الخميس، 4 أكتوبر 2018

المعكرونة النووية ، أصعب مادة معروفة في الكون

من Free Scripts
لقد قام فريق من العلماء بحساب قوة المادة العميقة داخل قشرة النجوم النيوترونية ووجد أنها أقوى مادة معروفة في الكون.

ماثيو كابلان ، زميل أبحاث ما بعد الدكتوراه في جامعة ماكجيل ، وزملاؤه من جامعة إنديانا ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، نجحوا في إدارة أكبر محاكاة للحاسوب أجريت على الإطلاق من قشور النجوم النيوترونية ، ليصبح بذلك أول من وصف كيف يحدث هذا الكسر.

يقول كابلان: "إن قوة قشرة النجوم النيوترونية ، خاصة قشرة القشرة الأرضية ، لها صلة بعدد كبير من مشكلات الفيزياء الفلكية ، ولكنها غير مفهومة جيداً".

تولد النجوم النيوترونية بعد السوبرنوفا ، وهي عبارة عن انفجار داخلي يضغط على جسم بحجم الشمس إلى حوالي حجم مونتريال ، مما يجعلها "أكثر من مائة تريليون مرة من أي شيء على وجه الأرض". تجعل جاذبيتهم الجسيمة طبقاتهم الخارجية متجمدة ، مما يجعلها مشابهة للأرض بقشرة رقيقة تغلف قلبًا سائلاً.

هذه الكثافة العالية تسبب المادة التي تشكل النجم النيوتروني ، والمعروفة باسم المعكرونة النووية ، أن يكون لها بنية فريدة من نوعها. تحت القشرة ، فإن القوى المتنافسة بين البروتونات والنيوترونات تجعلها تتجمع في أشكال مثل الأسطوانات الطويلة أو الطائرات المسطحة ، والمعروفة في الأدب باسم "اللازانيا" و "السباغيتي" ، ومن هنا جاء اسم "المعكرونة النووية". معا ، الكثافات الهائلة والأشكال الغريبة تجعل المعكرونة النووية قاسية بشكل لا يصدق.

وبفضل عمليات المحاكاة التي تتم باستخدام الكمبيوتر ، والتي تطلبت مليوني ساعة من وقت المعالج أو ما يعادل 250 عامًا على كمبيوتر محمول مع وحدة معالجة جيدة واحدة ، تمكن كابلان وزملاؤه من تمديد وتشويه المادة عميقة في قشرة النجوم النيوترونية.

ويضيف كابلان: "إن نتائجنا قيّمة بالنسبة إلى علماء الفلك الذين يدرسون النجوم النيوترونية. فطبقتهم الخارجية هي الجزء الذي نلاحظه فعليًا ، لذا نحتاج إلى فهم ذلك من أجل تفسير الملاحظات الفلكية لهذه النجوم".

يمكن أن تساعد النتائج التي تم قبولها للنشر في مجلة Physical Review Letters الفيزيائيين الفلكيين في فهم موجات الجاذبية بشكل أفضل مثل تلك التي تم اكتشافها في العام الماضي عندما اصطدم نجمان نيوترونيان. وتشير نتائجهم الجديدة إلى أن النجوم النيوترونية الوحيدة قد تولد موجات جاذبية صغيرة.

"الكثير من الفيزياء المثيرة للاهتمام يجري هنا في ظل ظروف قاسية ، ولذا فإن فهم الخصائص الفيزيائية للنجم النيوتروني هو طريقة للعلماء لاختبار نظرياتهم ونماذجهم. ويضيف كابلان. وبهذه النتيجة ، هناك العديد من المشاكل التي تحتاج إلى إعادة النظر. هل يمكن أن تبني جبلًا على نجم نيوتروني قبل أن تنكسر القشرة وينهار ، وماذا سيكون شكله؟ والأهم من ذلك ، كيف يستطيع علماء الفلك رصده؟ "
إقرء المزيد

الذكاء الاصطناعي لتحسين تصميم تركيبة الدواء والطب الشخصي

من Free Scripts
من الواضح الآن أن الأمراض المعقدة ، مثل السرطان ، تتطلب في الغالب توليفات دوائية فعالة لإحداث أي تأثير علاجي كبير. كما تصبح العقاقير في هذه العلاجات المركبة محددة بشكل متزايد للأهداف الجزيئية ، وتصنيع مجموعات فعالة من الأدوية وكذلك اختيار تركيبة الأدوية المناسبة للمريض المناسب يصبح أكثر صعوبة.

الذكاء الاصطناعي له تأثير إيجابي على تطوير الأدوية والطب الشخصي. من خلال القدرة على تحليل مجموعات البيانات الصغيرة بشكل فعال والتي تركز على المرض المحدد للاهتمام ، يمكن لـ QPOP وغيرها من منصات AI الصغيرة القائمة على مجموعة البيانات أن تصمم بعقلانية توليفات دوائية مثالية فعالة وتستند إلى بيانات تجريبية حقيقية وليست افتراضات آلية أو نمذجة تنبؤية. علاوة على ذلك ، وبسبب كفاءة المنصة ، يمكن أيضًا تطبيق QPOP على عينات المرضى الثمينة للمساعدة في تحسين وتوليف العلاج المركب.
إقرء المزيد

آلية جديدة لتطوير الأجهزة الإلكترونية

من Free Scripts
أدى انتشار الأجهزة الإلكترونية إلى تغيير الحياة في القرن الحادي والعشرين. في قلب هذه الأجهزة هي حركة الإلكترونات عبر المواد. لا يزال العلماء يكتشفون اليوم طرقًا جديدة للتلاعب بالإلكترونات ونقلها في إطار السعي إلى صنع أجهزة أسرع وأداء أفضل.

أظهر علماء من وحدة التحليل الطيفي Femtosecond برئاسة البروفيسور Keshav داني في معهد أوكيناوا للدراسات العليا للعلوم والتكنولوجيا (OIST) آلية جديدة يمكن أن تسمح للسيطرة على الإلكترونات على النطاق النانوي (10-9 من المتر) مقياس و [فمتوثت] (10-15 من ثاني) مقياس زمنيّ يستعمل ضوء. وقد نشرت الدراسة في مجلة العلوم السلف .

عندما يتم تطبيق الجهد عبر المواد شبه الموصلة ، يتم إنشاء حقل كهربائي يوجه تدفق الالكترونات من خلال المواد. وقد استخدمت الدكتورة إي لين وونغ ، وهي خريجة مؤخرًا لدرجة الدكتوراة في OIST ، وزملائها ظاهرة فيزيائية تسمى التأثير الضوئي الضوئي السطحي ، لتحريض الحقول الكهربائية على سطح المادة مما يسمح لها بذلك. تأثير photovoltage السطح هو تأثير حيث يمكن أن تتنوع إمكانات سطح المواد عن طريق تغيير شدة الضوء. يقول E. Laine: "من خلال الاستفادة من المظهر الجانبي غير المكثف لحزمة الليزر ، فإننا نتعامل مع إمكانات السطح المحلية لإنشاء حقل كهربائي متغير من الناحية المكانية داخل بقعة التصوير. وهذا يسمح لنا بالتحكم في تدفق الإلكترونات داخل البقعة البصرية".

باستخدام مزيج من التحليل الطيفي الفيمتو ثانية باستخدام تقنيات الفحص المجهري الإلكتروني ، قامت E Laine وزملاؤها بفيلم من تدفق الإلكترونات على فترات زمنية من الفمتوثانية. عادة ، في الطيف الفيمتو ثانية ، يستخدم شعاع الليزر فائق السرعة المعروف باسم "المضخة" لإثارة الإلكترونات في العينة. ثم يضيء على شعاع الليزر فائق السرعة الثاني المعروف باسم "المسبار" على العينة لتتبع تطور الإلكترونات المثارة. وقد سمحت هذه التقنية ، المعروفة أيضًا باسم التحليل الطيفي للمضخة ، للعلماء بدراسة ديناميكيات الإلكترونات المثارة في نطاق زمني قصير جدًا. كما أن الجمع بين المجهر الإلكتروني يوفر للعلماء الاستبانة الفضائية اللازمة لصورة مباشرة لحركة الإلكترونات المتحررة حتى داخل المساحة الصغيرة لمنطقة شعاع الليزر. "

كما أن نتائج الدراسة تبشر بالسيطرة على حركة الإلكترونات إلى ما وراء حد الدقة للضوء من خلال استخدام الاختلافات المكانية في شدة حزمة الليزر داخل البؤرة. وبالتالي يمكن استخدام الآلية في تشغيل الدوائر الإلكترونية النانوية. يعمل البروفيسور داني وفريقه الآن نحو بناء جهاز فائق السرعة يعمل بالموجات النانوية على أساس هذه الآلية الجديدة.
إقرء المزيد

تأثيرات أمراض الهندسة المناخية

من Free Scripts
ومع بلوغ الانبعاثات العالمية من الوقود الأحفوري أعلى مستوياتها على الإطلاق ، وانسحاب الولايات المتحدة من اتفاقية باريس ، أصبح خبراء المناخ مهتمين بشكل متزايد بـ "هندسة المناخ" ، وهي مجموعة من التقنيات الطموحة وغير المطورة إلى حد كبير والتي يمكن أن تصطدم بشكل مصطنع بظاهرة الاحتباس الحراري. ومن بين الأساليب المقترحة ، التي تدعى إدارة الإشعاع الشمسي (SRM) ، الحد من ضوء الشمس القادم عن طريق حقن جزيئات ضبوب صغيرة في طبقة الستراتوسفير أو من خلال سحب السحاب. النهج الأخرى ستزيل ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الغلاف الجوي.

حتى لو نجح مزيج من هذه العوامل ، يحذر العلماء من أن المناخ لن يكون كما كان قبل تغير المناخ. وهذه الاختلافات يمكن أن تحدث فرقا كبيرا للصحة العالمية ، كما يجادل علماء البيئة كولن كارلسون وكريستوفر تريسوس في مقالة Nature Climate Change . تم كتابة المقالة بينما كان كلاهما زميلين بعد الدكتوراه في المركز الوطني الاجتماعي - البيئي للتجميع (SESYNC) ، وهو مركز فريد من نوعه في جامعة ماريلاند بتمويل من مؤسسة العلوم الوطنية التي تجمع علم العالم الطبيعي مع علم السلوك البشري واتخاذ القرار .

حتى الآن ، يقول كارلسون وتريسوس ، لا شيء يُعرف تقريباً عن العواقب الصحية المحتملة لهذه "الحلول" الجيوسياسية.

يقول كارلسون: "إننا خطوة قبل أن نقول إن هذه التقنيات ستنقذ الأرواح على الأرجح أو تقول إنها خطرة جدا على استخدامها". "في الوقت الحالي ، ما نعرفه هو أن المناخ والمرض مرتبطان ببعضهما البعض بشكل وثيق ، وهذا يثير أسئلة أساسية حول هندسة المناخ. والآن ، نحن بحاجة إلى إجابات".

يعطي كارلسون مثالاً للملاريا ، وهو مرض غالباً ما يقتصر على المناطق المدارية اليوم ، ولكنه كان منتشرًا في أوروبا وأمريكا الشمالية. في الآونة الأخيرة ، وجد العلماء أن الملاريا تنقل أفضل في درجات حرارة أقل. في بعض الإسقاطات ، من شأن SRM أن يهدئ من المناطق المدارية بشكل غير متناسب - وهذا قد يجعل الملاريا أسوأ.

"ولكن هذا كله تخمين - يمكننا التحدث من الناحية النوعية من خلال المخاطر المحتملة ، وهذا ما نفعله هنا. ولكن لا يمكننا اتخاذ أي أحكام دون أدلة قوية ، والكمي. ولا أحد تدير هذه النماذج حتى الآن. لا توجد بيانات تنفجر ".

يأمل كارلسون وتريزوس في إلقاء بعض الضوء على هذه القضايا خلال العامين المقبلين. وهي جزء من فريق دولي متعدد التخصصات تم التوصية به للحصول على منحة قيمتها 50.000 دولار أمريكي من صندوق DECIMALS (تحليل نمذجة تأثير البلدان النامية في SRM) ، والذي أطلقته مبادرة إدارة إدارة الإشعاع الشمسي لمساعدة العلماء على فهم كيف يمكن أن تؤثر SRM على "الجنوب العالمي" - وهو مصطلح يشير إلى أقل البلدان نمواً. ستحصل ثمانية مشاريع على منح DECIMALS التي سيتم الإعلان عنها في أكتوبر. يدار الصندوق من قبل أكاديمية العالم للعلوم.

"الروابط بين تغير المناخ والصحة غالباً ما تكون معقدة ، لذا فإن الهندسة المناخية قد تؤثر على الصحة بطرق غير متوقعة" ، كما يقول تريسوس ، الذي أصبح الآن باحثًا في المبادرة الأفريقية للمناخ والتنمية. "لقد تعهدت الحكومات بمنع" التدخل البشري الخطير "في النظام المناخي ، لذلك من الأهمية بمكان أن نقارن بين المخاطر الصحية العامة الناجمة عن تغير المناخ وتلك المتعلقة بالهندسة المناخية ، من أجل تقرير ما إذا كان ينبغي حتى دراسة الهندسة المناخية."

تم وضع مقترح كارلسون وتريسوس البحثي DECIMALS بالتعاون مع الباحثين الرئيسيين Shafiul Alam و Mofizur Rahman (المركز الدولي لأبحاث أمراض الإسهال في بنغلاديش) ، ويضم عالم الأوبئة Shweta Bansal (جامعة جورجتاون) ، عالم المناخ آلان روبوك (جامعة روتجرز) ، وعلماء الأحياء الدقيقة وخبيرة الكوليرا ريتا كولويل (جامعة ميريلاند ، التي كانت سابقاً المديرة التاسعة لمؤسسة العلوم الوطنية).

تم تصميم فريقهم لتحقيق نتائج مهمة في موعد سريع.

يقول تريسوس: "يعمل علماء المناخ ، وعلماء البيئة ، والباحثون في مجال الصحة العامة بشكل متزايد معًا لفهم معنى تغير المناخ بالنسبة للأمراض المعدية". "نحن محظوظون للاستفادة من تلك الشراكة للتعامل مع مشكلة معقدة ، وهذا عاجل."

في عالم مثالي، فهم الآثار الصحية المحتملة للهندسة المناخ قد تساعد صناع القرار جعل دعوة الحق، إذا يبدو الخيارات الأخرى محدودة. لكن كارلسون يقول هناك سبب آخر لهذا العمل المهم.

"من وجهة نظر الصحة العامة، ونحن لسنا من المحتمل أن تكون هي إجراء المكالمة حول العقود الآجلة المناخ، ولكن نريد أن نعرف ما هو قادم إذا الهندسة المناخية لا يحدث، ونحن نريد أن يكون مستعدا، لأول مرة في أماكن مثل بنغلاديش التي قد لديهم أقصى ما يمكن كسبه ولكن لديهم أيضًا أكثر ما يمكن خسارته ".

تعد بنغلاديش نقطة ساخنة في العالم بالنسبة للكوليرا وقد قادت برنامج الأبحاث العالمي لمنع هذا المرض لعدة عقود ، حيث خفضت الرعاية الطبية الوفيات من 50٪ إلى أقل من 5٪. لن يؤدي تغير المناخ إلا إلى زيادة الضغط الذي تواجهه بلدان مثل بنغلاديش من الأمراض المعدية مثل الكوليرا والملاريا.

يشرح كارلسون قائلاً: "إذا تم الضغط على زر هندسة المناخ أم لا ، فإن البحث الذي نقوم به هنا ما زال يساعدنا". "نحن نبني أدواتنا ونصبح أفضل في التنبؤ بالكوليرا والملاريا ، وهذا يجب أن ينقذ الأرواح ، مهما كان شكل تغير المناخ".
إقرء المزيد

كيف يحكم الناس على الخير من السيئ

من Free Scripts
يلقي بحث جديد الضوء على كيف يقرر الناس ما إذا كان السلوك أخلاقيًا أم غير أخلاقي. يمكن أن تكون النتائج بمثابة إطار للإبلاغ عن تطوير الذكاء الاصطناعي (AI) وغيرها من التقنيات.

يقول فيليكو دوبلجيفيتش ، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث أخلاقيات طب الأعصاب في جامعة ولاية كارولينا الشمالية ، يدرس: "المسألة هي الحكم الأخلاقي البديهي ، وهو القرار المفاجئ الذي يتخذه الناس حول ما إذا كان شيء ما جيدًا أو سيئًا أو أخلاقيًا أو غير أخلاقي". علم الأعصاب الإدراكي للأخلاقيات.

"لقد كانت هناك محاولات عديدة لفهم كيف يصنع الناس أحكامًا أخلاقية بديهية ، لكنهم جميعًا لديهم عيوب كبيرة. في عام 2014 ، اقترحنا نموذجًا للحكم الأخلاقي ، يُدعى نموذج تأثير الوكلاء العقاريين (ADC) - والآن لدينا النتائج التجريبية التي تقدم دعما تجريبيا قويا لنموذج ADC في مواقف واقعية دنيوية ومثيرة.

"هذا العمل مهم لأنه يوفر إطارا يمكن استخدامه لمساعدتنا على تحديد متى يمكن للغايات أن تبرر الوسيلة ، أو عندما لا تكون هذه الوسائل" ، يقول Dubljević. "وهذا له آثار على التقييمات السريرية ، مثل الاعتراف بنقص في الاعتلال النفسي ، والتطبيقات التكنولوجية ، مثل برمجة منظمة العفو الدولية".

الحكم الأخلاقي هو موضوع صعب. على سبيل المثال ، يتفق معظم الناس على أن الكذب غير أخلاقي. ومع ذلك ، فإن معظم الناس يتفقون أيضا على أن الكذب على النازيين حول موقع العائلات اليهودية سيكون أخلاقيا.

لمعالجة هذا ، يفترض نموذج ADC أن يأخذ الأشخاص ثلاثة أشياء في الحسبان عند إصدار حكم أخلاقي: الوكيل ، الذي هو شخصية أو نية الشخص الذي يفعل شيئًا. الفعل ، أو ما يجري ؛ والنتيجة ، أو النتيجة التي نتجت عن الفعل.

"هذا النهج يسمح لنا بشرح ليس فقط التباين في الوضع الأخلاقي للكذب ، ولكن أيضا الجانب الآخر: أن قول الحقيقة يمكن أن يكون غير أخلاقي إذا تم القيام به بشكل ضار ويسبب الأذى" ، يقول Dubljević.

من أجل اختبار هذا التعقيد والنموذج ، طور الباحثون سلسلة من السيناريوهات التي كانت منطقية وواقعية وسهلة الفهم من قبل الأشخاص العاديين والفلاسفة المحترفين. تم تقييم جميع السيناريوهات من قبل مجموعة من 141 من الفلاسفة المحترفين مع التدريب على الأخلاق.

في جزء واحد من الدراسة ، قامت أيضًا عينة من 528 مشاركًا في الدراسة من الولايات المتحدة بتقييم سيناريوهات مختلفة كانت فيها المخاطر منخفضة باستمرار. هذا يعني أن النتائج المحتملة لم تكن رهيبة.

في الجزء الثاني من الدراسة ، قام 786 من المشاركين في الدراسة بتقييم سيناريوهات أكثر قسوة - بما في ذلك الحالات التي يمكن أن تؤدي إلى إصابة خطيرة أو وفاة.

في الجزء الأول ، عندما كانت المخاطر أقل ، كانت طبيعة الفعل هي العامل الأقوى في تحديد ما إذا كان الفعل أخلاقيًا. سواء كان الوكيل يكذب أو يقول الحقيقة الأكثر أهمية ، وليس ما إذا كانت النتيجة سيئة أو جيدة. ولكن عندما كانت المخاطر كبيرة ، كانت طبيعة العواقب هي العامل الأقوى. كما تظهر النتائج أنه في حالة وجود نتيجة جيدة (بقاء ركاب طائرة) ، فإن الفرق بين العمل الجيد أو السئ ، رغم أهميته للتقييم الأخلاقي ، كان أقل أهمية.

"على سبيل المثال ، يبدو أن إمكانية إنقاذ العديد من الأرواح قادرة على تبرير أقل من الإجراءات اللذيذة ، مثل استخدام العنف ، أو دوافع للعمل ، مثل الجشع ، في ظروف معينة" ، يقول Dubljević.

"أظهرت نتائج الدراسة أن الفلاسفة والجمهور العام أصدروا أحكامًا أخلاقية بطرق مشابهة. وهذا يشير إلى أن بنية الحدس الأخلاقي هي نفسها ، بغض النظر عما إذا كان الشخص لديه تدريب في الأخلاق" ، يقول دوبليفيتش. "وبعبارة أخرى ، فإن الجميع يجعل هذه الأحكام الأخلاقية المفاجئة بطريقة مماثلة."

في حين أن نموذج ADC يساعدنا على فهم كيفية قيامنا بإصدار أحكام حول ما هو جيد أو سيئ ، فقد يكون لديه تطبيقات تتجاوز معرفة المناقشات حول علم النفس الأخلاقي والأخلاقي.

"هناك مجالات ، مثل منظمة العفو الدولية والسيارات ذاتية القيادة ، حيث نحتاج إلى دمج صنع القرار حول ما يشكل السلوك الأخلاقي ،" يقول Dubljević. "يمكن استخدام أطر مثل نموذج ADC كقواعد للهندسة المعرفية التي نبنيها لهذه التقنيات ، وهذا ما أعمل عليه حاليًا."
إقرء المزيد

جائزة نوبل في الكيمياء 2018

من Free Scripts
قررت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء عام 2018 مع النصف إلى فرانسيس ه. أرنولد ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، باسادينا ، الولايات المتحدة الأمريكية "للتطور الموجه للأنزيمات" والنصف الآخر بالاشتراك مع جورج بي. سميث ، جامعة ميسوري ، كولومبيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ، والسير غريغوري ب. وينتر ، مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية ، كامبردج ، المملكة المتحدة "لعرض phage من الببتيدات والأجسام المضادة."

لقد سخروا من قوة التطور

يتم الكشف عن قوة التطور من خلال تنوع الحياة. استحوذ الحائزين على جائزة نوبل في الكيمياء عام 2018 على التطور واستخدموه للأغراض التي تحقق أكبر فائدة للبشرية. تستخدم الإنزيمات الناتجة من خلال التطور الموجه لتصنيع كل شيء من الوقود الحيوي إلى الأدوية. تطورت الأجسام المضادة باستخدام طريقة تسمى عرض الملتهمة يمكنها مكافحة أمراض المناعة الذاتية وفي بعض الحالات علاج السرطان النقيلي.

منذ نشأة أول بذور الحياة منذ حوالي 3.7 مليار سنة ، تمتلئ كل شقوق على وجه الأرض بالكائنات الحية المختلفة. انتشرت الحياة إلى الينابيع الساخنة والمحيطات العميقة والصحارى الجافة ، كل ذلك بسبب أن التطور قد حل عددا من المشاكل الكيميائية. تم تحسين أدوات الحياة الكيميائية - البروتينات - وتغييرها وتجديدها ، وخلق تنوع لا يصدق.

لقد استلهم الحائزون على جائزة نوبل في الكيمياء هذا العام من قوة التطور واستخدموا نفس المبادئ - التغير والاختيار الجيني - لتطوير البروتينات التي تحل المشاكل الكيميائية للبشرية.

منحت جائزة نوبل للكيمياء لهذا العام إلى Frances H. Arnold. في عام 1993 ، أجرت أول تطور موجه للأنزيمات ، وهي بروتينات تحفز التفاعلات الكيميائية. ومنذ ذلك الحين ، صقلت الأساليب التي تستخدم الآن بشكل روتيني لتطوير محفزات جديدة. وتشمل استخدامات إنزيمات فرانسيس آرنولد تصنيع مواد كيميائية أكثر ملاءمة للبيئة ، مثل المستحضرات الصيدلانية ، وإنتاج الوقود المتجدد لقطاع نقل صديق للبيئة.

ويشارك في النصف الآخر من جائزة نوبل لهذا العام في الكيمياء من قبل جورج سميث P. والسير غريغوري P. الشتاء. في عام 1985، وضعت جورج سميث وسيلة أنيقة تعرف باسم عرض فج، حيث الجراثيم - الفيروس الذي يصيب البكتيريا - يمكن استخدامها لتطوير بروتينات جديدة. تستخدم غريغوري الشتاء عرض فج لالتطور الموجه من الأجسام المضادة، وذلك بهدف إنتاج أدوية جديدة. ، أداليموماب، وتمت الموافقة على أول واحد على أساس هذه الطريقة في عام 2002، ويستخدم لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي، والصدفية وأمراض الأمعاء الالتهابية. ومنذ ذلك الحين، وقد أنتجت عرض فج مكافحة الهيئات التي يمكن تحييد السموم، ومواجهة أمراض المناعة الذاتية وعلاج السرطان النقيلي.

نحن في الأيام الأولى لثورة التطور الموجه ، والتي ، بطرق عديدة مختلفة ، ستجلب للبشرية أكبر فائدة.

الحائزين:

فرانسيس أرنولد ، من مواليد عام 1956 في بيتسبرغ ، الولايات المتحدة الأمريكية. شهادة الدكتوراة 1985 ، جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، الولايات المتحدة الأمريكية. لينوس بولينج أستاذ الهندسة الكيميائية والهندسة الحيوية والكيمياء الحيوية ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، باسادينا ، الولايات المتحدة الأمريكية
جورج بي سميث ، من مواليد 1941 في نوروالك ، الولايات المتحدة الأمريكية. شهادة الدكتوراة 1970 ، جامعة هارفارد ، كامبريدج ، الولايات المتحدة الأمريكية. البروفيسور المتميز الفخري للعلوم البيولوجية ، جامعة ميسوري ، كولومبيا ، الولايات المتحدة الأمريكية
السير غريغوري ب. وينتر ، من مواليد عام 1951 في ليستر ، المملكة المتحدة. شهادة الدكتوراة 1976. جامعة كامبريدج ، المملكة المتحدة. باحثة فخرية ، مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية ، كامبردج ، المملكة المتحدة
مبلغ الجائزة: 9 مليون كرونا سويدية ، نصفها إلى فرانسيس أرنولد والنصف الآخر يتم تقاسمها بين جورج سميث وغريغوري وينتر.

إقرء المزيد

الثلاثاء، 5 يونيو 2018

نظام عصب اصطناعي يمنح الأجهزة التعويضية والروبوتات حاسة اللمس

من Free Scripts
طور الباحثون في جامعة ستانفورد وسيول الوطنية نظامًا عصبيًا اصطناعيًا يمكنه تنشيط منعكس الارتعاش في الصرصور وتحديد الحروف في حروف برايل.

هذا العمل ، الذي تم الإبلاغ عنه في مجلة "ساينس" في 31 أيار / مايو ، هو خطوة نحو خلق الجلد الاصطناعي للأطراف الصناعية ، لاستعادة الإحساس بمبتوري الأطراف ، وربما ، في يوم ما ، منح الروبوتات نوعًا من القدرة على الانعكاس.

وقال تشنان باو استاذ الهندسة الكيميائية وأحد كبار المؤلفين "نعتبر البشرة أمرا مسلما به لكنه نظام معقد للاستشعار والتشكيل واتخاذ القرار." "إن هذا النظام العصبي الحسي الاصطناعي هو خطوة نحو إنشاء شبكات عصبية حسية تشبه البشرة لجميع أنواع التطبيقات."

اللبنات

هذا الإنجاز هو جزء من سعي باو لتقليد كيف يمكن أن يمتد الجلد ويصلح نفسه ، والأهم من ذلك ، أن يتصرف مثل شبكة حسية ذكية لا تعرف فقط كيفية نقل الإحساس اللطيف إلى الدماغ ، ولكن أيضًا عندما تأمر العضلات أن تتفاعل بشكل انعكاسى لاتخاذ قرارات سريعة.

تصف ورقة العلوم الجديدة كيف بنى الباحثون دائرة عصبية حسية اصطناعية يمكن دمجها في غطاء شبيه بالجلد في المستقبل للأجهزة التعويضية العصبية وعلم الروبوتات الناعمة. هذه الدائرة العصبية الاصطناعية بدائية تدمج ثلاثة مكونات الموصوفة سابقا.

الأول هو جهاز استشعار يعمل باللمس يمكنه اكتشاف قوى ضئيلة جدًا. يرسل هذا المستشعر إشارات خلال المكون الثاني - خلية إلكترونية مرنة. إن المستشعر اللمسي والخلايا العصبية الإلكترونية عبارة عن نسخ محسنة من الاختراعات التي تم الإبلاغ عنها سابقًا في مختبر Bao.

تحفز الإشارات الحسية من هذه المكونات المكون الثالث ، وهو عبارة عن ترانزستور متشابك اصطناعي تم تصميمه على شكل مشابك بشرية. إن الترانزستور المتشابك هو من بنات أفكار تاي وو لي من جامعة سيول الوطنية ، الذي أمضى سنته التفرغية في مختبر باو في ستانفورد لبدء العمل التعاوني.

وقال لي ، الذي كان ثاني مؤلف رفيع المستوى في الصحيفة: "يمكن للمشابك البيولوجية أن تنقل الإشارات ، وأن تخزن المعلومات لاتخاذ قرارات بسيطة". "يقوم الترانزستور المشبكي بأداء هذه الوظائف في الدائرة العصبية الاصطناعية."

استخدم لي رد الفعل على ركبته كمثال على الكيفية التي يمكن أن تكون بها الدوائر العصبية الاصطناعية الأكثر تقدمًا يومًا ما جزءًا من الجلد الاصطناعي الذي من شأنه أن يمنح الأجهزة الاصطناعية أو الروبوتات كل من الحواس وردود الفعل.

عند البشر ، عندما يتسبب الصنبور المفاجئ في تمدد عضلات الركبة ، ترسل بعض المستشعرات في تلك العضلات دفعة من خلال الخلايا العصبية. يرسل العصبون بدوره سلسلة من الإشارات إلى نقاط الاشتباك العصبي ذات الصلة. تتعرف الشبكة المشبكية على نمط التمدد المفاجئ وتصدر إشارتين في وقت واحد ، واحدة تتسبب في انكماش عضلات الركبة بشكل انعكاس ورابع ، إشارة أقل إلحاحًا لتسجيل الإحساس في الدماغ.

مما يجعلها تعمل

أمام العمل الجديد طريق طويل قبل أن يصل إلى هذا المستوى من التعقيد. ولكن في ورقة العلوم ، تصف المجموعة كيف أن العصبون الإلكتروني سلّم الإشارات إلى الترانزستور المشبكي ، الذي تم تصميمه بطريقة تعلمت كيفية التعرف على المدخلات الحسية والتفاعل معها على أساس كثافة وتواتر إشارات الطاقة المنخفضة ، فقط مثل المشبك البيولوجي.

اختبر أعضاء المجموعة قدرة النظام على توليد ردود الفعل والحس.

في اختبار واحد وصلوا عصبهم الاصطناعي إلى ساق صرصور وتطبيق زيادات صغيرة من الضغط على أجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس. حولت الخلية العصبية الإلكترونية إشارة المستشعر إلى إشارات رقمية ونقلتها عبر الترانزستور المشبكي ، مما أدى إلى انحسار الساق أكثر أو أقل بقوة مع زيادة الضغط على مستشعر اللمس أو انخفاضه.

كما أظهروا أن العصب الاصطناعي يمكن أن يكتشف أحاسيس اللمس المختلفة. في تجربة واحدة كان العصب الاصطناعي قادرا على تمييز حروف برايل. وفي أخرى ، قاموا بتدحرج أسطوانة فوق المستشعر في اتجاهات مختلفة وكشفوا بدقة اتجاه الحركة.

كان طلاب الدراسات العليا في جامعة باو يونغين كيم وأليكس تشورتوس ، بالإضافة إلى وينتاو شو ، الباحث من مختبر لي ، مركزيا أيضا لدمج المكونات في الجهاز العصبي الحسي الاصطناعي الوظيفي.

ويقول الباحثون إن تقنية الأعصاب الاصطناعية لا تزال في مهدها. على سبيل المثال ، يتطلب صنع أغطية جلدية صناعية للأجهزة التعويضية أجهزة جديدة للكشف عن الحرارة وغيرها من الأحاسيس ، والقدرة على تضمينها في دوائر مرنة ثم طريقة لربط كل هذا بالمخ.

وتأمل المجموعة أيضا في إنشاء شبكات استشعار اصطناعية منخفضة الطاقة لتغطية الروبوتات ، والفكرة هي جعلها أكثر مرونة من خلال تقديم بعض من التغذية المرتدة نفسها التي يستمدها البشر من جلدهم.
إقرء المزيد

روبيان حذرة تكسب المعركة من أجل الطعام

من Free Scripts
روبيان حذرة تكسب المعركة من أجل الطعام
روبيان

أظهرت روايات جديدة أن القريدس لديها شخصيات - والقشريات حذرة تتحسن في المعركة من أجل الغذاء.


درس علماء من جامعة إكستر جمبري روكبول (الباليمون ايليجانس ) ووجدوا البعض خجولة باستمرار ، بينما آخرون كانوا أكثر جرأة.

لكن هذه الشجاعة قد تأتي بتكلفة - حيث يميل أصحاب المخاطر إلى القيام بأدوار أسوأ من القريدس الأخرى عندما يتنافسون للحصول على الطعام.

وقال المؤلف الأول دانيال ماسكري ، وهو من جامعة إكسيتر ، ولكنه الآن في جامعة ليفربول: "لقد وجدنا أن القريدس الأكثر شيوعًا كان أفضل في السيطرة على مصدر غذائي".

"هذا يعني أنه عندما وجدوا الطعام والمتنافسون المحتملين كانوا قريبين ، ظلوا يطعمون لمدة أطول من القريدس الأكثر جرأة.

"أسباب هذا غير واضحة ، ولكن من الممكن أن يكون القريدس الأثرياء أكثر رغبة في الاستمرار والاستمرار في الاستكشاف.

"شهدنا القريدس القتال على الغذاء ، ويمكن أن يكون بعض استخدام استراتيجية استكشاف جريئة لأنها تفضل البحث عن طعام جديد على التنافس مع منافسين أقوى".

تم اختبار الجرأة من خلال وضع القريدس بشكل متكرر في دبابة غير مألوفة ورؤية مقدار استكشافها وتوجيهها إلى المنتصف.

وقال الدكتور توم هوسلاي ، من مركز البيئة والحفظ في جامعة بنترن في حرم بنرين في كورنوال ، إن الدراسة يمكن أن تساعد العلماء على فهم السبب في أن أعضاء من نوع واحد - وحتى القريدس في أحد الروكول - لديهم شخصيات مختلفة.

"بعض الأفراد أكثر نجاحا في احتكار الغذاء ، في حين أن الآخرين هم أكثر استعدادا للانخراط في استكشاف محفوفة بالمخاطر المحتملة" ، قال.

"في ظروف ومواقف مختلفة ، يمكن لأي من هذه الاستراتيجيات أن تؤتي ثمارها - وهو ما قد يفسر لماذا لم يؤد التطور إلى نوع شخص واحد.

"إن الصخور التي تعيش فيها هذه الروبيان تتغير مع كل المد العالي ، وقد يكون هذا التباين بين الجمبري حاسماً عندما يتعلق الأمر بالتكيّف مع هذه التغييرات وغيرها."

كانت جميع القريدس في الدراسة من شاطئ غيلينجفاز في فالماوث ، وتم اختبار سلوك التغذية الخاص بها باستخدام قطع من الروبيان الملحي. تم تقسيم الروبيان إلى مجموعات من الأفراد ذات الحجم المماثل للتنافس للحصول على الغذاء.
إقرء المزيد

اختراق في السيطرة على الروبوتات القائمة على الحمض النووي

من Free Scripts
اختراق في السيطرة على الروبوتات القائمة على الحمض النووي

ابتكر الباحثون نظامًا مغناطيسيًا للتحكم في حركة الروبوتات الصغيرة القائمة على الحمض النووي عند الطلب - وأسرع كثيرًا عما كان ممكنًا في الآونة الأخيرة.

وفي دورية نيتشر كوميونيكيشنز ، ذكر كارلوس كاسترو وراتناسينجهام سوورياكومار وزملاؤهما من جامعة ولاية أوهايو أن نظام التحكم قلل زمن الاستجابة لمكونات الروبوت النانوي التجريبي من عدة دقائق إلى أقل من ثانية.

ولا يمثل هذا الاكتشاف تحسنا كبيرا في السرعة فحسب ، بل إن هذا العمل ودراسة أخرى حديثة العهدتين تبشران بالتحكم المباشر المباشر في الوقت الحالي للأجهزة الجزيئية المستندة إلى الدنا.

وقد يمكّن الاكتشاف يومًا ما الروبوتات النانوية من تصنيع أجسام - مثل أجهزة توصيل الدواء - بسرعة وبطريقة موثوقة مثل نظيراتها ذات الحجم الكامل. في السابق ، كان بوسع الباحثين فقط نقل الحمض النووي بطريقة غير مباشرة ، عن طريق إثارة تفاعلات كيميائية لإقناعها بتحريك طرق معينة ، أو إدخال جزيئات تعيد تشكيل الحمض النووي عن طريق الارتباط به. هذه العمليات تستغرق بعض الوقت.

وقال كاسترو ، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية: "تخيل قول روبوت في مصنع للقيام بشيء ما والاضطرار إلى الانتظار خمس دقائق حتى يتمكن من القيام بخطوة واحدة من المهمة. كان هذا هو الحال مع الطرق السابقة للتحكم في آلات نانو الدنا". والهندسة الفضائية.

"إن أساليب التلاعب في الوقت الحقيقي ، مثل نهجنا المغناطيسي ، تتيح إمكانية تفاعل العلماء مع أجهزة نانو الدنا ، وتتفاعل بدورها مع الجزيئات والأنظمة الجزيئية التي يمكن أن تقترن بتلك الأجهزة النانوية في الوقت الفعلي مع الملاحظات المرئية المباشرة. "

في العمل السابق ، استخدم فريق كاسترو تقنية تدعى DNA DNA لطي خيوط دنا فردية لتشكيل أدوات مجهرية بسيطة مثل الدوارات والمفصلات. حتى أنهم بنوا "حصان طروادة" من الحمض النووي لتوصيل الأدوية إلى الخلايا السرطانية.

لهذه الدراسة الجديدة ، انضم الباحثون مع راتناسينج سوورياكومار ، أستاذ الفيزياء. طور سابقا "ملاقط" مغناطيسية مجهرية لتحريك الخلايا البيولوجية في التطبيقات الطبية الحيوية مثل العلاج الجيني. تم صنع الملاقط بالفعل من مجموعات من الجسيمات المغناطيسية التي تتحرك متزامنة لتحريك الخلايا حيث يريد الناس أن يذهبوا إليها.

هذه الجسيمات المغناطيسية ، في حين أنها غير مرئية للعين المجردة ، كانت لا تزال أكبر بعدة مرات من واحدة من آلات نانو لكاسترو ، أوضح سوورياكومار.

وقال "لقد اكتشفنا طريقة لتسخير قوة القوى المغناطيسية للتحقيق في العالم المجهري - عالم خفي من التعقيد المذهل". "لكننا أردنا الانتقال من العالم الصغير إلى العالم النانوي. أدى ذلك إلى التعاون مع دكتور كاسترو. كانت التحديات تقلص وظائف جسيماتنا ألف مرة ، وزوجها إلى مواقع دقيقة على التحرك أجزاء من الآلات ودمج جزيئات الفلورسنت كمنارات لرصد الآلات أثناء تحركها. "

في هذه الدراسة ، قام الفريق ببناء القضبان والدوارات والمفصلات باستخدام الأوريجامي DNA. ثم استخدموا رافعات دنا متينة لربط المكونات النانوية بخرزات مصغرة مصنوعة من البوليسترين المشبع بالمواد المغناطيسية. عن طريق ضبط حقل مغناطيسي ، وجدوا أنه يمكنهم توجيه الجسيمات إلى مكونات التأرجح ذهابًا وإيابًا أو تدويرها. نفذت المكونات الحركات الموجهة في أقل من ثانية.

على سبيل المثال ، كان الدوّار النانوي قادرًا على الدوران 360 درجة كاملة في حوالي ثانية واحدة مع حركة يتم التحكم فيها باستمرار بواسطة حقل مغنطيسي دوار. كان من الممكن إغلاق المفصل النانوي أو فتحه في 0.4 ثانية ، أو الاحتفاظ به في زاوية محددة بدقة 8 درجات.

وقال كاسترو ان هذه الحركات يمكن ان تستغرق عدة دقائق اذا تم اعدامها بالطرق التقليدية. وهو يتصور أن المواد النانوية المعقدة أو المركبات البيولوجية الجزيئية يمكن أن تكون ملفقة في مصانع النانو المعتمدة على الدنا التي تكشف عن بيئتها المحلية وتستجيب لها.

كانت الدراسة طويلة: قرر الباحثون دمج منصة مغناطيسية Sooryakumar مع أجهزة DNA من Castro منذ سنوات. "لقد تطلب الأمر الكثير من العمل المتفاني من العديد من الطلاب لإدراك هذه الفكرة ، ونحن متحمسون لمواصلة البناء على ذلك. وتوضح هذه الدراسة تقدمًا مثيرًا كان ممكنًا فقط مع هذا التعاون متعدد التخصصات". قال كاسترو.
إقرء المزيد

كيف يتم فهم العواطف في تعبيرات الوجه

من Free Scripts
كيف يتم فهم العواطف في تعبيرات الوجه

يكشف بحثٌ جديدٌ أجراه أكاديميون في جامعة إيست أنجليا (UEA) عن مدى فهم تعبيرات الوجه الخافتة في الرؤية المحيطية.

على الرغم من أن الرؤية البشرية لديها أعلى دقة عندما ننظر مباشرة إلى شيء ما ، فإننا نرى رؤية أوسع للعالم البصري في رؤيتنا الطرفية ذات الدقة الأقل. في الواقع ، إن اكتشاف الإشارات التي تنطوي على خطر محتمل في محيطنا - وخاصة تلك التي تتحرك - هو شيء يتكيف معه نظامنا البصري بشكل جيد.

استكشفت الأبحاث مدى دقة المشاركين البشريين في مرحلتين أساسيتين لمعالجة الإدراك العاطفي للوجه: الكشف ، والذي يشير إلى القدرة على معرفة وجود عاطفة حاضرة ، والتعرف ، والذي يشير إلى معرفة أي العاطفة ، مثل الخوف أو السعادة ، حاضر.

في حين أن الأبحاث السابقة في مجال التصوير الدماغي قد توصلت إلى مسار دماغي خاص أكثر بدائية في معالجة الخوف - وهو عاطفة مهمة لأنها إشارة على خطر محتمل قريب - أظهرت دراسات أخرى أن الخوف ليس عاطفة معروفة جيدا.

نشرت هذه الدراسة الجديدة التي قام بها باحثون في كلية علم النفس بجامعة UEA ، والتي تم نشرها في مجلة PLOS ONE ، لأول مرة كيف أن التعرف على ستة من العواطف الأساسية والكشف عنها - السعادة والحزن والخوف والاشمئزاز والغضب والمفاجأة - تتغير عند النظر إليها مركزياً و تصل إلى 30 درجة في الرؤية المحيطية.

قال المؤلف الرئيسي الدكتور فرايزر سميث: "من النتائج الرئيسية لدراستنا أنه في حين أن الخوف ليس في الواقع عاطفة معروفة جيدا في الرؤية الطرفية أو المركزية ، على عكس السعادة أو المفاجأة على سبيل المثال ، فإنه من المشاعر المكتشفة جيدا حتى في رؤيتنا هذا يشير إلى أن آليات الدماغ الخاصة هذه قد تكون أكثر اهتماما بالكشف عن الانفعال عن الاعتراف في حد ذاته. "

وقال الدكتور سميث أيضا أن النتائج كانت مهمة بالنظر إلى أن صعوبة إدراك تعبيرات الوجه مرتبطة بظروف مثل التوحد ، والذهان ، والفصام.

"إن القدرة على قراءة تعبيرات الوجه بشكل جيد أمر مهم في حياتنا اليومية من أجل الحصول على علاقات اجتماعية ناجحة" ، قال.

"نظهر أنه ليس مجرد القدرة على التعرف على التعبيرات المهمة ، ولكن القدرة على اكتشافها في المقام الأول. وهذا يعطينا صورة مختلفة عن الأنظمة الأساسية التي قد تنخفض قيمتها ، والتي لها آثار محتملة على معالجة الظروف حيث يتأثر إدراك العواطف ".

وقالت الدكتورة ستيفاني روسيت ، المؤلفة المشاركة ، "إن عملنا يظهر أهمية النظر في كيفية اختلاف المهام التي قد تؤدي إلى أنماط مختلفة من النتائج مع إدراك العواطف. كما أنه يدل على أهمية النظر في كيفية التعرف على تعبيرات الوجه خارج الرؤية المركزية".

اشتملت الدراسة على 14 مشاركًا تم عرض صور وجوههم وهم يعبرون عن العواطف الستة والتعبير المحايد. بالنسبة لمهمة التعرف ، كان عليهم أن يقرروا المشاعر التي تم عرضها ، مع الوجوه التي تم عرضها بشكل عشوائي مركزيًا وإلى اليسار واليمين بمقدار 15 أو 30 درجة. في مهمة الكشف ، كان على المشاركين أن يقرروا ما إذا كان الوجه يظهر عاطفة.

بالإضافة إلى الخوف من كونه اكتشافًا أفضل من العاطفة المعترف بها ، تظهر النتائج أن السعادة والمفاجأة يتم التعرف عليها وكشفها بشكل جيد في الرؤية المحيطية ، في حين أن البعض الآخر مثل الغضب والحزن ليسا كذلك.


إقرء المزيد

الأمريكيون الأفارقة لا يزالون يتأثرون بشكل غير متناسب بفيروس نقص المناعة البشرية

من Free Scripts
لا يزال الأمريكيون الأفارقة أكثر عرضة للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية مقارنة مع الأمريكيين البيض. تظهر ورقة جديدة حول وباء فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز في المجتمع الأمريكي الأفريقي أنه على الرغم من الانخفاضات الأخيرة في تشخيص فيروس نقص المناعة البشرية بين كل السكان في الولايات المتحدة ، لا تزال هناك تفاوتات كبيرة بين المجموعات العرقية. وقاد هذه الورقة كاتو ت. لورنسين من جامعة كونيتيكت في الولايات المتحدة الأمريكية ، ونشرت في مجلة Springer Journal of Health and Ethnic Health Disparities .

قبل عقد من الزمان ، نشر لورانسين وفريقه دعوة لورقة العمل التي أبرزت عددًا كبيرًا من تشخيص فيروس نقص المناعة البشرية في الجالية الأمريكية الإفريقية. وتستند ورقة المتابعة هذه الآن إلى بيانات من الدراسات الاستقصائية مثل تعداد الولايات المتحدة لعام 2010 وتقرير مراقبة فيروس نقص المناعة البشرية لعام 2016 من مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC).

ومما يبعث على القلق ، أن تحليل الصحيفة يظهر أن الاتجاهات التي أبرزت قبل 10 سنوات قد استمرت ، بل وتراجعت في بعض الحالات. بالنسبة للذكور والإناث من السكان في عام 2016 ، كان احتمال إصابة الأشخاص المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية بنسبة 8.4 مرة أكثر من البيض ، في حين كانت نسبة احتمال ظهورهم أعلى بمقدار 7.9 مرات في عام 2005. وعلى وجه التحديد ، كان عدد الذكور السود الذين تم تشخيص إصابتهم بالمرض في عام 2005 يبلغ 9،969 وزاد بنسبة 29٪ إلى 12،890 عام 2016.

كان الاتصال الجنسي بين الذكور والإناث من الذكور هو أكثر أشكال انتقال فيروس نقص المناعة البشرية شيوعاً ، وارتفع عدد الرجال الذين يمارسون الجنس مع الرجال الذين تم تشخيص إصابتهم بفيروس نقص المناعة البشرية بنسبة 154٪ من 4،020 في عام 2005 إلى 10،233 في عام 2016. ويشير Laurencin وفريقه إلى إذا استمر هذا الاتجاه ، فإن واحد من كل اثنين من الرجال السود الذين يمارسون الاتصال الجنسي مع الرجال سيحصلون على تشخيص لفيروس نقص المناعة البشرية في حياتهم.

ازداد عدد الإناث الأمريكيات من أصل إفريقي اللائي شُخصت إصابتهن بفيروس نقص المناعة البشرية من خلال الاتصال الجنسي بين الجنسين بنسبة 75٪ من 2392 في عام 2005 إلى 4189 في عام 2016 ، كما كانت هناك زيادة بنسبة 76٪ في تشخيص فيروس نقص المناعة البشرية بين الرجال السود المغاير في نفس الفترة الزمنية.

وقال "من الواضح أنه لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به لمعالجة حقيقة أن الأمريكيين من أصل أفريقي ما زالوا ممثلين بشكل مفرط في جميع فئات انتقال المرض".

يوصي Laurencin وفريقه بخطة خمسة أضعاف تستهدف الممارسين الصحيين والمدافعين عن المجتمع. وتتضمن الخطة العمل على إزالة الأحكام المسبقة والتحيزات اللاواعية عند علاج المرضى ، واستخدام تقنيات وتقنيات جديدة للمساعدة في الوقاية من فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز أو استئصاله. إن العمل على تخفيض العوامل الثانوية مثل معدلات الحبس والفقر والأمراض المنقولة بالاتصال الجنسي وغيرها من الظروف التي تزيد من فرص الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية هو أيضا توصية أخرى.

"في حين أن ارتفاع معدلات الفقر وانتشار المحددات الاجتماعية الاقتصادية السلبية لدى الأمريكيين من أصل إفريقي هي عوامل أساسية مهمة ، فإننا نعتقد أن الجهود المنسقة والمكرّرة - كما رأينا مع حالات الطوارئ الصحية الوطنية الأخرى مثل أزمة المواد الأفيونية - يمكنها يخلق تغييرًا ذا معنى في العقد المقبل ".
إقرء المزيد

قد يفيد الطب الصيني التقليدي بعض مرضى القلب

من Free Scripts
قد يكون الطب الصيني التقليدي فعالا كمكمل أو بديل للطب الغربي التقليدي للوقاية الأولية والثانوية من أمراض القلب ، وفقا لورقة مراجعة حالة من الفن نشرت اليوم في مجلة الكلية الأمريكية لأمراض القلب.

مرض القلب هو السبب الأول للوفاة في جميع أنحاء العالم ، وعلى الرغم من التقدم في الطب الغربي لعلاج أمراض القلب والوقاية منها ، إلا أن الاحتياجات غير الملباة تبقى قائمة. ونتيجة لذلك ، أصبح الطب الصيني التقليدي ينظر إليه على نحو متزايد باعتباره مكملا للطب الغربي ، ولكن حتى الآن التجارب العشوائية ذات الشواهد تعتبر عموما ذات نوعية رديئة وعيوب.

غالبًا ما يرفض العلماء الغربيون الطب الصيني لأسباب معينة: فالصيغة تتكون من عشرات المكونات مع العديد من الجزيئات الكيميائية ، مما يجعل من الصعب توضيح الآلية العلاجية ؛ لا تخضع الأدوية المتوفرة في الصين لنفس عملية الموافقة الصارمة مثل الأدوية الغربية لضمان الفعالية والأمان ؛ وأجريت معظم التجارب في الصين من قبل أطباء الطب الصيني التقليدي مع أدوية غير متوفرة بشكل كبير في الولايات المتحدة.

نظر الباحثون في هذه المراجعة في الدراسات المنشورة على مدى السنوات العشر الماضية على التجارب المعشاة ذات الشواهد للطب الصيني التقليدي المستخدمة للمرضى المصابين بارتفاع ضغط الدم ، دسليبيدميا ، السكري / ما قبل السكري ، أمراض القلب والشرايين العصبية وفشل القلب المزمن لتقييم فعالية وسلامة التقليدية دواء صيني.

بالإجمال ، أظهرت بعض الأدوية الصينية فوائد مقترحة لكل حالة من الحالات الصحية القلبية الوعائية التي تمت دراستها. على سبيل المثال ، نظر الباحثون في ثماني تجارب معشاة ذات شواهد على الطب الصيني التقليدي وارتفاع ضغط الدم. وأشارت الأدلة إلى أن تيانكويجيانجيا وتشونغفوجيانغيه وتشقيليان وجيانغا وجيانجياباو لها تأثيرات خافضة للضغط وملف جيد للسلامة ، مما يجعلها بديلاً محتملاً جيدًا للمرضى الذين لا يتحملون المريض أو الذين لا يستطيعون شراء الأدوية الغربية.

ومع ذلك ، ما إذا كانت هذه الفوائد المنقولة إلى نتائج إيجابية للقلب والأوعية الدموية على المدى الطويل يجب أن تحددها تجارب طويلة الأجل.

وقال يوشيا تشاو كبير مؤلفي المراجعة والطبيب في القسم "من المهم ملاحظة أنه يجب الأخذ في الاعتبار أن أدوية الطب الصيني التقليدي عادة ما توصف بأنها صيغ معقدة ، والتي غالبا ما يتم معالجتها بشكل أكبر من قبل الممارس على أساس شخصي". الطب الصيني التقليدي في مستشفى تشيلو بجامعة شاندونغ في جينان ، شاندونغ ، الصين. "تم توضيح التأثيرات الدوائية والآليات الأساسية لبعض المكونات الفعالة للأدوية الصينية التقليدية. وهكذا ، يمكن استخدام بعض الأدوية كنهج تكميلي وبديل للوقاية الأولية والثانوية من أمراض القلب والأوعية الدموية".
إقرء المزيد

استخدام الطب البديل فقط لمرض السرطان المرتبط بانخفاض معدل البقاء على قيد الحياة

من Free Scripts
المرضى الذين يختارون تلقي العلاج البديل كعلاج للسرطانات القابلة للشفاء بدلا من العلاج التقليدي للسرطان لديهم خطر أكبر للوفاة ، وفقا لباحثين من مركز أبحاث السرطان والسياسة العامة ومركز الفعالية (COPPER) في كلية الطب في ييل ومركز السرطان في جامعة ييل. . تم الإبلاغ عن النتائج على الانترنت من قبل مجلة المعهد الوطني للسرطان .

هناك اهتمام متزايد من قبل المرضى والعائلات في متابعة الطب البديل في مقابل العلاج التقليدي للسرطان. هذا الاتجاه خلقت وضعا صعبا للمرضى ومقدمي الخدمات. على الرغم من الاعتقاد السائد على نطاق واسع بأن العلاج التقليدي بالسرطان سيوفر أكبر فرصة للعلاج ، إلا أن هناك بحثًا محدودًا يقيِّم فعالية الطب البديل للسرطان.

في حين أن العديد من مرضى السرطان يستخدمون العلاج البديل بالإضافة إلى علاجات السرطان التقليدية ، لا يعرف الكثير عن المرضى الذين يستخدمون العلاج البديل كنهجهم الوحيد لعلاج سرطانهم.

"لقد أصبحنا مهتمين بهذا الموضوع بعد أن رأينا الكثير من المرضى الموجودين في عياداتنا بأمراض سرطانية متقدمة تم علاجها بعلاجات بديلة غير فعالة وغير مثبتة وحدها" ، قال المؤلف الرئيسي للدراسة ، جيمس ب. يو ، أستاذ مساعد في علم الأشعة العلاجية في ييل مركز السرطان.

وللتحقق من استخدام الطب البديل وتأثيره على البقاء مقارنة مع العلاج التقليدي للسرطان ، قام الباحثون بدراسة 840 مريضاً يعانون من سرطان الثدي والبروستات والرئة وسرطان القولون والمستقيم في قاعدة البيانات الوطنية للسرطان (NCDB) - وهو مشروع مشترك للجنة السرطان الأمريكية. الكلية الأمريكية للجراحين وجمعية السرطان الأمريكية. يمثل NCDB ما يقرب من 70 ٪ من حالات السرطان التي تم تشخيصها حديثا على الصعيد الوطني. وقارن الباحثون 280 مريضا اختاروا الطب البديل إلى 560 مريضا تلقوا علاج السرطان التقليدي.

درس الباحثون المرضى الذين تم تشخيصهم من عام 2004 إلى عام 2013. من خلال جمع نتائج المرضى الذين تلقوا الطب البديل بدلا من العلاج الكيميائي ، و / أو الجراحة ، و / أو الإشعاع ، وجدوا خطر الموت أكبر. استمرت هذه النتيجة للمرضى الذين يعانون من سرطان الثدي والرئة وسرطان القولون والمستقيم. وخلص الباحثون إلى أن المرضى الذين اختاروا العلاج بالطب البديل كانوا أكثر عرضة للوفاة وحثوا على مزيد من التدقيق في استخدام الطب البديل لعلاج السرطان في البداية.

"لدينا الآن أدلة تشير إلى أن استخدام الطب البديل بدلا من العلاجات السرطانية المؤكدة يؤدي إلى بقاء أسوأ" ، وقال المؤلف الرئيسي سكايلر جونسون ، دكتوراه في الطب "نأمل أن هذه المعلومات يمكن استخدامها من قبل المرضى والأطباء عند مناقشة تأثير قرارات علاج السرطان على البقاء على قيد الحياة ".

دعا Cary Gross ، المؤلف المشارك للدراسة ، إلى إجراء المزيد من الأبحاث ، وأضاف: "من المهم أن نلاحظ أنه عندما يتعلق الأمر بالعلاجات البديلة للسرطان ، فإنه لا يوجد سوى القليل جدًا من المعرفة - يتخذ المرضى القرارات في الظلام. بحاجة إلى فهم المزيد حول العلاجات التي تكون فعالة - سواء كنا نتحدث عن نوع جديد من العلاج المناعي أو جرعة عالية من فيتامين - وأيها غير ذلك ، بحيث يمكن للمرضى اتخاذ قرارات مستنيرة. "
إقرء المزيد

الشاي الأسود قد يساعد في إنقاص الوزن أيضاً

من Free Scripts
أظهر باحثو جامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس لأول مرة أن الشاي الأسود قد يشجع فقدان الوزن وغيرها من الفوائد الصحية عن طريق تغيير البكتيريا في الأمعاء. في دراسة أجريت على الفئران ، أظهر العلماء أن الشاي الأسود يغير استقلاب الطاقة في الكبد عن طريق تغيير نواتج الأمعاء.

ينشر البحث في المجلة الأوروبية للتغذية .

ووجدت الدراسة أن الشاي الأسود والأخضر يغيران نسبة البكتيريا المعوية في الحيوانات: حيث تنخفض نسبة البكتيريا المرتبطة بالبدانة ، في حين أن البكتيريا المرتبطة بزيادة كتلة الجسم النحيل تزداد.

أشارت الدراسات السابقة إلى أن المواد الكيميائية الموجودة في الشاي الأخضر تسمى البوليفينول يتم امتصاصها وتغيير أيض الطاقة في الكبد. تظهر النتائج الجديدة أن مادة البوليفينول الشاي الأسود ، والتي هي كبيرة جدا لا يمكن استيعابها في الأمعاء الدقيقة ، تحفز نمو بكتيريا الأمعاء وتشكيل الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة ، وهو نوع من الأيضات البكتيرية التي ثبت أنها تغير الطاقة التمثيل الغذائي في الكبد.

وقالت سوزان هينينج ، الكاتبة الرئيسية للدراسة وأستاذ مساعد في مركز جامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس: "كان من المعروف أن بوليفينول الشاي الأخضر أكثر فعالية ويوفر منافع صحية أكثر من بوليفينول الشاي الأسود ، حيث يتم امتصاص الكيماويات الخضراء في الدم والأنسجة". التغذية البشرية ، والتي هي جزء من مدرسة ديفيد جيفن للطب في جامعة كاليفورنيا. "تشير نتائجنا الجديدة إلى أن الشاي الأسود ، من خلال آلية محددة من خلال ميكروبات الأمعاء ، قد يساهم أيضًا في الصحة الجيدة وفقدان الوزن لدى البشر".

وقالت: "تشير النتائج إلى أن الشاي الأخضر والأسود مادة حيوية ، مواد تحفز نمو كائنات دقيقة جيدة تساهم في رفاهية الشخص".

في الدراسة ، تلقت أربع مجموعات من الفئران أنظمة غذائية مختلفة - تم استكمال اثنين منها بمستخلصات الشاي الأخضر أو ​​الشاي الأسود:

قليل الدسم ، عالي السكر
عالية الدسم ، عالية السكر

مستخلص الشاي الأخضر عالي الدهون والسكر

مستخلص الشاي عالي الدهون والسكر والسود

بعد أربعة أسابيع ، انخفضت أوزان الفئران التي أعطيت مستخلصات الشاي الأخضر أو ​​الأسود إلى نفس المستويات من الفئران التي تلقت النظام الغذائي منخفض الدهون في جميع أنحاء الدراسة.

كما جمع الباحثون عينات من أمعاء الفئران الكبيرة (لقياس محتوى البكتيريا) وأنسجة الكبد (لقياس ترسبات الدهون). في الفئران التي تستهلك أي نوع من مستخلص الشاي ، كان هناك أقل من نوع البكتيريا المرتبطة بالسمنة وأكثر من البكتيريا المرتبطة مع كتلة الجسم النحيل.

ومع ذلك ، فإن الفئران التي تناولت مستخلص الشاي الأسود فقط هي التي حصلت على زيادة في نوع من البكتيريا يسمى Pseudobutyrivibrio ، والتي يمكن أن تساعد في تفسير الفرق بين كيف أن الشاي الأسود والشاي الأخضر يغيران استقلاب الطاقة.

وقال الدكتور جاو بينغ لي ، مدير مركز جامعة كاليفورنيا للتغذية البشرية ، ورئيس قسم التغذية السريرية في جامعة كاليفورنيا في لوس أنكا وكبير مؤلفي الدراسة ، إن النتائج تشير إلى أن الفوائد الصحية لكل من الشاي الأخضر والشاي الأسود تتجاوز فوائدها المضادة للأكسدة ، أن يكون للشاي تأثير قوي على ميكروبات الأمعاء.

"بالنسبة لمحبي الشاي الأسود ، قد يكون هناك سبب جديد للحفاظ على شربه" ، قالت.

وتستند هذه النتائج إلى دراسة أجرتها جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا عام 2015 أظهرت أن الشاي الأخضر والشاي الأسود يساعدان في الوقاية من السمنة لدى الفئران التي تستهلك حمية غنية بالدهون وعالية السكر.
إقرء المزيد

هناك حاجة إلى استراتيجيات جديدة لمساعدة مقدمي الرعاية الصحية في اكتساب المعرفة لمرشدي المشورة بشأن النظام الغذائي

من Free Scripts
يستعرض تقرير استشاري علمي جديد من جمعية القلب الأمريكية الثغرات الحالية في التثقيف والتدريب في مجال التغذية الطبية في الولايات المتحدة ويلخص الإصلاحات في التعليم الطبي الجامعي والدراسات العليا لدعم جهود التثقيف والتدريب الصحي الأكثر قوة.

"وعلى الرغم من الأدلة على أن الأطباء هم على استعداد للمساعدة في تثقيف المرضى عن الأكل الصحي وينظر إليها على أنها مصادر موثوقة للمعلومات النظام الغذائي، وإشراك المرضى في الإرشاد الغذائي بمعدلات أقل من المرغوب فيه ويستشهد عدم كفاية المعرفة والتدريب، الحواجز، حتى أثناء ذروتها "سنوات التعلم" ، وقال كارين E. Aspry ، دكتوراه في الطب ، ماجستير ، ومؤلف البيان الرئيسي والأستاذ المساعد في الطب في جامعة براون في بروفيدنس ، رود آيلاند.

الأكاديمية الوطنية للعلوم يوصي طلبة الطب في المرحلة الجامعية الحصول على الحد الأدنى من 25 ساعة الفصول الدراسية المخصصة للتعليم والتغذية، ولكن وجدت دراسة استقصائية 2013 أن 71 في المئة من المدارس الطبية توفر أقل من الساعات الموصى بها وتوفر 36 في المئة أقل من نصف هذا المبلغ.

يقدم الاستشاري أمثلة للنُهج الناجحة المستخدمة حاليًا لدمج التغذية الإكلينيكية في جميع مراحل دورات التعليم الطبي الجامعي والدراسات العليا ، بدلاً من الدورات التدريبية لمرة واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر أيضا معلومات حول تقييم المعرفة والكفاءات التغذوية ويوضح موارد التغذية وأنشطة التعليم الطبي المستمر.

"إن التغذية هي علم ديناميكي مع قاعدة أدلة سريعة التطور تتطلب تحديثًا مستمرًا وتجديدًا للجهود المترجمة. وتوفر الكفاءات الموضحة في هذا البيان أساسًا مع خيارات مرنة لتعزيز معرفة ومهارات التغذية عبر سلسلة التعلم ، ومجموعة أدوات لمنهج المدارس الطبية "ليندا فان هورن ، دكتوراه ، RD ، الرئيس المشارك لمجموعة الكتابة وأستاذ الطب الوقائي في جامعة نورث وسترن في فاينبرغ للطب في شيكاغو ، إلينوي." المديرون ، ومديرو البرامج ، وأعضاء هيئة التدريس ، والمتدربون ، والطلاب ". تم نشر هذا الاستشارة في دورية جمعية القلب الأمريكية Circulation.
إقرء المزيد

نظرية جديدة عن سبب إصابة النساء أكثر من الرجال بأمراض المناعة الذاتية

من Free Scripts
ويجري الآن عرض نتائج جديدة على الآليات الممكنة وراء الاختلافات بين الجنسين في حدوث الروماتيزم وأمراض المناعة الذاتية الأخرى. يمكن أن تكون الدراسة ، التي نُشرت في Nature Communications ، ذات أهمية في علاج الأمراض في المستقبل.

تقول آسا تيفيستين ، أستاذة الطب في أكاديمية سالغرينسكا في السويد ، وهي طبيبة رئيسية وأحد مؤلفي هذه الدراسة: "من المهم للغاية فهم الأسباب التي تجعل هذه الأمراض أكثر شيوعًا بين النساء". "بهذه الطريقة ، يمكننا في نهاية المطاف توفير علاج أفضل للأمراض."

في أمراض المناعة الذاتية ، يخلق الجهاز المناعي أجسامًا مضادة تهاجم نسيج الجسم نفسه. تقريبا كل أمراض المناعة الذاتية تؤثر على النساء أكثر من الرجال. الفرق بين الجنسين كبير بشكل خاص في حالة مرض الذئبة ، وهو مرض خطير يعرف أيضا باسم الذئبة الحمامية الجهازية أو مرض الذئبة الحمراء. تسعة من كل عشرة من هؤلاء المنكوبين هم من النساء.

من المعروف أن هناك علاقة بين هرمون التستوستيرون الذكري الجنسي والحماية من أمراض المناعة الذاتية. الرجال عموما أكثر حماية من النساء ، الذين لديهم واحد فقط العاشر من هرمون التستوستيرون.

التستوستيرون يقلل من عدد الخلايا البائية ، وهو نوع من الخلايا الليمفاوية التي تطلق الأجسام المضادة الضارة. كان الباحثون وراء الدراسة يحاولون فهم العلاقة بين هرمون التستوستيرون وإنتاج الخلايا البائية في الطحال في الواقع ، وهي الآليات التي لم تكن معروفة حتى الآن.

بعد العديد من التجارب على الفئران ودراسات عينات الدم من 128 رجلاً ، تمكن الباحثون من استنتاج أن الارتباط الحرج هو البروتين BAFF ، مما يجعل خلايا B قابلة للتطبيق.

"لقد خلصت إلى أن هرمون التستوستيرون يقمع BAFF. إذا كنت القضاء على هرمون التستوستيرون، يمكنك الحصول على مزيد من BAFF وبالتالي المزيد من الخلايا B في الطحال لأنهم البقاء على قيد الحياة إلى حد كبير. إدراك الصلة بين هرمون تستوستيرون وBAFF هو جديد تماما. وقد ذكرت لا أحد هذا في الماضي ، "يقول آسا Tivesten.

النتائج ترتبط بشكل جيد مع دراسة سابقة تبين أن التغيرات الجينية في BAFF يمكن ربطها بمخاطر الأمراض مثل الذئبة. يتم علاج هذا المرض بمثبطات BAFF ، وهو دواء لم يرق إلى مستوى التوقعات.

"لهذا السبب فإن هذه المعلومات حول كيفية تنظيم الجسم لمستويات BAFF هي في غاية الأهمية ، حتى نتمكن من الاستمرار في وضع القطع معاً ومحاولة فهم أي المرضى يجب أن يكون لديهم مثبطات BAFF والتي لا ينبغي أن تكون كذلك. وبناءً عليه ، فإن دراستنا تعمل الأساس لمزيد من البحث حول كيفية استخدام الدواء بطريقة أفضل. "
إقرء المزيد

تساهم المقاطعات النارية الكبيرة في ارتفاع وانخفاض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي

من Free Scripts
قبل حوالي 250 مليون سنة ، غمر ثوران بركاني هائل في سيبيريا في العصر الحديث مع الحمم ، وخلق الفخاخ السيبيري ، وهضبة عملاقة مصنوعة من طبقات متعددة من الحمم البركانية. كما أطلق الثوران كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، ما غيّر المناخ بسرعة وأثار حدث انقراض الكتلة البرمي الترياسي الذي قضى على أكثر من 90٪ من الأنواع البحرية و 70٪ من الأنواع الأرضية. ولكن بعد الانفجار ، بدأت الفخاخ السيبيرية في سحب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مرة أخرى إلى القشرة من خلال التجوية والتعرية. تعتبر الفخاخ السيبيرية هي أكبر فيضانات عديدة من البازلت ، تُسمى الأقضية الجليدية الكبيرة (LIPs) ، التي حدثت خلال تاريخ الأرض ، وقد لعبت على الأرجح دورًا في تنظيم مناخ الأرض.

في ورقة جديدة في رسائل الأبحاث الجيوفيزيائية ، قام المؤلف الرئيسي لويس يوهانسون ، جنبًا إلى جنب مع أعضاء مرصد ديب كربون سابين زاهيروفيتش وديتمار مولر في كلية علوم الأرض بجامعة سيدني ، بتصوير اندفاع LIPs وحركتها نتيجة لصفائح الصفائح حول العالم. منذ 400 مليون سنة

وقارن الباحثون توقيت اندفاع LIP والتعرض للعوامل الجوية مع تقديرات لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لمعرفة ما إذا كان للانفجار والتعرية تأثيرًا محكماً. من خلال تحليلهم ، تمكن الباحثون من تحديد أوقات محددة عندما كانت أجهزة LIPs مفيدة في إحداث ترموستات الأرض العالمي أو خفضه.

وقال زاهيروفيتش "هذه الثورات الضخمة تجلب كمية هائلة من ثاني أكسيد الكربون ويمكن أن تغير المناخ وتؤدي إلى انقراضات كبيرة."

"لكن لدى الأرض آليات داخلية لفصل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي خلال الأطر الزمنية الجيولوجية."

يمكن أن تمتص LIPs كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون لأن الحمم البازلتية مليئة بالصخور الغنية بالسيليكات والتي تكون عرضة للتأثر بشكل خاص. عندما يسقط المطر عبر جو غني بثاني أكسيد الكربون ، فإنه يذوب الغاز ويشكل المطر الحمضي. يتفاعل الحمض الضعيف مع معادن السيليكات في LIPs لصنع رواسب كربوناتية طويلة العمر. تؤدي البيئات الدافئة والممطرة إلى تسريع عملية التعرية ، وبالتالي يحدث المزيد من التعرية عندما تكون LIPs في مناطق بالقرب من خط الاستواء ، والتي تحتوي على درجات حرارة عالية وتتلقى معظم سقوط الأمطار.

نظر العلماء إلى التأثيرات المناخية لفراغات الـ LIPs الفردية ، لكن لم ينظر أحد في التأثيرات العالمية الطويلة الأمد لـ LIPs ، حيث تحركوا حول الأرض على قارات متحركة.

استخدم الباحثون GPlates ، وهي أداة برمجية مفتوحة المصدر تعيد بناء حركة الصفائح التكتونية من خلال تاريخ الأرض ، والتي طورتها مجموعة Müller's EarthByte في جامعة سيدني بالتعاون مع متعاونين دوليين. أخذوا بعين الاعتبار توقيت انفجارات LIP وكم من ملايين السنوات التي قضاها كل LIP بالقرب من خط الاستواء لتقدير التآكل. ثم قارنوا انبعاثات وامتصاص ثاني أكسيد الكربون من LIPs إلى تقديرات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي باستخدام بيانات بديلة من تجميع تم نشره سابقًا.

ولتحقيق مقارنة غير متحيزة ، أجرى الباحثون تحليلاً للمويجات ، وهو اختبار إحصائي يقارن مجموعتين من القياسات بمرور الوقت لمعرفة ما إذا كانا متلازمين ومتى يتم ذلك.

وقال زاهيروفيتش "هذا التحليل يقضي على التلويح بالذراع ويخبرنا أيضا عندما تقود إشارة معينة إشارة أخرى ، لذلك يعطينا إشارة ، ربما ، للسببية".

عندما قارن الباحثون المستوى التقديري لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مع اندفاع و تآكل LIPs ، تمكنوا من تحديد العديد من القفزات و الانخفاضات في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، مما يدل على أن هذه الفيضانات البازلتية لعبت دورًا في تعديل درجة حرارة الأرض ملايين السنين

وقال زاهيروفيتش: "ما أدهشني هو أنه منذ 200 مليون عام ، عندما انكسرت بانجيا ، وفتح المحيط الأطلسي ، أنتجت مقاطعة ماغماتيك المركزية الأطلسية كمية كبيرة من الحمم".

"يمكنك أن ترى ذلك في سجل وكيل ثاني أكسيد الكربون ، هناك زيادة كبيرة في ثاني أكسيد الكربون [بعد الانفجار] ، ولكن بعد ذلك لأن المقاطعة البركانية تنفق الكثير من الوقت في الحزام الرطب القريب من الاستوائي ، يتبعه سرعة نقص في ثاني أكسيد الكربون ".

إن اندفاع وتعرّض LIPs هو جانب واحد فقط من دورة الكربون في الأرض ، وهناك نقاط قد يكون تأثير LIPs فيها متراجعاً على العمليات الجيولوجية الأخرى. كما لاحظ الباحثون أن نموذجهم قد أغفل LIPs التي انبثقت تحت الماء ، لأن هذه البازلت تميل إلى إعادة تدويرها مرة أخرى في الوشاح وبالتالي تكون أكثر صعوبة أو صعوبة في إعادة البناء.

بعد ذلك ، يبحث الباحثون في طرق أخرى تؤثر فيها الصفائح التكتونية على دورة الكربون العميقة. وقال زاهيروفيتش: "ما نحاول فهمه هو التغيرات المناخية ودورة الكربون على المدى الطويل ، على الأطر الزمنية الجيولوجية".

حاليا يقومون بتجميع قاعدة بيانات عالمية للأفيوليت ، وهي أجزاء من القشرة المحيطية البازلتية التي تصل إلى القارات خلال التصادمات التكتونية. ومثله مثل LIPs ، يقوم الأفيوليت بنقل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أثناء الطقس ، وبالمثل فإن الـ LIPs يكون له أيضًا إصبع على منظم الحرارة العالمي.
إقرء المزيد

يمكن أن تكون الكلاب خطرا محتملا لوباء الأنفلونزا في المستقبل

من Free Scripts
الكلاب هي مستودع محتمل لوباء الأنفلونزا في المستقبل ، وفقا لدراسة نشرت في مجلة mBio . أثبتت الدراسة أن فيروس الأنفلونزا يمكن أن يقفز من الخنازير إلى الأنياب وأن الأنفلونزا أصبحت أكثر تنوعًا في الأنياب.
وقال الباحث في الدراسة أدولفو غارسيا-ساستري ، مدير قسم الأبحاث العالمية: "إن غالبية الأوبئة كانت مرتبطة بالخنازير كمضيف وسيط بين فيروسات الطيور والمضيف البشري. وفي هذه الدراسة ، حددنا فيروسات الإنفلونزا التي تقفز من الخنازير إلى الكلاب". معهد الصحة وممرضات الأمراض الناشئة والباحث الرئيسي ، مركز أبحاث الأمراض المميتة (CRIP) ، كلية إيكان للطب في ماونت. سيناء ، مدينة نيويورك.

يمكن أن تنتقل الأنفلونزا بين الخزانات الحيوانية حيث توجد العديد من السلالات المختلفة ؛ هذه الخزانات بمثابة وعاء خلط للتنوع الجيني للسلالات. تحدث الأنفلونزا الوبائية عندما تقفز الفيروسات من خزانات الحيوانات إلى البشر ؛ مع عدم التعرض المسبق للفيروس ، لا يملك معظم الناس مناعة ضد هذه الفيروسات. المضيفون الرئيسيون للإنفلونزا هم الطيور البرية والدواجن والطيور المحلية الأخرى في مجموعة من الأنواع ؛ الخنازير. والخيول. بعض الجينات الفيروسية من فيروس H1N1 الوبائي لعام 2009 نشأت في الطيور ، من فيروس طفيري قفز إلى الخنازير ، تبادلت بعض جيناتها بفيروسات الخنازير التي كانت تنتشر سابقا ثم قفزت من الخنازير إلى البشر. الطيور والخنازير هي خزانات رئيسية للتنوع الجيني الفيروسي ،

منذ خمسة عشر عامًا ، قام الباحثون بتوثيق فيروس الأنفلونزا في حصان يقفز إلى كلب ، وهذا خلق أول فيروسات الأنفلونزا الدائرية. قبل خمس سنوات ، تعرف الباحثون على فيروس أنفلونزا H3N2 من أنفلونزا الطيور المنتشر في الكلاب المستزرعة في قوانغدونغ ، الصين.

"في دراستنا ، ما وجدناه هو مجموعة أخرى من الفيروسات التي تأتي من الخنازير وهي أصلاً طيرية في الأصل ، وهي الآن تقفز إلى الكلاب وتم إعادة تجميعها مع فيروسات أخرى في الكلاب. لدينا الآن H1N1 و H3N2 و H3N8 في الكلاب ، وبدأت تتفاعل مع بعضها البعض ، وهذا يذكرنا جدا بما حدث في الخنازير قبل عشر سنوات من وباء H1N1 ".

على وجه التحديد ، في الدراسة الجديدة ، قام الباحثون بتسلسل جينومات كاملة لـ 16 فيروس أنفلونزا تم الحصول عليها من الأنياب في جنوب الصين (منطقة قوانغشي ذاتية الحكم) خلال 2013-2015. ومن بين المتعاونين الرئيسيين الآخرين في الدراسة ، مارثا نيلسون ، دكتوراه ، وهي متخصصة في تحليل التوالد وإعادة البناء في CRIP ، و Ying Chen ، دكتوراه ، أخصائي مراقبة الإنفلونزا الذي جلب العينات من الصين. ووجد الباحثون أن الجينوم يحتوي على أجزاء من ثلاثة سلالات تنتشر في الخنازير في الصين وهي: H3N2 الثلاثي المكمل لأمريكا الشمالية ، و H1N1 الشبيهة بمرض الطيور الأسيوية الآسيوية ، ووباء H1N1 الوبائي. بالإضافة إلى ذلك ، تم نقل فيروسات H1N1 الأصل الخنازير إلى الأمام في الأنياب وتم إعادة تجميعها مع فيروسات CIV-H3N2 التي تنتشر بشكلٍ دائم في الكلاب الآسيوية ، وتنتج ثلاثة أنماط جينية مختلفة من النمط CIV (H1N1r و / H1N2r و H3N2r).

تم جمع الفيروسات في الدراسة في المقام الأول من الكلاب الأليفة التي ظهرت مع أعراض تنفسية في العيادات البيطرية. الكلاب في مناطق معينة من الصين ، بما في ذلك قوانغشي ، تربي أيضا للحوم وكلاب الشوارع تتجول بحرية ، مما يخلق نظاما أكثر تعقيدا لنظام نقل فيروس أنفلونزا الكلاب. "إن الفيروس الجديد الذي حددناه في دراستنا هو H1N1 ، ولكنه يأتي من الخنازير وهو من أصل طيراني ، لذلك فهو مختلف بشكل مستضدي عن فيروس H1N1 الجديد الذي شوهد في الوباء وأصل مختلف كما ظهر H1N1 السابق في البشر "الدكتور غارسيا ساستري.

سوف تركز الدراسات المستقبلية على توصيف الفيروس بشكل أكبر وتقييمه ، باستخدام الأمصال البشرية ، سواء كان لدى البشر مناعة موجودة ضد كلاب H1N1 أم لا. "إذا كان هناك قدر كبير من المناعة ضد هذه الفيروسات ، فإنها سوف تمثل خطرًا أقل ، ولكن لدينا الآن مضيفًا آخر يبدأ فيه فيروس الأنفلونزا بخصائص وراثية ومظاهر متنوعة ، مما يخلق تنوعًا في المضيف "اتصال وثيق للغاية مع البشر" ، وقال الدكتور غارسيا ساستري. "لقد ازداد التنوع في الكلاب كثيرًا حتى الآن ، حيث إن نوع توليفات الفيروسات التي يمكن أن تنشأ في الكلاب تمثل خطرًا محتملاً على الفيروس أن يقفز إلى الكلب إلى إنسان".

ويقول الباحثون إن الوقت قد حان للتفكير في طرق للحد من انتشار فيروس الأنفلونزا في الكلاب. الولايات المتحدة خالية من أنفلونزا الطيور لأنه في كل مرة تم اكتشاف أنفلونزا الطيور في الدواجن في هذا البلد ، يتم إعدام الدجاج والديك الرومي وإزالته من الدورة الدموية "، تقول الدكتورة غارسيا-ساستر ،" هناك محاولات لتقييد فيروس الأنفلونزا في الخنازير من خلال التطعيم ويمكن للمرء التفكير في تلقيح الكلاب. "
إقرء المزيد

ما هو تأثير التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة على الدماغ؟

من Free Scripts
اكتسب باحثون من Ruhr-Universität Bochum رؤى جديدة حول كيفية تأثير التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) على الترابط الوظيفي للخلايا العصبية. للتصور ، استخدموا الأصباغ الفلورية التي توفر معلومات عن نشاط الخلايا العصبية عن طريق الضوء. باستخدام هذه التقنية ، أظهروا في نموذج حيواني أن TMS يهيئ التوصيلات العصبية في القشرة البصرية للدماغ لعمليات إعادة التنظيم.

يتم استخدام TMS كعلاج لعدد من أمراض الدماغ مثل الاكتئاب ومرض الزهايمر ومرض انفصام الشخصية ، ولكن كان هناك القليل من الأبحاث حول كيفية عمل TMS بالضبط. يصف فريق الاستاذ المساعد الدكتور ديرك جانكي من مختبر التصوير البصري في بوخوم اكتشافاتها الجديدة في مجلة Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) .

دراسة الآثار على الخرائط القشرية في القشرة البصرية

وقد حقق الباحثون في كيفية تأثير TMS على تنظيم ما يسمى خرائط التوجه في الجزء المرئي من الدماغ. هذه الخرائط محددة جينيا جزئيا وتشكل جزئيا بالتفاعل مع محيطنا. في القشرة البصرية ، على سبيل المثال ، تستجيب العصبونات للحواف المتباينة لبعض الاتجاهات ، والتي عادة ما تشكل حدود الكائنات. الخلايا العصبية التي يفضل أن تستجيب لحواف اتجاه معين يتم تجميعها بشكل وثيق بينما تقع مجموعات من العصبونات ذات تفضيلات توجيهية أخرى بعيدًا بشكل تدريجي ، وتشكل جميعها خريطة منتظمة عبر جميع الاتجاهات.

استخدم الفريق TMS عالي التردد وقارن سلوك العصبونات مع المنبهات البصرية بتوجه زاوي محدد قبل وبعد العملية. النتيجة: بعد التحفيز المغناطيسي استجابت الخلايا العصبية بدرجة أكبر من التغير ، أي أن تفضيلها لاتجاه معين كان أقل وضوحا مما كان عليه قبل TMS. "يمكنك القول أنه بعد TMS كانت العصبونات غير مترددة إلى حد ما ، وبالتالي ، من المحتمل أن تكون مفتوحة للمهام الجديدة ،" يشرح ديرك Jancke. "لذلك ، أدركنا أن العلاج يوفر لنا نافذة زمنية لتحريض العمليات البلاستيكية التي يمكن خلالها للخلايا العصبية تغيير تفضيلاتها الوظيفية."

تدريب بصري قصير يعيد تشكيل الخرائط

ثم نظر الفريق في تأثير التدريب البصري السلبي بعد علاج TMS. 20 دقيقة من التعرض لصور ذات توجه زاوي محدد أدت إلى تضخم مناطق الدماغ التي تمثل التوجه المدرّب. "وهكذا ، فإن الخريطة في القشرة المخية البصرية أدرجت التحيز في محتوى المعلومات من التحفيز البصري السابق عن طريق تغيير تخطيطه في وقت قصير" ، يقول Jancke. يوضح ديرك جانكي: "مثل هذا الإجراء - وهو تدريب مستهدف للحواس أو الحركة بعد TMS لتعديل نمط اتصال الدماغ - قد يكون منهجًا مفيدًا للتدخلات العلاجية بالإضافة إلى أشكال محددة من التدريب الحسي".

التحديات المنهجية

التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة هو إجراء غير مؤذٍّ بدون تدخل جراحي: يتم وضع اللولبي فوق الرأس ويمكن تنشيط منطقة الدماغ المعنية أو تثبيطها بواسطة موجات مغناطيسية. حتى الآن لا يعرف سوى القليل عن تأثير الإجراء على مستوى الشبكة الخلوية ، لأن المجال المغناطيسي القوي في TMS يضخم الإشارات التي يستخدمها الباحثون من أجل مراقبة التأثيرات العصبية لنظام TMS. تتداخل النبضات المغناطيسية بشكل خاص مع تقنيات القياس الكهربائي ، مثل EEG. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإجراءات الأخرى المستخدمة في المشاركين البشريين ، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، تكون بطيئة للغاية أو أن استبانة مكانيتها منخفضة للغاية.

استخدم فريق Dirk Jancke أصباغ الفلورسنت المعتمدة على الفلطية ، والمضمنة في أغشية الخلايا العصبية ، من أجل قياس نشاط الدماغ بعد TMS مع دقة الزمانية المكانية العالية. حالما يتم تعديل نشاط العصبون ، تغير جزيئات الصبغة كثافة الانبعاث. لذلك توفر الإشارات الضوئية معلومات حول التغييرات الفورية في نشاط مجموعات من العصبونات.
إقرء المزيد

مادة جديدة قادرة على امتصاص الملوثات العضوية في الماء

من Free Scripts
إن ظهور المعايير والملوثات الناشئة في المياه هو موضوع حديث تسبب في قيام المجتمع العلمي بالبحث عن حلول وبدائل جديدة. على طول هذه الخطوط ، أظهرت مجموعة من علماء جامعة إشبيلية مؤخرًا فعالية مادتين ماصتين جديدتين قادرتين على التخلص من الملوثات العضوية في المحلول في أقل من 24 ساعة.

على وجه التحديد ، قاموا بتقييم نوعين من phyllosilicates: الميكا الاصطناعية القابلة للتوسيع مشحونة للغاية (Na-Mica-4) ، وواحدة تم الحصول عليها من تبادل الكاتيون مع الميكا العضوي المتجانس (C18-Mica-4). Phyllosilicates هي فئة فرعية من السيليكات وتشمل المعادن الشائعة في بيئات مختلفة جدا.

أظهرت النتائج أن المادة C18-Mica-4 قادرة على القضاء على غالبية الملوثات التي تم تقييمها في مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية ، وكذلك المياه السطحية ومياه الشرب. كما توفر الدراسة بيانات عن آلية الامتصاص وتقيم علاقة ملحوظة بين الخواص الفيزيائية الكيميائية للمعايير المختارة والملوثات الناشئة وامتصاص المادة.

في المجموع ، تم دراسة 18 ملوثات عضوية ، من بينها الملوثات الصناعية ، ومنتجات العناية الشخصية ، والعناصر الفعالة الدوائية مثل مضادات الالتهاب ، والمضادات الحيوية ، ومكافحة الصرع ، والمنشطات العصبية المركزية ، وعوامل خفض الدهون ، وغيرها.

داخل الملوثات الصناعية ، تم تحليل العديد من المركبات التي تستخدم في كثير من الأحيان كمنتجات التنظيف ، فضلا عن غيرها من المركبات التي تستخدم كطارد للماء والنفط. مع منتجات العناية الشخصية ، تم تحليل اثنين من المواد الحافظة الاصطناعية (ميثيل بارابين و propylparaben) ، وكلاهما يستخدم على نطاق واسع في مستحضرات التجميل والمنتجات الصيدلانية. وأخيرا ، تم اختبار تسعة مكونات دوائية نشطة أيضا (ديكلوفيناك ، ايبوبروفين ، حمض الساليسيليك ، تريمبيتوبريم ، كاربامازيبين ، بروبرانولول ، الكافيين ، حمض كلوفيبريك و gemfibrozil). وبغية تحقيق تأثيرات علاجية مختلفة ، ينتهي الأمر كله بتلويث مياهنا ، بشكل أساسي ، عن طريق الإفراز البشري.

أجريت الدراسة على مياه الصرف الصحي غير المعالجة في المناطق الحضرية ، ومياه الصرف الصحي المعالجة ، والمياه السطحية من الأنهار والمياه الصالحة للشرب.

"مثل هذه الدراسات ، وغيرها في نفس السطر ، تُظهر إمكانات مواد ماصة معينة لاستخدامها في المعالجة الصناعية للمياه المتأثرة بأنواع مختلفة من التلوث. الحصول على مواد عالمية ذات قدرة عالية على الإزالة والتي يمكن استخدامها وقال استيبان الونسو استاذ جامعة إشبيلية رئيس مشروع البحث "مجموعة كبيرة من الملوثات هي الهدف الرئيسي في هذا المجال."

الخطوات التالية في هذا البحث هي: تقييم هذه المواد في القضاء على عائلات أخرى من ملوثات المياه ، وتطبيقها على نطاق صناعي ، وبالتوازي مع تحسين وظيفة المادة نفسها.
إقرء المزيد

يبتكر الفيزيائيون طريقة للكشف عن مدى تأثير الضوء على المواد

من Free Scripts
طور علماء الفيزياء طريقة لتحديد الخصائص الإلكترونية للأغشية الرقيقة الذهبية بعد تفاعلها مع الضوء. نشرت Nature Communications الأسلوب الجديد ، الذي يضيف إلى فهم القوانين الأساسية التي تحكم تفاعل الإلكترونات والضوء.

يقول هايك هاروتيونيان ، الأستاذ المساعد في الفيزياء في جامعة إيموري والمؤلف الرئيسي للبحوث: "من المدهش ، حتى الآن ، أن هناك طرق محدودة للغاية لتحديد ما يحدث بالضبط مع المواد بعد أن نسلط الضوء عليها". "اكتشافنا قد يمهد الطريق لإدخال تحسينات على الأجهزة مثل المستشعرات الضوئية والخلايا الكهروضوئية."

من الألواح الشمسية إلى الكاميرات والهواتف المحمولة - لرؤية بأعيننا - تفاعل فوتونات الضوء مع الذرات والإلكترونات موجود في كل مكان. يقول هاروتيونيان: "إن الظاهرة البصرية هي عملية أساسية نعتبرها أمراً مفروغاً منه ، ومع ذلك لا نفهم تماماً كيف يتفاعل الضوء مع المواد".

أحد العوائق التي تحول دون فهم تفاصيل هذه التفاعلات هو مدى تعقيدها. عندما يتم نقل طاقة الفوتون الفاتح إلى إلكترون في مادة ممتصة للضوء ، يتم إتلاف الفوتون ويتم تحريك الإلكترون من مستوى إلى آخر. لكن الكثير من الفوتونات والذرات والإلكترونات متورطة - وهذه العملية تحدث بسرعة - أن النمذجة المختبرية للعملية هي تحدي حاسوبي.

بالنسبة لورقة Nature Communications ، بدأ الفيزيائيون بنظام مادي بسيط نسبيًا - طبقات ذهبية رقيقة جدًا - وأجروا تجارب عليه.

يقول هاروتيونيان: "لم نستخدم القوة الحاسوبية الغاشمة". "لقد بدأنا بالبيانات التجريبية وطورنا نموذجًا تحليليًا ونظريًا سمح لنا باستخدام القلم والورقة لفك شفرة البيانات".

قام هاروتيونيان ومانوج مانجاري ، وهو زميل ما بعد الدكتوراه في مختبره ، بتصميم التجارب وإجرائها. ستيفن جراي ، غاري فيدريشت و تال هيبرن - من مختبر أرغون الوطني - جاءوا بالأدوات الرياضية اللازمة. كما عمل الفيزيائيون في أرجون على النموذج النظري ، إلى جانب ألكسندر غوفوروف من جامعة أوهايو.

بالنسبة للتجارب ، تم وضع مقاييس نانوية الذهب عند زوايا معينة. ثم أضاء الضوء على الذهب في اثنين ، نبضات متتالية. يقول هاروتيونيان: "كانت نبضات ضوء الليزر هذه قصيرة جدًا - آلاف المليارات من المرات أقل من الثانية". "تم امتصاص النبض الأول بالذهب. وقياس النبض الثاني للضوء نتائج هذا الامتصاص ، مبينًا كيف تغيرت الإلكترونات من الأرض إلى الحالة المثارة."

عادة ، يمتص الذهب الضوء على الترددات الخضراء ، مما يعكس جميع الألوان الأخرى للطيف ، مما يجعل المعدن يبدو أصفر. ومع ذلك ، يمكن أن يمتص الذهب في شكل طبقات نانوية الضوء عند أطوال موجات أطول ، في الجزء تحت الأحمر من الطيف.

يقول هاروتيونيان: "في زاوية إثارة معينة ، كنا قادرين على تحفيز التحولات الإلكترونية التي لم تكن مجرد تردد مختلف بل عملية فيزيائية مختلفة". "لقد تمكنا من تتبع تطور هذه العملية بمرور الوقت وإظهار سبب وكيفية حدوث هذه التحولات."

قد يؤدي استخدام الطريقة لفهم التفاعلات الكامنة وراء امتصاص الضوء بواسطة مادة بشكل أفضل إلى طرق لضبط هذه التفاعلات وإدارتها.

فعلى سبيل المثال ، لا تستطيع خلايا الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، على سبيل المثال ، سوى امتصاص نسبة صغيرة من الضوء الذي يضربها. تعد المستشعرات الضوئية المستخدمة في الطب الحيوي ومحفزات الصور المستخدمة في الكيمياء أمثلة أخرى للأجهزة التي يمكن تحسينها بالطريقة الجديدة.

في حين أن ورقة Nature Communications تقدم إثباتًا للمفهوم ، يخطط الباحثون لمواصلة تحسين استخدام هذا الأسلوب مع الذهب ، في حين يتم أيضًا تجربة مجموعة من المواد الأخرى.

يقول هاروتيونيان: "في النهاية ، نريد أن نبرهن على أن هذه طريقة واسعة يمكن تطبيقها على العديد من المواد المفيدة".

إقرء المزيد

المحاكاة الحاسوبية تحدد المفتاح الكيميائي لبدائل أدوية السكري

من Free Scripts
جيريمي سميث ، رئيس مجلس الإدارة للفيزياء الحيوية الجزيئية في جامعة تينيسي ، نوكسفيل ، ومدير مركز الفيزياء الجزيئية الحيوية في مختبر أوك ريدج الوطني ، عمل مع فريق بحث من مركز العلوم الصحية في جامعة يوتا لاكتشاف مركب كيميائي يمكن أن ينخفض مستويات السكر بشكل فعال مثل عقار الميتفورمين السكري ولكن بجرعة أقل.

استخدم سميث ، مع جيروم بودري ، من جامعة ألاباما في هانتسفيل ، وطالب الدراسات العليا كاران كابور ، من جامعة إلينوي في أوربانا شامبان ، حوسبة عالية الأداء لإنشاء محاكاة متطورة لاقتراح المواد الكيميائية التي يمكن أن تنشط البروتين GPRC6A ، الذي ينظم مستويات السكر عن طريق تصحيح التشوهات في إفراز الأنسولين في البنكرياس ، امتصاص الجلوكوز في العضلات الهيكلية ، وتنظيم الكبد من التمثيل الغذائي للجلوكوز والدهون. تحقق فريق UTHSC من فعاليته واستخدم نقطة البداية هذه لتصميم مادة كيميائية أكثر فاعلية.

وقال سميث "هذا المركب الكيميائي يخفض مستويات السكر في الفئران بشكل فعال مثل الميتفورمين ولكن بجرعة أقل 30 مرة." "ولذلك فهي نقطة انطلاق جيدة لتطوير دواء جديد وفعال لمكافحة مرض السكري".

تم نشر هذا النهج الجديد لاكتشاف أدوية السكري في PLOS One ، وهي مجلة علمية مفتوحة للوصول إلى النظراء.

يقود فريق أبحاث UTHSC Darryl Quarles ، وأستاذ مجموعة UT الطبية لأمراض الكلى ، ومدير قسم أمراض الكلى ، والعميد المشارك للأبحاث في كلية الطب في UTHSC.

مع أكثر من 400 مليون شخص يعانون من مرض السكري من النوع 2 في جميع أنحاء العالم ، فإن التكلفة العالمية للطب والوقاية تقترب من تريليون دولار سنويا. إن عقار الميتفورمين Metformin ، وهو دواء يخفض إنتاج السكر من الكبد ويقلل من مخاطر الوفاة ، يُنصح به حاليًا كعلاج من الخط الأول. ومع ذلك ، هناك حاجة لخيارات العلاج البديلة عندما لا يستجيب المرضى للميتفورمين.

وجدت حسابات سميث العديد من المواد الكيميائية التي قد تنشط البروتين ، ومختبر Quarles في UTHSC اختبار كل منهما. ثم استخدم فريق من الكيميائيين الطبيين UTHSC النتائج لتجميع الجزيئات ذات الصلة للاختبارات ما قبل السريرية ، وتم العثور على مادة كيميائية تسمى DJ-V-159 لتكون قوية للغاية في تحفيز إفراز الأنسولين وخفض مستويات السكر في الفئران.

إقرء المزيد

بيانات أكثر تفصيلاً عن الظروف الحرارية لأرض القطب الشمالي

من Free Scripts
بيانات أكثر تفصيلاً عن الظروف الحرارية لأرض القطب الشمالي

بيانات أكثر تفصيلاً عن الظروف الحرارية لأرض القطب الشمالي
إن فهم الظروف الحرارية للأرض في القطب الشمالي أمر في غاية الأهمية من أجل تقييم آثار تغير المناخ على حدوث التجمد الدائم ، على النظم الإيكولوجية والمجتمعات في Arctis ، والنظام المناخي العالمي. شارك في هذه الدراسة جحا آلتو وماسكا لوتو الباحثان في الجغرافيا الطبيعية في جامعة هلسنكي. وقد نشرت نتائج الدراسة في مجلة البحوث الجيوفيزيائية الدولية .

أجرى البحث جوها آلتو وماسكا لوتو (قسم علوم الأرض والجغرافيا ، جامعة هلسنكي / معهد الأرصاد الجوية الفنلندي) ، وأولي كاراجالينين ويان هيورت (وحدة البحوث الجغرافية ، جامعة أولو).

الدعم من الأساليب الإحصائية

قام البحث بتجميع درجات حرارة الأرض وسماكة الطبقة النشطة ، أي الطبقة فوق الطبقة المتجمدة ، والتي تذاب في الصيف. غطت الدراسة معظم نصف الكرة الشمالي.

واستندت النمذجة إلى قاعدة بيانات تجمع بين قياسات ميدانية واسعة النطاق وبيانات بيئية رقمية. استخدمت الدراسة طرق المجموعات الإحصائية ذات الدقة المكانية 1km2 ، وهي دقة غير مرئية حتى الآن.

"هذه خطوة هامة إلى الأمام ، حيث أن الدراسات السابقة كانت قادرة فقط على تقديم نظرة عامة عامة للغاية على الظروف الحرارية لأرض القطب الشمالي وتغيراتها" ، كما تقول جحا آلتو ، باحثة ما بعد الدكتوراه.

من المتوقع حدوث تغيرات كبيرة في حدوث التجمّد السرمدي

ووفقاً لنتائج البحث ، فإن مساحة تبلغ حوالي 15 مليون كيلومتر مربع تحتوي على ظروف مواتية للتربة الصقيعية في الوقت الراهن ، مع أخذ عدم اليقين في وضع النماذج في الاعتبار.

يقول آلتو: "على أية حال ، فإن هذه المنطقة ستتقلص كثيرًا في المستقبل كنتيجة لتغير المناخ".

واستناداً إلى سيناريو أفضل حالة لتغير المناخ (RCP2. 6) ، على سبيل المثال ، فإن الظروف المؤاتية للتجمد الدائم في نصف الكرة الشمالي ستنخفض مع أكثر من الثلث بحلول عام 2050 مع تغير درجات الحرارة وظروف المطر.

ووفقاً لسيناريو الحالة الأسوأ (RCP8. 5) ، فإن المناطق المؤاتية للتجمد الدائم قد انخفضت بالفعل بنسبة 47٪ في تلك المرحلة.

ومن الجدير بالملاحظة أيضًا أن نماذجنا تظهر أن أكبر التغيرات نسبيًا ستحدث في المناطق التي تكون فيها درجات الحرارة الحالية منخفضة ، ولكن التغير المناخي المتوقع سيكون واسعًا. مثل هذه المناطق هي على سبيل المثال مناطق التربة الصقيعية الكبيرة في وسط سيبيريا ، "يقول جحا آلتو.

يقول ميسيكا لوتو ، الأستاذ في الجغرافيا الطبيعية: "إن البيانات الجديدة التي تم إنتاجها من خلال البحث ستمنحنا فرصًا جديدة لتقييم عمليات دورة الكربون والمخاطر على البنية التحتية التي يفرضها ذوبان الجليد الدائم". لا يزال البحث جارًا وتقديرات أكثر دقة حول كيفية تأثير الصقيع على أشياء مثل المباني والطرق التي سيتم إعدادها.

البحث عبارة عن تعاون بين جامعة هلسنكي ومعهد الأرصاد الجوية الفنلندي وجامعة أولو ، وهو جزء من مشروع إنفراآزارد الذي تموله أكاديمية فنلندا. يدرس المشروع عمليات سطح الأرض في القطب الشمالي في ظل تغير المناخ ، ويقيّم المخاطر التي تشكلها على الأنشطة البشرية.
إقرء المزيد

يمكن لضخ المياه الجوفية زيادة مستويات الزرنيخ في الري ومياه الشرب

من Free Scripts
لعقود من الزمن ، تسبب ضخ المياه الجوفية المكثف في غرق الأرض تحت وادي سان جواكين في كاليفورنيا ، مما أضر بالبنية التحتية. يشير البحث الذي نشر في دورية Nature Communications إلى أنه عندما يؤدي الضخ إلى غرق الأرض ، فإنه يطلق أيضًا تهديدًا غير مرئي لصحة الإنسان وإنتاج الغذاء: فهو يسمح للزرنيخ بالانتقال إلى طبقات المياه الجوفية التي توفر مياه الشرب لمليون شخص والري للمحاصيل. في بعض من أغنى الأراضي الزراعية في البلاد.

ووجدت المجموعة أن القياسات المشتقة من السواتل من الأرض قد تتنبأ بتراكيز الزرنيخ في المياه الجوفية. ويمكن أن تكون هذه التقنية بمثابة نظام إنذار مبكر لمنع المستويات الخطيرة من التلوث بالزرنيخ في طبقات المياه الجوفية ذات الخصائص المحددة في جميع أنحاء العالم.

وقال الباحث الرئيسي ريان سميث ، وهو أحد مرشحي الدكتوراه في الجيوفيزياء في كلية الأرض والطاقة والعلوم البيئية (ستانفورد إيرث): "لقد كان الزرنيخ في المياه الجوفية مشكلة لفترة طويلة للغاية". إنه موجود بشكل طبيعي في القشرة الأرضية وقلق متكرر في إدارة المياه الجوفية بسبب وجوده في كل مكان وارتباطه بأمراض القلب والسكري والسرطان وأمراض أخرى. وقال سميث "لكن الفكرة القائلة بأن زيادة الإنفاق على الري يمكن أن تزيد من تركيز الزرنيخ هي فكرة جديدة."

الأهم من ذلك ، وجدت المجموعة علامات على أن طبقات المياه الجوفية الملوثة نتيجة لزيادة الضغط يمكن أن تتعافى إذا توقفت السحوبات. وكانت المناطق التي أظهرت تباطؤًا أبطأ بالمقارنة مع 15 عامًا سابقًا أيضًا مستويات منخفضة من الزرنيخ. وقال الباحث المشارك في الدراسة سكوت فاندورف ، وهو أستاذ في علوم نظم الأرض وزميل كبير في معهد ستانفورد وودز للبيئة: "يجب أن تكون المياه الجوفية قد انقلبت إلى حد كبير".

الافراج عن الزرنيخ من الطين

قام فريق البحث بتحليل بيانات الزرنيخ لمئات الآبار في فترتين مختلفتين من الجفاف إلى جانب تقديرات على مستوى سطح البحر للهبوط الأرضي أو الغرق التي التقطتها السواتل. ووجد الباحثون أنه عندما تغرق الأراضي في حوض تولاري في وادي سان خواكين أسرع من 3 بوصات في السنة ، فإن خطر العثور على مستويات الزرنيخ الخطرة في المياه الجوفية بقدر ثلاث أضعاف.

وتتكون طبقات المياه الجوفية في حوض تولاري من مناطق الرمل والحصى التي تفصلها طبقات رقيقة من الطين. يعمل الطين مثل الإسفنج ، ويمسك بالماء وكذلك الزرنيخ المنقوع من رواسب النهر القديمة. على عكس طبقات الرمل والحصى ، تحتوي هذه الطميية على القليل من الأكسجين ، مما يخلق ظروفًا للزرنيخ في شكل يذوب بسهولة في الماء.

عندما يجتذب الضخ الكثير من المياه من مناطق الرمل والحصى ، يضغط الخزان الجوفي ويغرق الأرض. وأوضح فيندورف: "بدأت الرمال والحصى التي تم تفريغها بسبب ضغط المياه بالضغط على الإسفنج". ثم يبدأ الماء الغني بالزرنيخ بالتسرب ويخلط مع الماء في طبقة المياه الجوفية الرئيسية.

عندما يبطئ ضخ الماء بشكل كافٍ لوضع المكابح على الهبوط - ويخفف الضغط على الزرنيخ المحبوس - يمكن أن ينغمر الماء النقي في المياه من الجداول والمطر والجريان السطحي الطبيعي على السطح من تنظيف النظام بشكل تدريجي.

ومع ذلك ، يحذر المؤلف المشارك في الدراسة روزماري نايت ، أستاذ الجيوفيزياء وأعضاء هيئة التدريس المنتسبين في معهد وودز ، من الأعمال المصرفية أكثر من اللازم في ظل انتعاش يمكن التنبؤ به من الإفراط في الإنفاق. وقالت: "المدة التي يستغرقها التعافي ستتغير بدرجة كبيرة وتعتمد على العديد من العوامل".

وقال الباحثون إن الإفراط في ضخ المياه في طبقات المياه الجوفية الأخرى يمكن أن يؤدي إلى نفس مشاكل التلوث التي تظهر في وادي سان جواكين إذا كانت لديهم ثلاثة صفات: طبقات متغيرة من الطين والرمل. مصدر للزرنيخ ومحتوى الأكسجين المنخفض نسبياً ، وهو أمر شائع في طبقات المياه الجوفية الموجودة تحت الطين السميك.

قد يكون التهديد أكثر انتشارًا مما كان يعتقد من قبل. فقط في السنوات القليلة الماضية اكتشف العلماء أن طبقات المياه الجوفية جيدة التهوية التي تعتبر محصنة إلى حد كبير من مشاكل الزرنيخ يمكن في الواقع أن تكون ممزوجة مع الطين الذي يحتوي على مستويات منخفضة من الأكسجين الضرورية للزرنيخ للانتقال إلى معظم المياه الجوفية. وقال فيندورف "بدأنا ندرك أن هذا خطر."

رؤى القمر الصناعي

إن الكشف عن أن الاستشعار عن بعد يمكن أن يثير إنذاراً قبل أن يهدد التلوث صحة الإنسان يعطي الأمل في مراقبة أفضل للمياه. وقال نايت: "بدلاً من الاضطرار إلى حفر الآبار وإعادة عينات المياه إلى المختبر ، لدينا قمر صناعي يحصل على البيانات التي نحتاجها".

وفي حين أن البيانات الجيدة مهمة للتحقق من صحة بيانات الأقمار الصناعية ومعايرتها ، فقد أوضحت أن المراقبة على الأرض لا يمكن أن تتطابق أبداً مع اتساع وسرعة الاستشعار عن بعد. وقالت نايت: "إنك لا تقوم أبداً بأخذ عينات من بئر ما يكفي للقبض على الزرنيخ في اللحظة التي تكون فيها في البئر". "لذلك من الرائع أن يكون لدينا نظام الإنذار المبكر بالاستشعار عن بعد هذا لكي يدرك الناس أنهم يقتربون من نقطة حرجة من حيث جودة المياه."

تعتمد الدراسة على الأبحاث التي قادتها لورا إربان عام 2013 ، ثم طالبة دكتوراه تعمل في دلتا نهر ميكونغ في فيتنام. "هذا هو المكان الذي بدأنا فيه بالقول ،" أوه لا ، "قال Fendorf ، الذي شارك في تأليف تلك الورقة.

كما هو الحال في وادي سان خواكين ، أظهرت مناطق دلتا نهر ميكونغ حيث كانت الأراضي غارقة أكثر تركيزات أعلى للزرنيخ. "الآن لدينا موقعين في مناطق جغرافية مختلفة تماما حيث يبدو أن نفس الآليات تعمل" ، قال Fendorf. "هذا يرسل دافعا نحتاجه للتفكير في إدارة المياه الجوفية والتأكد من أننا لا نبالغ في تكوين طبقات المياه الجوفية".
إقرء المزيد