~ * Όλα δικά σου, μάτια μου - Γιάννης Πουλόπουλος * ~

~ * Χρήσιμο μόνο το 8,2% του DNA * ~

ΟΞΦΟΡΔΗ. Ούτε το ένα δέκατο του DNA του ανθρώπου δεν έχει κάποια σημαντική λειτουργία μέσα στον οργανισμό, σύμφωνα με μια νέα βρετανική επιστημονική έρευνα, που βασίστηκε σε συγκρίσεις με άλλα ζώα και αναμένεται να αναζωπυρώσει τη διαμάχη για το κατά πόσο είναι πράγματι άχρηστο το μεγαλύτερο μέρος του ανθρώπινου γενετικού υλικού. Η νέα μελέτη υπολόγισε ότι μόνο το 8,2% του DNA μας είναι«λειτουργικό», δηλαδή χρήσιμο σε κάτι, μια πολύ διαφορετική εκτίμηση από αυτήν που είχαν κάνει το 2012 οι επιστήμονες της διεθνούς ομάδας «Εγκυκλοπαίδεια Στοιχείων DNA» (ENCODE) ότι το 80% του γονιδιώματός μας έχει τελικά κάποια χρήσιμη βιοχημική λειτουργία.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, με επικεφαλής τον καθηγητή Κρις Πόιντινγκ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό γενετικής «PLoS Genetics», σύμφωνα με τις βρετανικές εφημερίδες «Γκάρντιαν» και «Ντέιλι Μέιλ», υποστηρίζουν ότι κακώς η ερευνητική κοινοπραξία ENCODE έδωσε τόσο ευρύ ορισμό στο τι είναι λειτουργικό και χρήσιμο από βιοχημική άποψη, καθώς δεν αρκεί να «κάνει κάτι» ένα κομμάτι του DNA, αλλά αυτό το «κάτι» πρέπει και να είναι αποδεδειγμένα ωφέλιμο για τον οργανισμό.

Για τους Βρετανούς επιστήμονες σημαντικό κριτήριο αποτελεί πόσο ποσοστό του DNA στα ζώα δεν υπέστη μεταλλάξεις κατά τα τελευταία 100 εκατ. έτη, πράγμα που σημαίνει ότι αυτό ακριβώς το τμήμα του γενετικού υλικού είναι όντως χρήσιμο και ζωτικό. Οι ερευνητές συνέκριναν, με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών, τα γονιδιώματα διαφόρων θηλαστικών, από ποντίκια και λαγούς μέχρι σκύλους, άλογα και ανθρώπους.

Συγκριτική μελέτη

Από τη συγκριτική αυτή μελέτη, προέκυψε η εκτίμηση ότι μόνο το 8,2% του ανθρώπινου DNA έχει κάποια πράγματι χρήσιμη λειτουργία. Το υπόλοιπο 91,8%, κατά τους ερευνητές, είναι εξελικτικό απομεινάρι - ένα DNA-σκουπίδι, μέρος του οποίου προέρχεται από αρχαίους ιούς, οι οποίοι κάποτε ενσωματώθηκαν στο γενετικό υλικό των προγόνων μας. «Τείνουμε να πιστεύουμε ότι όλο το DNA μας πρέπει να κάνει κάτι. Στην πραγματικότητα, όμως, μόνο ένα μικρό κομμάτι του κάνει κάτι», δήλωσε ο ερευνητής Κρις Ραντς. «Δεν έχουμε επιστημονικές ενδείξεις ότι το 92% του γονιδιώματός μας συνεισφέρει καθόλου στη βιολογία μας. Απλώς βρίσκεται εκεί και πιάνει χώρο», πρόσθεσε ο ερευνητής Γκέρτον Λούντερ.

Αλλά ακόμη και από το λειτουργικό 8,2% του DNA, δεν έχει όλο την ίδια σημασία. Μόνο το 1,2% είναι το κατεξοχήν σημαντικό κομμάτι, επειδή κωδικοποιεί τις πρωτεΐνες που ελέγχουν σχεδόν όλες τις κρίσιμες βιολογικές λειτουργίες του ανθρώπου. Το υπόλοιπο 7% εμπλέκεται κυρίως στην ενεργοποίηση και απενεργοποίηση, δηλαδή στην «έκφραση» των γονιδίων που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες, ανάλογα με τη χρονική φάση, το σημείο του σώματος, το περιβάλλον και άλλους παράγοντες. «Οι πρωτεΐνες που παράγονται, είναι ουσιαστικά ίδιες σε όλα τα κύτταρα του σώματός μας. Ομως ποιες από αυτές θα ενεργοποιηθούν κάθε φορά, σε ποιο σημείο στο σώμα και πότε, αυτό πρέπει να ρυθμιστεί - και αυτή είναι η δουλειά που κάνει το 7%», δήλωσε ο Ραντς.

http://www.kathimerini.gr/777604/article/epikairothta/episthmh/xrhsimo-mono-to-82-toy-dna

~ * Τεχνική κάνει το σώμα διαφανές * ~

ΕΠΙΣΤΗΜΗ 02.08.2014

Τεχνική κάνει το σώμα διαφανές

Τρισδιάστατα εγκεφαλικά κύτταρα ποντικού. Με τη διαφάνεια, οι ερευνητές θα μελετήσουν καλύτερα τον εγκέφαλο και τα υπόλοιπα όργανα.

Τρισδιάστατα εγκεφαλικά κύτταρα ποντικού. Με τη διαφάνεια, οι ερευνητές θα μελετήσουν καλύτερα τον εγκέφαλο και τα υπόλοιπα όργανα.

ΕΤΙΚΕΤΕΣ:

Eναν τρόπο για να κάνουν διαφανές ολόκληρο το σώμα ανακάλυψαν Αμερικανοί ερευνητές, οι οποίοι, επί του παρόντος, έχουν εφαρμόσει τη νέα μέθοδο σε τρωκτικά. Οι ερευνητές, σε δημοσίευμα της επιθεώρησης Cell, περιγράφουν λεπτομερώς την τεχνική με την οποία μπορούν να διατηρήσουν όλους τους ιστούς και ταυτόχρονα να δουν διαμέσου αυτών τόσο τα όργανα όσο και κάποιες συνδέσεις. Η νέα μέθοδος αναμένεται να μας βοηθήσει να δούμε ιδιοίς όμμασι τον τρόπο συνεργασίας των διαφορετικών οργάνων, ανοίγοντας έτσι τον δρόμο για μία νέα γενιά θεραπειών. Επίσης η ίδια μέθοδος θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί, προκειμένου να εντοπίζονται οι μεταστάσεις του καρκίνου ή ακόμη και να χαρτογραφηθεί η πορεία κάποιου ιού.

Προσπαθούσαν 100 χρόνια

Η αλήθεια είναι ότι για περισσότερο από εκατό χρόνια η επιστημονική κοινότητα προσπαθούσε να κάνει διαφανή κάποια αδιαφανή σώματα. Ωστόσο, οι περισσότερες τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν κατέστρεφαν τους ιστούς, παρεμποδίζοντας έτσι την πραγματοποίηση περαιτέρω μελετών και ιατρικών εξετάσεων.

Τώρα, όμως, οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας υποστηρίζουν ότι κατάφεραν να κάνουν πραγματικότητα το όνειρο κάθε βιολόγου. Για να επιτύχουν τον σκοπό τους, ανακάλυψαν μία μέθοδο τριών σταδιών. Στο πρώτο στάδιο, οι ιστοί υποστηρίζονται από ένα πλέγμα μαλακού πλαστικού. Στη συνέχεια, ένα μοριακό «απορρυπαντικό», το οποίο εγχύεται διαρκώς στον οργανισμό μέσω του κυκλοφορικού του συστήματος, διαλύει τα λιπίδια και κάνει τα όργανα διαφανή. Κατά το τρίτο στάδιο της πρωτοποριακής μεθόδου, ειδικές χρωστικές και μόρια-δείκτες μπορούν να προστεθούν στο υγρό που εγχύεται στον οργανισμό, έτσι ώστε να επισημανθούν οι πιο σημαντικές συνδέσεις. Χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, οι ερευνητές κατάφεραν να κάνουν διαφανείς ολόκληρους νεφρούς, καρδιές, πνεύμονες και έντερα εντός τριών ημερών, ενώ έδωσαν διαφάνεια και σε ολόκληρο σώμα μέσα σε δύο εβδομάδες. Επίσης, σε πειράματα που έγιναν σε δείγματα καρκινικών ιστών οι ειδικοί κατάφεραν να δουν πόσο είχε προχωρήσει η νόσος.

Βέβαια η έρευνα έγινε σε ποντίκια τα οποία είχαν υποστεί ευθανασία και σε δείγματα ιστών που είχαν αφαιρεθεί κατά τη διάρκεια επεμβάσεων και όχι σε ζωντανούς οργανισμούς. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η νέα τεχνική μπορεί να βρει πάμπολλες εφαρμογές στο μέλλον, από τη χαρτογράφηση των μακρών νευρικών ινών από τον εγκέφαλο στο υπόλοιπο σώμα ώς τον εντοπισμό των σημείων που κρύβονται οι ιοί. Τώρα η ομάδα συνεργάζεται με νευρολόγους προκειμένου να μελετήσουν από κοινού τα δείγματα ιστών από τον εγκέφαλο ανοϊκών. Η σύγκριση αυτών των δειγμάτων με υγιείς ιστούς θα επιτρέψει στους ειδικούς να επισημάνουν τις πιθανές διαφορές ανάμεσα στους κυτταρικούς σχηματισμούς αλλά και στους αριθμούς τους.

Χαρακτηριστικά, ο δρ Τόμας Ινσέλ, επικεφαλής του Εθνικού Ινστιτούτου Ψυχικής Υγείας των ΗΠΑ, χαρακτηρίζει τη νέα μέθοδο «μία από τις πιο σημαντικές προόδους στον τομέα της νευροανατομίας».

http://www.kathimerini.gr/778601/article/epikairothta/episthmh/texnikh-kanei-to-swma-diafanes

~ * Βιονικές «στολές» αντί εξωσκελετών * ~

Αν και οι ρομποτικοί εξωσκελετοί τύπου «Iron Man» συγκεντρώνουν τα φώτα δημοσιότητας, με προγράμματα όπως το Project TALOS, γίνονται παράλληλα έρευνες προς πιο «διακριτικές» κατευθύνσεις – όπως την ανάπτυξη ελαφρού βιονικού εξοπλισμού, ο οποίος φοριέται κάτω από τα ρούχα.

Η δουλειά ερευνητών του SRI International βρίσκεται στο επίκεντρο δημοσιεύματος του Re/code σχετικά με το πρωτότυπο SuperFlex. Το όλο project ξεκίνησε με χρηματοδότηση της Darpa, στο πλαίσιο του προγράμματος Warrior Web, για την παροχή βοήθειας σε στρατιώτες που πρέπει να  μεταφέρουν βαριά φορτία σε μεγάλες αποστάσεις. Στόχος ήταν η μείωση των τραυματισμών, η αύξηση της αντοχής και η εν γένει βελτίωση των επιδόσεων του στρατιώτη, μέσω ενός «ρούχου» που δεν εμποδίζει την κίνησή του και δεν δημιουργεί προβλήματα με τη θωράκιση που φέρει.

Στην ουσία, οι ερευνητές του SRI International αναπτύσσουν «ρομπότ που φοριούνται» και ενισχύουν τον χρήστη στα πόδια, βοηθώντας τον να μεταφέρει μεγάλα φορτία. Ειδικότερα, στόχος του προγράμματος Warrior Web ήταν η δημιουργία μίας στολής προσαρμοσμένης στην ανθρώπινη φυσιολογία, η οποία φοριέται άνετα κάτω από την «κανονική» στολή και τον υπόλοιπο εξοπλισμό, για να παρέχει υποστήριξη.

Στην πρώτη φάση του προγράμματος συμμετείχαν ερευνητές του Χάρβαρντ, του Στάνφορντ και της Boston Dynamics. Σκοπός του Warrior Web Alpha ήταν η ανάπτυξη των βασικών τεχνολογιών. Όσον αφορά στη δεύτερη φάση, στόχος είναι η ενσωμάτωσή τους σε μία ενιαία στολή/ φόρμα, η οποία παραπέμπει, αντί σε «εξωσκελετό», σε «εξωμύες» και «εξωτένοντες».

«Το πρόγραμμα Warrior Web είναι στην ουσία ένα πρόγραμμα αντι-εξωσκελετού» αναφέρει στο Re/code ο Ριτς Μαχόνεϊ, διευθυντής του προγράμματος ρομποτικής του SRI. «Χωρά κάτω από τα ρούχα σου, είναι αθόρυβο, είναι άνετο, λειτουργεί σε αρμονία με τις κινήσεις σου και απλά προσθέτει λίγη επιπλέον δύναμη τη σωστή στιγμή ενώ περπατάς για να μειώσει τη συνολική ενέργεια που δαπανά το σώμα σου».

Σε αυτό το επίπεδο, η έρευνα προσανατολίζεται προς ένα σύστημα που θα μπορεί να κάνει τη μεταφορά ενός σακιδίου 50 κιλών σε απόσταση 16 χιλιομέτρων να αντιστοιχεί στη μεταφορά ενός σακιδίου 25 κιλών στην ίδια απόσταση. Ωστόσο, κατά τον Μαχόνεϊ, η πρόοδος στη συγκεκριμένη τεχνολογία θα δώσει κάποια στιγμή στους χρήστες τη δυνατότητα να τρέχουν γρηγορότερα, να πηδούν ψηλότερα και να μεταφέρουν βαρύτερα φορτία – παραπέμποντας σε «βιονικές» δυνατότητες που εμφανίζονται σε ιστορίες επιστημονικής φαντασίας.

http://www.naftemporiki.gr/story/793152/bionikes-stoles-anti-eksoskeleton

~ * TALOS: «Στολή του Iron Man» για στρατιώτες * ~

Το όνομα παραπέμπει στον μυθικό Τάλω, τον μεταλλικό γίγαντα – φρουρό της Κρήτης, αλλά το όλο concept θυμίζει μάλλον τον διάσημο ήρωα τον κόμικ, Iron Man: το TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit) είναι ένα φιλόδοξο πρόγραμμα του αμερικανικού στρατού, το οποίο έχει ως στόχο να δώσει στους στρατιώτες υπεράνθρωπη δύναμη και αυξημένη βαλλιστική προστασία.

Στο πλαίσιο του TALOS συνεργάζονται ερευνητές από το ΜΙΤ, την RDECOM (Research, Development and Engineering Command) του αμερικανικού στρατού και άλλους φορείς, τόσο από το χώρο των επιχειρήσεων όσο και των πανεπιστημίων.

Στα επαναστατικά χαρακτηριστικά της στολής θα συμπεριλαμβάνονται τεχνολογία wearable υπολογιστών τύπου Google Glass (με νυχτερινή όραση), ενδεχομένως (σύμφωνα με το Live Science) αισθητήρες που θα εντοπίζουν τραύματα και θα εφαρμόζουν ειδικό θεραπευτικό αφρό και ένας εξωσκελετός φτιαγμένος από υγρά MR (μαγνητορεολογικά ρευστά) τα οποία θα στερεοποιούνται εντός δευτερολέπτων σχηματίζοντας αδιαπέραστη θωράκιση εντός μιλισεκόντ, μέσω της χρήσης μαγνητικού πεδίου ή ηλεκτρικού ρεύματος (πολλοί φίλοι των ηλεκτρονικών παιχνιδιών θα αναγνώριζαν εδώ την ιδέα πίσω από τις στολές του δημοφιλούς «Crysis»).

Μεγάλο ενδιαφέρον για το πρόγραμμα επιδεικνύει η SOCOM (Special Operations Command), η διοίκηση ειδικών επιχειρήσεων του αμερικανικού στρατού, η οποία επιθυμεί την ανάπτυξη στολών που θα παρέχουν προστασία, αποφεύγοντας όμως το «φόρτωμά» τους με μεγάλη ποσότητα θωράκισης, καθώς το βάρος καθιστά τον στρατιώτη δυσκίνητο και άρα πιο ευάλωτο στα εχθρικά πυρά.

«Οι Πεζοναύτες άρχισαν να προσθέτουν περισσότερη θωράκιση στους στρατιώτες, αλλά η SOCOM δεν θέλει να το κάνει αυτό, γιατί θα μειώσει την ευκινησία. Αυτό που σκοπεύει να κάνει το TALOS είναι να παρακάμψει την φυσική και να φτιάξει θωράκιση η οποία είναι ελαφρύτερη, αλλά πιο δυνατή» είπε ο Τζιμ Τίνσλεϊ, συνεργάτης της εταιρείας αμυντικών συμβούλων Avascent, στο ABC News.

Στα επιπλέον πρωτοποριακά στοιχεία του TALOS αναμένεται να περιλαμβάνονται η ενσωμάτωση αποδοτικών πηγών ενέργειας στη στολή, προκειμένου να αποφευχθεί η ανάγκη μεταφοράς ογκωδών μπαταριών, καθώς και η παρουσία μεγάλου αριθμού αισθητήρων σε στρώματα «έξυπνων» υλικών, οι οποίοι θα παρακολουθούν την κατάσταση του στρατιώτη (θερμοκρασία σώματος, χτύπο καρδιάς κ.α). Επίσης, μέσω υδραυλικών συστημάτων η στολή θα αυξάνει τη σωματική δύναμη του στρατιώτη σε υπεράνθρωπα επίπεδα.

Σε συνέντευξή του στην ιστοσελίδα NPR, ο Γκάρεθ ΜακΚίνλεϊ, καθηγητής του ΜΙΤ, είχε συγκρίνει την φουτουριστική στολή – πανοπλία με κάτι που βλέπει κανείς σε ταινίες του Χόλιγουντ. «Ακούγεται ακριβώς σαν τον Iron Man» είχε δηλώσει.

Σύμφωνα με το BBC, στόχος του προγράμματος η στολή είναι να τεθεί σε υπηρεσία εντός διαστήματος τριών χρόνων.

http://www.naftemporiki.gr/story/714326/talos-stoli-tou-iron-man-gia-stratiotes

~ * Ρεκόρ μετάδοσης δεδομένων από Δανούς ερευνητές * ~

Νέο παγκόσμιο ρεκόρ όσον αφορά στη μετάδοση δεδομένων πέτυχαν Δανοί ερευνητές του DTU (Τεχνικό Πανεπιστήμιο Δανίας), και συγκεκριμένα η ομάδα HSOC (High-Speed Optical Communications) στο DTU Fotonik.

Η ομάδα ξεπέρασε προηγούμενο ρεκόρ ερευνητών του Karlsruhe Institut für Technologie, αποδεικνύοντας ότι είναι δυνατή η μετάδοση 43 terabits/ δευτερόλεπτο με ένα και μόνο λέιζερ στον μεταδότη. Αντίστοιχα το προηγούμενο ρεκόρ της γερμανικής ομάδας ήταν 32 terabits/ δευτερόλεπτο.

Ο διεθνής ανταγωνισμός πάνω στην ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων έχει ως στόχο την ανάπτυξη τεχνολογίας που θα μπορεί να ανταποκριθεί στα νέα δεδομένα του ολοένα και αυξανόμενου data traffic στο Ίντερνετ, το οποίο εκτιμάται ότι θα αυξάνεται 40-50% ετησίως. Επιπλέον, υπάρχει και περιβαλλοντικό ενδιαφέρον στην όλη υπόθεση, καθώς οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα που αντιστοιχούν στην ενεργειακή κατανάλωση του Ίντερνετ αποτελούν άνω του 2% των εκπομπών λόγω ανθρώπινης δραστηριότητας παγκοσμίως, όπως σημειώνεται στη σχετική ανακοίνωση του πανεπιστημίου- όπου τονίζεται ότι οι άλλες βιομηχανίες δεν σημειώνουν άνοδο της τάξης του 40% ετησίως. «Οπότε είναι απαραίτητο να βρεθούν λύσεις για το Ίντερνετ που συνεπάγονται σημαντικές μειώσεις στην κατανάλωση ενέργειας ενώ ταυτόχρονα αυξάνουν το bandwidth» αναφέρεται σχετικά. Αξίζει να σημειωθεί ότι στο παρελθόν ερευνητές του DTU πέτυχαν τη μεγαλύτερη συνδυαστική ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων (combined data transmission), της τάξης του ενός petabit/ ανά δευτερόλεπτο- ωστόσο αυτό περιελάμβανε τη χρήση εκατοντάδων λέιζερ.

Επί της προκειμένης οι ερευνητές πέτυχαν το νέο ρεκόρ χρησιμοποιώντας ένα νέο είδος οπτικής ίνας που «δανείστηκαν» από τον ιαπωνικό τηλεπικοινωνιακό κολοσσό ΝΝΤ. Αυτό το είδος ίνας περιέχει επτά πυρήνες αντί για τον ένα που χρησιμοποιείται στις συμβατικές ίνες, κάτι που καθιστά δυνατή τη μεταφορά περισσότερων δεδομένων. Αν και περιέχει επτά πυρήνες, οι διαστάσεις είναι ίδιες με αυτές των συμβατικών εκδόσεων.

Η ομάδα HSOC στο DTU Fotonik κατείχε το συγκεκριμένο ρεκόρ και στο παρελθόν. Το 2009 είχε σπάσει το «φράγμα του terabit», πετυχαίνοντας τη μετάδοση άνω του ενός terabit/ δευτερόλεπτο, πάλι μέσω της χρήσης ενός και μόνου λέιζερ.

http://www.naftemporiki.gr/story/838918/rekor-metadosis-dedomenon-apo-danous-ereunites

~ * Ρομπότ μαθαίνουν πώς να «συνεχίζουν» σε περίπτωση ζημιάς * ~

Η εικόνα του κινηματογραφικού «Εξολοθρευτή», που συνεχίζει απτόητος την αποστολή θανάτου του όσες ζημιές και αν έχει υποστεί από τα όπλα των αντιπάλων του είναι μια από τις χαρακτηριστικότερες της επιστημονικής φαντασίας. Αν και ένα τέτοιο «όραμα» φαντάζει ενδεχομένως «τραβηγμένο» και πιθανότητα δυσοίωνο, είναι ίσως ο καλύτερος παραλληλισμός που μπορεί να χρησιμοποιήσει κανείς για να περιγράψει τη δουλειά ερευνητών που ανέπτυξαν μία τεχνική η οποία επιτρέπει σε ένα ρομπότ που έχει υποστεί ζημιές σε ένα πόδι να «μάθει» να περπατάει ξανά μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα, βάσει των νέων δεδομένων, χάρη σε «έξυπνη» μέθοδο «trial and error». Φράιντ.

Όπως αναφέρεται σε σχετική δημοσίευση στο Arxiv, οι ερευνητές (Αντουάν Κάλι και Ζαν Μπατίστ Μουρέ του Sorbonne University στο Παρίσι και Τζεφ Κλουν του University of Wyoming) υποστηρίζουν ότι η δουλειά τους έχει ιδιαίτερη σημασία για την αξιοπιστία και την ανθεκτικότητα των μελλοντικών ρομπότ, ενώ παράλληλα παρέχει μια επιπλέον «ματιά» πάνω στον τρόπο με τον οποίο τα ζώα προσαρμόζονται σε έναν τραυματισμό.

Το ζήτημα του να «μαθαίνει» ένα πλάσμα να περπατάει όταν ένα πόδι του αχρηστεύεται είναι ιδιαίτερα σύνθετο, καθώς περιλαμβάνει πολλές παραμέτρους, όπως η γωνία του κάθε ποδιού στο σημείο όπου κάμπτεται, η θέση της κάθε άρθρωσης ανά πάσα στιγμή, η ταχύτητα και επιτάχυνσή τους, η ώρα που περνά το πόδι σε επαφή με το έδαφος κ.α. Οπότε η εύρεση ενός νέου και αποτελεσματικού τρόπου βαδίσματος προϋποθέτει μια αναζήτηση σε πολλές «διαστάσεις».

Αυτό που έκαναν ο Κάλι και οι συνεργάτες του ήταν να μειώσουν τις παραμέτρους που πρέπει να ληφθούν υπόψιν, υπολογίζοντας πολλές από αυτές πριν το ρομπότ υποστεί τη ζημιά και χρησιμοποιώντας αυτούς τους υπολογισμούς για να μειώσουν τις «διαστάσεις» του «χώρου των παραμέτρων». Αυτό σημαίνει ότι όταν το ρομπότ «τραυματίζεται» μπορεί να ψάξει εκεί και να βρει έναν καινούριο τρόπο βαδίσματος γρήγορα, μαθαίνοντας γρήγορα να ξαναπερπατά.

Ο Κάλι και οι συνεργάτες του δοκίμασαν την τεχνική σε ένα εξάποδο ρομπότ, το οποίο διαθέτει 18 μοτέρ για  τα έξι του πόδια. Το βάδισμά του εξαρτάται από 36 διαφορετικές παραμέτρους, ενώ διαθέτει έναν ενσωματωμένο υπολογιστή και μία κάμερα βάθους για να υπολογίζει την ταχύτητα βαδίσματός του, με στόχο το να περπατά όσο το δυνατόν πιο γρήγορα. Πριν προβούν στη δοκιμή, υπολόγισαν ένα «ρεπερτόριο» περίπου 13.000 διαφορετικών «βαδισμάτων», χωρίς ωστόσο να τα αξιολογήσουν: το ρομπότ δεν ξέρει πόσο αποτελεσματικό είναι το καθένα από αυτά όταν πάθει συγκεκριμένες ζημιές- σε αυτή τη διαδικασία προβαίνει αφού υποστεί τις ζημιές.

Έχοντας υπολογίσει όλα αυτά τα δεδομένα, ο Κάλι και η ομάδα του μείωσαν τον όγκο των δεδομένων διατηρώντας ως βασικό ένα: το πόσο χρόνο κάθε πόδι περνά σε επαφή με το έδαφος- και αυτό  απλοποίησε ακόμα περισσότερο τη διαδικασία επιλογής «βαδίσματος» όταν ένα πόδι έχει «τραυματιστεί». Οπότε όταν το ρομπότ υποστεί τελικά τη ζημιά, έχει να επιλέξει από ένα υποσύνολο το οποίο ελαχιστοποιεί τον συγκεκριμένο χρόνο, διαλέγοντας τελικά μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα το καλύτερο δυνατό «βάδισμα», μέσα σε χρόνο που κυμαίνεται από δευτερόλεπτα μέχρι δύο λεπτά. Κάποια από αυτά που επελέγησαν ήταν απρόσμενα- για παράδειγμα σε μία περίπτωση το ρομπότ απέφυγε να χρησιμοποιήσει τα πόδια του γενικότερα, «προτιμώντας» να γυρίσει στην «πλάτη» του και να κινείται προς τα εμπρός με τους «ώμους» του.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η τεχνική αυτή θα ανοίξει τον δρόμο για πιο ανθεκτικά, αποτελεσματικά και αυτόνομα ρομπότ, ενώ παράλληλα επιτρέπει και την περαιτέρω εξέταση του τρόπου με τον οποίο τα ζώα προσαρμόζονται στους τραυματισμούς τους. Προφανώς τα ζώα δεν χρησιμοποιούν κάποιον αλγόριθμο αντίστοιχο αυτού που ανέπτυξε η ομάδα, ωστόσο, ακριβώς όπως αυτά, το ρομπότ δεν έχει κάποια προκαθορισμένη στρατηγική για το πώς να αντιμετωπίσει έναν τραυματισμό- ωστόσο χρησιμοποιεί «ένστικτα» σχετικά με το πώς το σώμα του λειτουργεί για να βρει έναν νέο τρόπο βαδίσματος, μέσω «έξυπνου» trail and error.

http://www.naftemporiki.gr/story/838544/rompot-mathainoun-pos-na-sunexizoun-se-periptosi-zimias

~ * Βλαστοκύτταρα από τα νεύρα σχηματίζουν... δόντια Εντοπίστηκε άγνωστη πηγή βλαστοκυττάρων η οποία αναμένεται να συμβάλλει στην αναγέννηση δοντιών * ~

Λονδίνο

Ερευνητές στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα στη Σουηδία ανακάλυψαν ότι τα βλαστικά κύτταρα εντός των μαλακών ιστών των δοντιών προέρχονται από μια αναπάντεχη πηγή, τα νεύρα. Τα νέα αυτά ευρήματα που δημοσιεύονται στην επιθεώρηση «Nature» χαρίζουν καινούργια πολύτιμη γνώση σχετικά με το πώς σχηματίζονται τα δόντια, πώς αναπτύσσονται και πώς καταφέρνουν να αυτο-επιδιορθώνονται. Παράλληλα ανοίγουν τον δρόμο της αναγέννησης δοντιών στο εργαστήριο, κάτι που αποτελεί όνειρο των ειδικών του πεδίου.

Σε αναζήτηση της «πηγής» των άγνωστων βλαστικών κυττάρων

Ηταν γνωστό ότι το μαλακό τμήμα του δοντιού – ο πολφός – περιέχει εκτός από συνδετικούς ιστούς, αιμοφόρα αγγεία και νεύρα μια μικρή δεξαμενή βλαστικών κυττάρων. Αυτά τα βλαστικά κύτταρα επιδιορθώνουν τις βλάβες των δοντιών συμβάλλοντας στον νέο σχηματισμό τόσο των σκληρών όσο και των μαλακών ιστών τους. Επί μακρόν οι επιστήμονες αναζητούσαν την «πηγή» αυτών των βλαστικών κυττάρων. Τώρα μελετώντας τα δόντια ποντικών οι ερευνητές από το Καρολίνσκα βρήκαν ότι η «πηγή» των συγκεκριμένων βλαστικών κυττάρων δεν είναι άλλη από τα νεύρα του δοντιού.

 «Βρήκαμε την ταυτότητα ενός άγνωστου μέχρι σήμερα τύπου βλαστικών κυττάρων ο οποίος ανήκει στα νεύρα του δοντιού, γεγονός που προκαλεί έκπληξη. Πρόκειται για τα νεύρα τα οποία υπό φυσιολογικές συνθήκες συνδέονται με την εξωτερική ευαισθησία των δοντιών στον πόνο» ανέφερε ο Κατζ Φράιντ από το Τμήμα Νευροεπιστημών του Ινστιτούτου Καρολίνσκα, που ήταν ένας εκ των δύο επικεφαλής της μελέτης.

Προς αναγέννηση των δοντιών ενηλίκων

Οι ειδικοί (μεταξύ των οποίων και δύο έλληνες ερευνητές, η Χρυσούλα Κωνσταντινίδου και ο Βασίλης Πάχνης) ανακάλυψαν ότι νεαρά κύτταρα τα οποία αρχικώς αποτελούν τμήμα των γλοιακών κυττάρων (υποστηρικτικών κυττάρων του νευρικού συστήματος) εγκαταλείπουν τα νεύρα σε πρώιμο στάδιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Τα κύτταρα αυτά αλλάζουν ταυτότητα και μετατρέπονται τόσο σε κύτταρα του συνδετικού ιστού στον πολφό του δοντιού όσο και σε οδοντοβλάστες – οι οδοντοβλάστες είναι τα κύτταρα που παράγουν τη σκληρή οδοντίνη κάτω από την αδαμαντίνη. Σήμερα, παρά το πλήθος των ερευνητικών προσπαθειών, δεν έχει καταστεί δυνατό να αναγεννηθούν τα δόντια των ενηλίκων, ωστόσο η ανακάλυψη αυτού του νέου τύπου βλαστικών κυττάρων θεωρείται πως αποτελεί σημαντικό βήμα προς τη συγκεκριμένη κατεύθυνση.

«Δεξαμενή» όλα τα νεύρα του οργανισμού

«Το γεγονός ότι τα βλαστικά κύτταρα είναι διαθέσιμα εντός των νεύρων είναι άκρως σημαντικό, και αυτό δεν αφορά μόνο τα νεύρα των δοντιών. Τα αποτελέσματά μας μαρτυρούν ότι τα περιφερικά νεύρα τα οποία ανευρίσκονται ουσιαστικώς οπουδήποτε, μπορούν να αποτελέσουν πολύτιμες ‘δεξαμενές’ βλαστικών κυττάρων. Από αυτές τις δεξαμενές πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα μπορούν να ξεκινήσουν από τα νεύρα και να συνεισφέρουν στην επούλωση και στην αναγέννηση ιστών σε διαφορετικά σημεία του σώματος» σημείωσε ο Ιγκόρ Ανταμέικο από το Τμήμα Φυσιολογίας και Φαρμακολογίας του Καρολίνσκα ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης μαζί με τον Κατζ 






http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=619129

~ * Η «Κασσάνδρα» του μυαλού Εγκεφαλική περιοχή «προβλέπει» ό,τι κάτι κακό πρόκειται να συμβεί * ~

Λονδίνο

Βρετανοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι ανακάλυψαν μια περιοχή του εγκεφάλου, που «πυροδοτεί» το ενστικτώδες αίσθημα στον άνθρωπο ό,τι κάτι κακό πρόκειται να του συμβεί. Μάλιστα η δραστηριότητα σε αυτή την περιοχή συνδέεται πιθανώς και με την εμφάνιση της κατάθλιψης γεγονός που ίσως ρίξει νέο φως στην συγκεκριμένη διαταραχή.

Τα πειράματα

Η επίμαχη περιοχή ονομάζεται ηνία και όπως φαίνεται παίζει βασικό ρόλο στον τρόπο που οι άνθρωποι προβλέπουν τις δυσάρεστες εμπειρίες και διδάσκονται απ' αυτές, ώστε να τις αποφύγουν στο μέλλον.

Επιστημονική ομάδα του Ινστιτούτου Γνωσιακής Νευροεπιστήμης του Πανεπιστημίου του Λονδίνου, με επικεφαλής τον Δρ Τζόναθαν Ρόιζερ, υπέβαλλαν σε λειτουργική μαγνητική εγκεφαλική απεικόνιση (fMRI) 23 εθελοντές, ώστε να μπορέσουν να μελετήσουν καλύτερα την λειτουργία της ηνίας, μια εγκεφαλική δομή όχι μεγαλύτερη από ένα μπιζέλι.

Στο παρελθόν, η μελέτη της ηνίας είχε αποδειχθεί δύσκολη υπόθεση λόγω ακριβώς του μεγέθους της, που σε διάμετρο δεν ξεπερνά τα τρία χιλιοστά. Πειράματα σε ζώα είχαν δείξει ότι, η ηνία ενεργοποιείται όταν δυσάρεστα συμβάντα συμβαίνουν ή πρόκειται να συμβούν, ενώ έχει επίσης διαπιστωθεί ότι καταστέλλει τη δράση της ντοπαμίνης, που παίζει ζωτικό ρόλο στην ομαλή λειτουργία του εγκεφάλου και του ψυχισμού.

Τα ευρήματα

Οι ερευνητές ζήτησαν από τους εθελοντές να κοιτάξουν μια σειρά από εικόνες και, ύστερα από λίγα δευτερόλεπτα, μερικές εικόνες συνοδεύονταν από ήπιο ηλεκτροσόκ (τιμωρία), άλλες από ανταμοιβή (χρήματα) και οι υπόλοιπες από τίποτε από τα δύο. Αφού οι συμμετέχοντες είχαν πια μάθει να συσχετίζουν μια εικόνα με ένα μελλοντικό αρνητικό, θετικό ή ουδέτερο ερέθισμα, διαπιστώθηκε ότι κάθε φορά που έβλεπαν την εικόνα που είχε συνδεθεί με το επερχόμενο ηλεκτροσόκ, ενεργοποιούνταν η περιοχή της ηνίας στον εγκέφαλό τους.

Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι, η εν λόγω περιοχή εξελίχτηκε για να βοηθά τα ζώα -και τους ανθρώπους- να μαθαίνουν από τις άσχημες εμπειρίες τους, έτσι ώστε να τις αποφεύγουν έγκαιρα στο μέλλον. Όμως αυτή η αντίδραση, αν είναι υπερβολική, μπορεί να δημιουργεί υπερβολική ανησυχία, απαισιοδοξία και τελικά κατάθλιψη. Οι ειδικοί εκτιμούν ότι στο μέλλον, η «χειραγώγηση» της ηνίας, φαρμακευτικά ή με άλλο τρόπο, ενδεχομένως να μειώσει τα συμπτώματα της κατάθλιψης. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PNAS».

http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=619279

~ * Οπτική ίνα από… αέρα! Επανάσταση στην ασύρματη μεταφορά δεδομένων * ~

Μέριλαντ

Μια νέα πρόταση στον τομέα της ασύρματης μεταφοράς δεδομένων κάνει ο Χάουαρντ Μίλτσμπεργκ, καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ στις ΗΠΑ. Υποστηρίζει ότι είναι εφικτή η δημιουργία αεροδιαδρόμων που θα λειτουργούν με τρόπο ανάλογο με εκείνον των οπτικών ινών αλλά πολύ πιο αποδοτικά.

Το τείχος

Οι οπτικές ίνες καθοδηγούν δέσμες φωτός αλλά όσο μεγαλώνει η απόσταση που πρέπει να διανύσει η κάθε δέσμη μειώνεται η ενέργεια της. Ετσι για πολύ μεγάλες αποστάσεις οι οπτικές ίνες δεν είναι ακόμη τουλάχιστον ιδιαίτερα αποδοτικές. Ο αεροδιάδρομος που προτείνει ο Μιλτσμπεργκ είναι όπως το χαρακτηρίζει ο ίδιος ένα «τείχος» χαμηλής πυκνότητας αέρα που περικλείει ένα πυρήνα αέρα υψηλότερης πυκνότητας. Σύμφωνα με τον Μιλτσμπεργκ οι παλμοί φωτός θα μπορούν να ταξιδεύουν προστατευμένοι μέσα σε αυτό το τείχος έτσι ώστε να ταξιδεύουν χωρίς προβλήματα και απώλειες ενέργειας σε τεράστιες αποστάσεις.

Εφαρμογές

Ο Μιλτσμπεργκ και μια ομάδα συνεργατών του διερεύνησαν τις πιθανές εφαρμογές που θα έχει η ύπαρξη ενός τέτοιου αεροδιαδρόμου. Υποστηρίζουν ότι θα βελτιώσει σε πολύ μεγάλο βαθμό τεχνολογίες που χρησιμοποιούν δέσμες λέιζερ όπως παραδείγματος χάριν: ο εντοπισμός μόλυνσης στην ατμόσφαιρα, η δημιουργία υψηλής ανάλυσης τοπογραφικών χαρτών, οπλικά συστήματα κ.α.

Εκεί όμως που οι αεροδιάδρομοι αυτοί θα φέρουν πραγματική επανάσταση είναι στη μετάδοση δεδομένων και ειδικότερα στην επικοινωνία ανάμεσα σε περιοχές που τους χωρίζει όχι απλά ένας ωκεανός ή ένα βουνό αλλά μια διαστημική άβυσσος! Ενας τέτοιος αεροδιάδρομος θα μπορούσε θεωρητικώς τουλάχιστον να συνδέει επικοινωνιακά τη Γη με βάσεις και αποικίες στη Σελήνη ή τον Αρη. Η πρόταση του αμερικανού επιστήμονα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Optica».

http://www.tovima.gr/science/technology-planet/article/?aid=619619