חלקיקי ננו חמים מעוררים את המוח. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

ננו-חלקיקים חמים מעוררים את המוח

18.03.2015

ננו-חלקיקים מחוממים על ידי שדה מגנטי יכולים להחליף שתלי מוח קונבנציונליים באלקטרודות ומקורות חשמל חיצוניים.

רבים שמעו על השיטות של גירוי מוחי טרנסגולגולתי, כאשר אזור מסוים בקליפת המוח מושפע משדה מגנטי או זרם חשמלי חלש ללא כל התערבות כירורגית. בשנה שעברה התפרסם ב-Science מאמר שקבע ששימוש בשדה מגנטי חיצוני יכול לשפר את הזיכרון, ובשנת 2013 הצליחו חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון להשתמש בו כדי לפטור כמה מעשנים מהרגלם הרע - לפחות למשך שישה חודשים. .

אבל שיטות טרנסגולגולתיות גרידא אינן ספציפיות במיוחד. מצד שני, ישנן שיטות פולשניות, כאשר אנו משתילים אלקטרודות במוח הפועלות באופן סלקטיבי על קבוצות מסוימות של תאים. בעזרת אלקטרודות כאלה אפשר למשל לדכא רעד בשרירים בחולים עם תסמונת פרקינסון, אבל אי הנוחות בשיטה זו ברורה: התערבות כירורגית בתוספת צורך במקור כוח חיצוני.

פולינה אניקייבה מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס והמעבדה שלה פיתחו שיטה גאונית המבטלת את הצורך בהשתלת מוח קבועה ועדיין מספקת סגוליות גירוי. המהות שלו היא שננו-חלקיקי תחמוצת ברזל מוכנסים למוח, שאינם נושאים תרופות, אך ניתן לחמם אותם בשדה מגנטי. כאשר הם מחוממים, הם מעוררים קולטני קפסאיצין על ממברנות התא. קפסאיצין הוא אלקלואיד המספק טעם בוער לפלפל, חלבוני קולטן עבורו (TRPV1) נמצאים בתאים שונים, כולל כמה נוירונים במוח. אולם, בהיעדר קולטנים, ניתן לאלץ את התא לסנתז אותם בשיטות הנדסה גנטית - מה שנעשה במקרה זה.

חלבונים הרגישים לקפסאיצין מגיבים לננו-חלקיקים מחוממים ופותחים תעלת יונים בממברנה, כתוצאה מכך, התא מתרגש ומייצר דחף. בדרך כלל, חלקיקים חמים כאלה נחשבים כחומר נוגד גידולים המאפשר להם להרוג תאים סרטניים, אך הפעם החוקרים התעניינו רק לרגש את התאים מבלי להרוג אותם. על ידי התאמת עוצמת השדה המגנטי ניתן להשיג את הטמפרטורה הרצויה של החלקיקים ואת האפקט הרצוי. הם עצמם, בהיותם אינרטיים לחלוטין מבחינה כימית ביחס לרקמה חיה, יכולים להישאר זמן רב למדי במקום שבו הם הוצגו. כפי שכותבים מחברי העבודה במאמרם ב-Science, השיטה שלהם אפשרה לעורר אזור במוח התיכון בעכברים הנקרא אזור הטגמנטלי הגחון (שאגב, מעורב במערכת החיזוק ומעורב בהיווצרות התמכרות לסמים) למשך חודש.

בעתיד, ננו-חלקיקים בעלי שדה מגנטי יכולים לשמש כממריץ נוירונים אלחוטי ו"משחק ארוך", שיאפשר לפתור מגוון בעיות מחקר ורפואה. כמובן שהיישום המעשי עוד רחוק, אבל יש לנו הוכחה יסודית ששיטה כזו אפשרית ועובדת - וזה כבר די הרבה.

<< חזרה: ג'וקים סייבורגיים 19.03.2015

>> קדימה: TCA9554 מרחיב יציאות דיגיטליות עבור אוטובוס I2C 18.03.2015

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מסנן מים גרפן 30.01.2021

כאשר יריעות של ננו-חומרים דו-ממדיים, כמו גרפן, מוערמים זה על גבי זה, נוצרים פערים זעירים בין היריעות, שיש להם שימושים פוטנציאליים רבים. צוות חוקרים מאוניברסיטת בראון מצא דרך לכוון את הפערים הללו כך שניתן יהיה להשתמש בהם כדי לסנן מים ונוזלים אחרים ממזהמים בגודל ננו.

הפערים בין יריעות הגרפן המדוברות נקראים ננו-תעלות. למעשה, קשה להשתמש בהם לסינון מים בגלל מיקומם של הננו-תעלות. דמיינו לעצמכם מחברת עם גליונות גרפן במקום גיליונות נייר. הם דקים יותר בכיוון האנכי לעומת האורך והרוחב במישור האופקי. המשמעות היא שגם התעלות בין היריעות מכוונות בצורה אופקית, מה שלא אידיאלי לסינון: הנוזל צריך לעבור מרחק רב יחסית כדי להגיע מקצה אחד של התעלה לקצה השני. עדיף אם הערוצים יהיו מאונכים לכיוון הסדינים. במקרה זה, הנוזל יצטרך לעבור רק גובה אנכי דק יחסית של הערימה.

מדענים מאוניברסיטת בראון מצאו דרך להפוך את הננו-ערוצים הללו לאנכיים. השיטה שלהם מורכבת מהנחת יריעות גרפן על מצע אלסטי שנמתח. לאחר הנחת כל היריעות משתחרר המתח של העיוות - והוא מתכווץ. כאשר זה קורה, הגרפן מתקפל לאקורדיון, יוצר עליות וירידות, והתעלות נוטות תוך כדי.

לאחר שהתעלות כמעט אנכיות, מכוסים את המכלול באפוקסי ולאחר מכן חותכים את החלק העליון והתחתון, מה שפותח את התעלות לאורך כל החומר. המדענים קראו לממברנה שלהם VAGME (קרום גרפן בכיוון אנכי).

בדיקות ממברנה הראו שאדי מים יכולים לחלחל בקלות דרך ה-VAGME והקסאן, מולקולה אורגנית גדולה יותר, מסונן החוצה. החוקרים מתכננים להמשיך ולפתח את הטכנולוגיה עם יישומי סינון תעשייתיים או ביתיים אפשריים.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר