Мозок у пробірці. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Мозок у пробірці

04.06.2015

Про те, що відбувається всередині мозку, ми можемо дізнатися за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (ФМРТ) – вона дозволяє побачити активність у тих чи інших ділянках нервової тканини і досить точно зіставити цю активність із виконанням того чи іншого завдання. Але ми не зможемо дізнатися про мозку все, якщо не проникнемо на клітинний рівень, на рівень нейронів та міжнейронних контактів - синапсів, на рівень допоміжних гліальних клітин, які не тільки живлять нейрони, а й втручаються у проведення нейрохімічного сигналу. Причому слід, що нейронних різновидів існує багато. Наприклад, якщо ми уважно розглянемо кору півкуль, ми виявимо в ній шість шарів, які відрізняються один від одного за співвідношенням нейронів різного типу. Щоб зрозуміти, як на молекулярно-клітинному рівні реалізуються вищі когнітивні функції (а саме ними і займається кора), нам потрібно до тонкощів зрозуміти пристрій та взаємозв'язок її верств між собою.

Щось, звичайно, можна дослідити на мізках гризунів та приматів. Крім того, часто взаємодію нейронів вивчають у клітинній культурі: клітини живуть у живильному середовищі на дні якогось лабораторного посуду, а нейробіологи стежать, як у них, наприклад, змінюється сила синапсів у відповідь на ті чи інші подразники. В результаті можна зробити деякі висновки про причини шизофренії, аутизму та інших когнітивних порушень - адже у разі таких патологій порушується саме нейронна архітектура, взаємозв'язок нейронів один з одним. Але плоский шар культури клітин - таки не кора з її шістьма шарами. Інший спосіб полягає в аналізі зразків, взятих у померлих людей. Чи треба говорити, що тут весь час потрібно пам'ятати про посмертні зміни в клітинному пристрої, та й проведення сигналу в таких зразках вивчати неможливо. В ідеалі хотілося б, щоб у нас була об'ємна клітинна модель, що повністю відтворює той чи інший елемент структури мозку, якщо не весь мозок. Експерименти дослідників зі Стенфордського університету до такого ідеалу нас помітно наближають.

Зрозуміло, справа не обійшлася без стовбурових клітин - Серджі Паска (Sergiu Pasca) і його колеги отримали з людської шкіри індуковані стовбурові клітини і потім перетворили їх на нейрони. Зараз це вже майже стандартна процедура: диференційовані клітини змушують "згадати молодість", коли вони були стовбуровими і не вміли нічого робити, як ділитися. Зате їх можна перетворити на будь-який інший клітинний тип, потрібно лише направити їх потрібним шляхом за допомогою молекулярних сигналів. Спочатку все йшло як завжди: штучні стовбурові клітини росли плоским шаром у культуральному посуді. Але потім їх відокремили з дна і пересадили у спеціальне нове "місце проживання", де вони вже не могли міцно прикріпитися до стін або до дна. За кілька годин клітини об'єдналися у мікрокульки, у яких продовжували ділитися. І ось тут у них запустили перетворення на клітини нервової тканини.

Через сім тижнів 80% клітин за молекулярними та іншими ознаками стали схожі на нервові. Причому 7% перетворилися над нейрони, а гліальні астроцити, які підтримують і живлять нейрони, захищають їхню відмінність від проникнення шкідливих речовин із крові, і навіть регулюють нейронну активність. Досі не вдавалося виростити і нейрони, і клітини, що їх підтримують, з одного стовбурового матеріалу, доводилося користуватися сторонніми астроцитами, отриманими від іншої лінії стовбурових клітин, що означало, що генетично ті та інші виявлялися різні - тоді як у мозку всі клітини несуть однакові гени . Тепер же, мабуть, ця скрута зникне.

Але найголовніше з'ясувалося, коли проаналізували структуру клітинних комплексів (їх назвали кортикальними сфероїдами) - виявляється, їхня архітектура була схожа на ту, яка є в корі півкуль. Причому 80% нейронів відповідали зовнішній стимул, а 86% демонстрували спонтанну активність і утворювали один з одним нейронні ланцюжки, передаючи сигнал один одному. Інакше кажучи, вдалося отримати досить правдоподібну тривимірну модель кори мозку.

<< Назад: Project Jacquard для створення електронного одягу 05.06.2015

>> Вперед: TI REF1933 - джерело опорної напруги з двома виходами 04.06.2015

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Напівмостовий 200-вольтовий драйвер MOSFET Infineon IRS2007S 25.03.2019

Компанія Infineon представила новий 200 В драйвер управління затвором транзисторів IRS2007S, призначений для роботи з MOSFET-транзисторами в конфігурації напівміст у системах управління двигуном з низькими (24 В, 36 В і 48 В) та середніми (60 В, 80 В і 100 напругою.

Драйвери мають фірмову технологію захисту від стрибків напруги, а їх входи сумісні зі стандартом CMOS або TTL. Виходи драйверів мають буферний каскад для мінімізації перехресної провідності драйвера. "Плаваючі" канал драйвера може використовуватися для управління N-канальним MOSFET або IGBT-транзистором.

Драйвери IRS2007S доступні у стандартних 8-контактних корпусах типу SOIC.

Ключові характеристики:

вихідний струм (наростання/спад): 290 мА/600 мА;
напруга затвора: 10...20 на канал;
захист при зниженій напрузі для VCC та VBS;
3, 5, 15 В-сумісні входи;
синхронна затримка сигналу обох каналах;
нечутливість до негативної напруги усунення;
захист від наскрізної провідності;
фіксований час dead-time: 520 нс;
захист від ЕСР: 2 кВ згідно HBM.

Області застосування:

сервоприводи;
квадрокоптери;
легкі електромобілі (електро-велосипеди, електро-скутери);
безпровідна зарядка;
інші програми з батарейним живленням.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт