w Tybindze, wypowiedział się na temat odkryć: "Odkryliśmy, że taktowanie różnych sieci mózgowych zachodzi na odmiennych częstotliwościach, podobnie do zegarów tykających z różną prędkością".

Sieci obejmujące hipokamp - obszar mózgu o zasadniczym znaczeniu dla powstawania wspomnień, były aktywne zazwyczaj na częstotliwościach około 5 herców. Natomiast aktywność sieci, w skład których wchodzą obszary związane ze zmysłami i ruchem, odnotowano w paśmie od 32 do 45 herców. Częstotliwość aktywności wielu innych sieci mózgowych mieściła się między 8 a 32 herce. Te "zależne od czasu" sieci można opisać jako podobne do różnego rodzaju map korytarzy powietrznych, nakładających się, ale tykających w odmiennym tempie.

Maurizio Corbetta zauważa: "Przeprowadzono wiele badań depresji i schizofrenii za pomocą MRI, które wykazały zmiany 'przestrzenne' w organizacji sieci mózgowych. MEG otwiera perspektywę na znacznie bogatszą strukturę 'czasową'. W przyszłości może to dać szansę na nowe testy diagnostyczne lub sposoby monitorowania skuteczności interwencji w tych wyniszczających chorobach umysłowych".

Głównym celem projektu BRAINSYNC było poznanie sposobu, w jaki zespoły neuronalne wymieniają informacje (komunikacja funkcjonalna lub neuronalna) oraz tego, jak zmienność komunikacji neuronalnej tłumaczy zmienność zachowań, zarówno w mózgu nienaruszonym, jak i uszkodzonym.

"Wiele schorzeń neurologicznych i psychiatrycznych prawdopodobnie wiąże się z problemami sygnałowania w sieciach mózgowych" - stwierdza Maurizio Corbetta. "Badanie struktury czasowej aktywności mózgu z tej perspektywy może być szczególnie pomocne w zrozumieniu chorób psychicznych, takich jak depresja czy schizofrenia, w których niewiele jest markerów strukturalnych".

Referencje dokumentu: Hipp, J. F., et al. 'Large-scale cortical correlation structure of spontaneous oscillatory activity', Nature Neuroscience. doi:10.1038/nn.3101. Źródło: CORDIS.

Wyniki nowych badań przeprowadzonych w Wlk. Brytanii pokazują, że przeciętne dalsze trwanie życia chorych na HIV, poddanych leczeniu antyretrowirusowemu, które stanowi obecnie powszechnie stosowane postępowanie terapeutyczne w leczeniu wirusa, może się obecnie znacznie wydłużyć. Badania zostały dofinansowane z projektu EUROCOORD (Europejska sieć badań kohortowych HIV/AIDS w celu koordynacji badań klinicznych nad HIV/AIDS na szczeblu europejskim i międzynarodowym), który otrzymał wsparcie na kwotę 12 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Projekt EUROCOORD gromadzi wiele innych sieci, z których każda odegrała znaczącą rolę w pogłębianiu wiedzy o chorobie, jej postępie i leczeniu.

Wysiłki personelu medycznego leczącego chorych na HIV zaczynają przynosić owoce. W toku ostatnich badań, brytyjski zespół naukowców był w stanie ustalić, że chorzy na HIV w wieku 20 lat, którzy rozpoczęli leczenie antyretrowirusowe 16 lat temu, mogą średnio dożyć wieku 50 lat. Aczkolwiek przeciętna liczba lat dalszego życia skacze do 66 w tej samej grupie badanych, którzy rozpoczęli leczenie zaledwie 4 lata temu. W skład badanej grupy weszło 17.661 osób dorosłych w wieku 20 lat i więcej, które zachorowały na HIV i rozpoczęły terapię antyretrowirusową w Wlk. Brytanii w latach 1996 - 2008.

W ramach badań odkryto również, że średnia długość życia chorych na HIV jest krótsza w przypadku późniejszego rozpoczęcia terapii antyretrowirusowej. Należy zauważyć, że przeciętne dalsze trwanie życia osoby zarażonej HIV i leczonej lekami antyretrowirusowymi jest nadal krótsze od osoby w podobnym wieku z ogólnej populacji.

HIV to paląca sprawa w Europie, gdyż szacuje się, że ponad 1,5 mln Europejczyków jest zarażonych tym wirusem. Wedle szacunków, w 2007 r. przybyło 100.000 nowych przypadków zakażenia chorobą, niemniej prognoza dla chorych na HIV radykalnie się poprawia w krajach, w których pacjenci mają dostęp do złożonej terapii antyretrowirusowej (cART). Pracownicy służby zdrowia podkreślają jednak, że cART nie jest lekarstwem na HIV i po rozpoczęciu terapii chorzy muszą ją kontynuować do końca życia.

Naukowcy podkreślają, że prognozowana średnia długość życia będzie musiała zostać potwierdzona w ramach dalszych badań, zakrojonych bardziej długofalowo. W badaniach nie zostały uwzględnione inne czynniki zewnętrzne, które mogą mieć wpływ na wyniki, takie jak te związane z trybem życia, prowadzące do wzrostu umieralności z powodów nie związanych z HIV. Mając na uwadze te zastrzeżenia, naukowcy wyrażają swoje przekonanie, że postępy w leczeniu antyretrowirusowym są odpowiedzialne za co najmniej część tego wydłużenia.

W sumie wyniki są wielce obiecujące i kładą nacisk na postępy w leczeniu obserwowane w ostatnich latach. Aczkolwiek przeciętne, dalsze trwanie życia prognozowane dla osób chorych na HIV jest nadal krótsze od osób z ogólnej populacji. Naukowcy wyłączyli także z badań chorych, których dokumentacja medyczna nie była w 100% kompletna i brakowało w niej ważnych danych, m.in. wieku, płci czy przynależności etnicznej. Wykluczeni z grupy zostali również chorzy, którzy wedle założeń zarazili się wirusem HIV przy okazji dożylnego przyjmowania narkotyków, a powodem tego wyłączenia była w ich przypadku gorsza prognoza niż w innych grupach.

Źródło: CORDIS

Wzbudzone jądra atomowe emitują promieniowanie gamma niosące wiele informacji o ich strukturze. W celu dokładniejszej rejestracji tego promieniowania, w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego skonstruowano i uruchomiono spektrometr EAGLE, jedyny tego typu przyrząd w Europie Środkowo-Wschodniej i jeden z najnowszych i najbardziej zaawansowanych spektrometrów gamma na świecie.

1. W Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego uruchomiono najbardziej zaawansowany polski spektrometr promieniowania gamma. (Źródło: ŚLCJ UW)

Już wkrótce fizycy będą mogli lepiej poznać strukturę jąder atomowych - dzięki najnowszemu spektrometrowi promieniowania gamma o nazwie EAGLE (central European Array for Gamma Levels Evaluations). Urządzenie, skonstruowane i uruchomione w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego (ŚLCJ UW), jest najbardziej zaawansowanym w kraju układem detekcyjnym służącym do rejestrowania promieniowania gamma, emitowanego przez jądra atomowe wzbudzone za pomocą oddziaływań kulombowskich.

Dr Julian Srebrny, koordynator Konsorcjum EAGLE, tak wyjaśnia istotę badań: "Zderzamy ciężkie jony, zawierające przynajmniej kilkadziesiąt protonów i neutronów. Jeśli odpowiednio dobierzemy energię zderzeń, jądra połączą się ze sobą. Proces taki jest określany jako fuzja. Powstanie wtedy silnie wzbudzone i niezwykle szybko obracające się jądro, wykonujące średnio 100 eksaobrotów na sekundę. Aby zapisać tę liczbę, do jedynki należy dodać aż 20 zer! Energia wzbudzenia jest z czasem uwalniana przez jądra, zwykle poprzez emisję kwantów promieniowania gamma".

Badając promieniowanie gamma wyemitowane przez jądra atomowe, naukowcy zdobywają wiedzę o ich strukturze energetycznej i kształcie. Zgromadzone dane spektroskopowe są wykorzystywane do weryfikowania teorii opisujących jądra atomowe. Powstające przy tej okazji narzędzia opisu teoretycznego znajdują zastosowanie w innych obszarach fizyki i chemii, m.in. związanych z fulerenami, kropkami kwantowymi i klastrami molekularnymi. W przyszłości wyniki pomiarów realizowanych w ramach projektu EAGLE mogą pomóc w budowie lasera jądrowego. Szczególnie istotnym obszarem zastosowań jest także medycyna. W Centrum Radiofarmaceutyków, właśnie powstającym przy ŚLCJ UW, już niedługo będą produkowane radioizotopy, za pomocą których w warszawskich szpitalach będą przeprowadzane badania metodą tomografii pozytonowej (PET).

2. Detektory germanowe zainstalowane w EAGLE, spektrometrze promieniowania gamma uruchomionym w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego. (Źródło: ŚLCJ UW)

Spektrometr EAGLE, zaprojektowany od podstaw w ŚLCJ UW, to układ pomiarowy przeznaczony do pracy z dużą liczbą wydajnych detektorów germanowych rejestrujących promieniowanie gamma. Konstrukcja mechaniczna przyrządu ma formę dwudziestościanu ściętego i umożliwia instalowanie do 30 detektorów promieniowania gamma różnych typów. Obecnie w skład układu wchodzi 20 detektorów germanowych chłodzonych ciekłym azotem. "Specyficzne cechy germanu powodują, że promieniowanie gamma generuje w nim szczególnie dużą liczbę nośników prądu, co ułatwia zliczanie kwantów gamma", wyjaśnia dr Srebrny.

Pojedynczy detektor germanowy to urządzenie wartości ok. 150 tys. dolarów. Konieczność zamontowania w spektrometrze EAGLE dużej liczby takich urządzeń podniosłaby znacząco koszty. "Na szczęście w Europie działa GAMMAPOOL, międzynarodowe konsorcjum zajmujące się efektywnym wykorzystaniem przyrządów do spektroskopii promieniowania gamma dostępnych na naszym kontynencie. Konsorcjum doceniło nasz program badawczy i przyznało aż 20 detektorów Phase-I HPGe z osłonami antykomptonowskimi. Mamy prawo korzystać z nich do połowy przyszłego roku", wyjaśnia dr Srebrny.

W skład aparatury EAGLE wchodzi także spektrometr konwersji wewnętrznej i komora rozproszeń dla eksperymentów z wykorzystaniem wzbudzeń kulombowskich.

3. Grupa warszawskich naukowców z projektu EAGLE między rozsuniętymi połówkami spektrometru. (Źródło: ŚLCJ UW)

"Urządzenia potrzebne do prowadzenia badań w zakresie fizyki jądrowej są drogie, dlatego też zwykle zgromadzone są w jednym, narodowym laboratorium, z którego korzystają naukowcy z kraju i zagranicy. Takim laboratorium jest w Polsce Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego", podkreśla prof. dr hab. Krzysztof Rusek, dyrektor ŚLCJ UW.

Pojedynczy eksperyment z użyciem spektrometru EAGLE będzie trwał około dwóch tygodni. W jego trakcie detektory zarejestrują nawet dziesiątki miliardów zderzeń, które następnie zostaną poddane szczegółowej analizie.

W okresie eksploatacji detektorów germanowych udostępnionych przez GAMMAPOOL, w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów UW będzie przeprowadzonych przynajmniej kilkanaście eksperymentów z fizyki jądrowej. Pierwszy z nich wykonano już w połowie października ubiegłego roku. Jego celem było lepsze zrozumienie struktury poziomów energetycznych jądra wapnia 42Ca i wyjaśnienie wyników wcześniejszego doświadczenia z tymi jądrami, zrealizowanego we Włoszech z użyciem dopiero powstającego, europejskiego spektrometru AGATA. Zarejestrowano wtedy dwie nowe linie widmowe, którym powinny odpowiadać dotychczas nieznane przejścia między poziomami energetycznymi jądra 42Ca. Wstępne opracowania rezultatów eksperymentu z użyciem warszawskiego spektrometru EAGLE sugerują jednak, że zagadkowe linie zaobserwowane we Włoszech pochodzą od innego jądra atomowego.

W projekcie EAGLE uczestniczą przedstawiciele Środowiskowego Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego, Wydziału Fizyki UW, Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku, Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego, Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, Wydziału Fizyki Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie oraz Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej. Istotna część zespołu to fizycy spoza Polski, m.in. z Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers w Saclay we Francji, Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Lund w Szwecji, Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Sofii w Bułgarii, Uniwersytetu w Brighton w Wielkiej Brytanii oraz węgierskiego Instytutu Badań Jądrowych.

Projekt EAGLE, realizowany w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego, został sfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego (ŚLCJ UW) jest jedynym w Polsce ośrodkiem eksperymentalnej fizyki jądrowej dysponującym cyklotronem ciężkich jonów oraz nowoczesnymi spektrometrami umożliwiającymi prowadzenie prac badawczych z dziedziny struktury jądra atomowego i reakcji jądrowych. Laboratorium wytwarza wiązki pierwiastków gazowych i mających związki w postaci gazowej, od boru do argonu. Dysponuje wieloma układami pomiarowymi: SYRENA, IGISOL, CUDAC, JANOSIK, ICARE i najnowszym EAGLE - wielodetektorowym spektrometrem promieniowania gamma. Część czasu pracy akceleratora jest przydzielana na eksperymenty z dziedziny fizyki ciała stałego, biologii, a także na projekty aplikacyjne, m.in. dotyczące zastosowań medycznych fizyki jądrowej. Dostęp do wiązki z akceleratora jest przyznawany na podstawie rekomendacji międzynarodowego Komitetu Programowego; jedynymi kryteriami oceny projektów są wartość naukowa i techniczna wykonalność proponowanego eksperymentu. W budynku ŚLCJ UW powstaje ośrodek produkcji radiofarmaceutyków do pozytonowej tomografii emisyjnej (PET). Od 2005 roku ŚLCJ UW organizuje coroczne Warsztaty Akceleracji i Zastosowań Ciężkich Jonów dla studentów z Polski i zagranicy.

Źródło: Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego

W Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie przeprowadzono pionierskie badania u ludzi nad zmianami związanymi z procesami starzenia w pamięci przestrzennej, rejestrującej informacje pochodzące z wnętrza własnego ciała. Dzięki unikatowemu stanowisku laboratoryjnemu udało się stwierdzić, że nie wszystkie procesy poznawcze zapadają się z wiekiem.

1. W Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie przeprowadzono pionierskie badania nad procesami starzenia zachodzącymi w pamięci idiotetycznej ludzi. (Źródło: Instytut Nenckiego, Grzegorz Krzyżewski)

Jest noc. W pomieszczeniu, w którym się znajdujesz, nagle gaśnie światło. Równocześnie rozlega się krzyk: "Pali się!". Rzucasz się do ucieczki. Czy w całkowitej ciemności odnajdziesz drogę do wyjścia? Najprawdopodobniej tak - jeśli pomieszczenie jest ci dobrze znane i stosunkowo niewielkie. Ratunek umożliwi pamięć idiotetyczna, jeden z dwóch rodzajów pamięci przestrzennej człowieka. Pamięć ta bazuje nie na informacjach wzrokowych, lecz pochodzących z wnętrza własnego ciała. W Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie sprawdzono, czy działanie tego rodzaju pamięci zmienia się z wiekiem. "To pierwsze tego typu badanie przeprowadzone u ludzi", podkreśla prof. dr hab. Elżbieta Szeląg, kierownik Pracowni Neuropsychologii Instytutu Nenckiego.

Osób po 65. roku życia jest dziś w krajach rozwiniętych nawet 20 razy więcej niż sto lat temu. W tej sytuacji rośnie znaczenie badań nad procesami starzenia, które zachodzą w tkankach i organach, w tym również w mózgu człowieka. Szczególne ważne wydaje się zrozumienie mechanizmów leżących u podłoża zmian w procesach poznawczych podczas starzenia, w tym orientacji w przestrzeni. Ma ona bowiem kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania człowieka w życiu codziennym.

"Pamięć przestrzenna u ludzi nie jest monolitem. Wiemy, że składają się na nią procesy odpowiedzialne za działanie przestrzennej pamięci wzrokowej (allotetycznej) oraz niewzrokowej pamięci idiotetycznej. W naszych badaniach sprawdzaliśmy, czy starzenie poznawcze w podobny sposób dotyczy pamięci idiotetycznej, jak i kojarzenia informacji wzrokowych", wyjaśnia dr hab. Małgorzata Węsierska, prof. Instytutu Nenckiego.

Pamięć idiotetyczna wykorzystuje informacje płynące z wnętrza organizmu. Ich źródłem są receptory czucia wewnętrznego, pozwalające określać położenie części ciała względem siebie, oraz układ przedsionkowy (część narządu słuchu), odpowiedzialny m.in. za utrzymanie równowagi i pionizację postawy. Gdy człowiek porusza się w przestrzeni, ślad przebytej drogi jest kodowany w pamięci idiotetycznej. Kiedy musimy dojść do celu po ciemku, informacje te są dla nas niezbędne. "Pamięć przestrzenna jest niezwykle ważna dla człowieka. Nie zdajemy sobie sprawy jak bardzo, dopóki nie zacznie nas zawodzić, na przykład wskutek rozwijającej się choroby Alzheimera", mówi dr hab. Węsierska.

2. Prof. dr hab. Elżbieta Szeląg i prof. nzw. dr hab. Małgorzata Węsierska, obie z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego w Warszawie, prowadzą pionierskie badania nad procesami starzenia zachodzącymi w pamięci idiotetycznej ludzi. (Źródło: Instytut Nenckiego, Grzegorz Krzyżewski)

Powszechną metodą badania pamięci przestrzennej są testy komputerowe: badany siedzi przed monitorem i przesuwając myszką porusza się w wirtualnej przestrzeni. Osoba poddana takim testom nie przemieszcza się fizycznie. Z tego powodu w eksperymentach z użyciem wizualizacji komputerowej można badać jedynie przestrzenną pamięć wzrokową, a nie pamięć idiotetyczną.

W Instytucie Nenckiego, w ramach Centrum Doskonałości MIND, zbudowano stanowisko do badania pamięci idiotetycznej u ludzi w warunkach naturalnego poruszania się w przestrzeni. Stanowisko - jedno z zaledwie dwóch na świecie - ma kształt kolistej areny średnicy kilku metrów, otoczonej ze wszystkich stron czarnymi, grubymi kotarami. Arena jest zaciemniona i izolowana akustycznie od otoczenia. Aby dodatkowo ograniczyć wpływ bodźców zewnętrznych, badanemu zasłania się specjalną opaską oczy, a na uszy nakłada słuchawki, które dodatkowo tłumią zewnętrzne bodźce akustyczne. "Zadanie jest proste: chodząc po arenie w całkowitych ciemnościach i ciszy należy wrócić do miejsca startu. Powrót rozpoczyna się z tego miejsca na arenie, w którym w słuchawkach pojawia się dźwięk", opisuje dr Justyna Skolimowska z Instytutu Nenckiego. Aktualne położenie człowieka na arenie jest rejestrowane przez program komputerowy dzięki kamerze zainstalowanej na suficie nad areną. Oprogramowanie śledzi ruchy diody umieszczonej na wysięgniku tornistra umieszczonego na plecach badanej osoby.

"Gdybyśmy mogli użyć wzroku, powrót do punktu startu byłby zadaniem banalnym. Ale tak nie jest, ponieważ badany jest odizolowany od wszelkich bodźców zewnętrznych. Nie ma wyboru, musi się zdać całkowicie na pamięć idiotetyczną", mówi dr hab. Węsierska.

Testom poddano 80 zdrowych ochotników, przydzielonych z uwagi na wiek do jednej z dwóch liczbowo równych grup: młodszych (20-29 lat) i starszych (64-77 lat). Każdy badany wykonywał najpierw wzrokowy test komputerowy, sprawdzający zdolność zapamiętywania położeń od jednego do sześciu losowo wybieranych wzorów, które były ukryte w różnych miejscach ekranu. Celem tego testu była ocena uczenia kojarzeniowego o charakterze wzrokowo-przestrzennym. W drugiej części badania na opisanym wyżej stanowisku przeprowadzano testy pamięci idiotetycznej.

Zgodnie z oczekiwaniami badaczy, w teście komputerowym, opierającym się głównie na pamięci wzrokowej, osoby starsze uzyskały gorsze wyniki niż osoby młode, tj. odpowiadały wolniej i popełniały więcej błędów. Natomiast w obu grupach wiekowych nie było istotnych różnic w wykonaniu testu pamięci idiotetycznej, co dotyczyło zarówno kobiet, jak i mężczyzn.

"Wnioski są optymistyczne. O ile u osób zdrowych, niezależnie od płci, sprawność wzrokowej pamięci przestrzennej maleje wraz z wiekiem, o tyle pamięć idiotetyczna okazuje się działać na podobnym poziomie. Zaobserwowane przez nas różnice w efektywności obu rodzajów pamięci, związane z wiekiem, potwierdzają przypuszczenie, że za każdy z nich odpowiadają inne struktury mózgowe", podsumowuje prof. Szeląg.

Wyniki badań zostaną wykorzystane w dalszych pracach nad nowymi testami klinicznymi do wykrywania m.in. choroby Alzheimera na bardzo wczesnym etapie jej rozwoju.

Źródło: Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk

Wielbiciele fantastyki zbliżyli się o krok do realizacji swoich marzeń za sprawą hiszpańskich i słowackich inżynierów elektryków, którzy opracowali prototyp pola niewidzialności. Naukowcy wykorzystali proste materiały, takie jak nadprzewodnik i ferromagnetyki, które są łatwo dostępne na rynku, aby stworzyć pole niewidzialności, skutecznie ukrywające zawartość przed wścibskimi oczami pól magnetycznych. Wyniki badań zostały zaprezentowane w czasopiśmie Science.

Naukowcy z Instytutu Inżynierii Elektrycznej Słowackiej Akademii Nauk na Słowacji i z Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) w Hiszpanii opisali urządzenie jako walec z wysokotemperaturowego materiału nadprzewodnikowego, który został następnie schłodzony za pomocą ciekłego azotu i pokryty warstwą żelaza, niklu oraz chromu. Następnie, po umieszczeniu walca bezpośrednio na ścieżce pola magnetycznego, naukowcy zaobserwowali, że urządzenie nie ma wpływu na linie pola magnetycznego. Dokładniej, "fale" magnetyczne nie odbijały się, tworząc cień czy wytwarzając pewien rodzaj odbicia. Dzięki temu, wszystko co zostanie umieszczone w urządzeniu nie może zostać wykryte.

Ta szczególna cecha to ważny punkt zwrotny, gdyż służby bezpieczeństwa wykorzystują skanery i inne urządzenia do wykrywania schowanych przedmiotów, takich jak ukryta broń. Jeden z kierowników naukowych, Àlvar Sánchez z UAB, przewiduje zastosowanie wyników swoich badań w rozmaitych dziedzinach, od wojskowości po medycynę. "Istnieje wiele zastosowań - w samochodach, statkach czy okrętach podwodnych" - jak cytowany jest dr Sánchez. "W przypadku okrętu podwodnego, trzeba go otoczyć pancerzem, aby był niewykrywalny magnetycznie".

Obecnie niektórzy pacjenci napotykają problemy w korzystaniu z obrazowania rezonansem magnetycznym (MRI) ze względu na rozruszniki serca czy rekonstrukcyjne zabiegi chirurgiczne, ale dzięki możliwości wykorzystania tego urządzenia obraz generowany przez MRI nie będzie zniekształcony. "Można to również wykorzystać do ochrony niektórych urządzeń (wojskowych lub medycznych) przed zakłóceniami elektromagnetycznymi" - wyjaśnia dr Sánchez.

Naukowcy z UAB początkowo opracowali wzór matematyczny urządzenia, który wedle przekonania uczelni ma być "wyjątkowo prostym równaniem". Teoretycznie wzór umożliwiłby niewykrywalność walca przez pole magnetyczne z zewnątrz, przy całkowitym oddzieleniu wszystkiego tego, co się znajduje w jego wnętrzu od tych pól.

By sprawdzić równanie naukowcom z UAB potrzebna była ekspercka wiedza laboratoryjna z zakresu precyzyjnych pomiarów pól magnetycznych. Tutaj do akcji wkracza Instytut Inżynierii Elektrycznej Słowackiej Akademii Nauk w Bratysławie. Dzięki współpracy zespół był w stanie uzyskać pozytywne wyniki w zaledwie kilka miesięcy. Opracowany przez nich walec składa się z dwóch koncentrycznych warstw. Warstwa wewnętrzna jest zbudowana z nadprzewodnikowego materiału, który odpycha pola magnetyczne, a warstwa zewnętrzna z materiału ferromagnetycznego, który przyciąga te same pola magnetyczne. Walec jest niewidoczny dla pól magnetycznych i według UAB stanowi krok w kierunku niewidoczności światła - fali elektromagnetycznej.

Referencje dokumentu: Gömöry, F., et al. 'Experimental Realization of a Magnetic Cloak', Science, 2012. doi: 10.1126/science.1218316. Żródło: CORDIS