حذف حافظه کوتاه مدت در موش‌ها با استفاده از نور

به گزارش خبرنگار ایمنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران در بررسی مشترکی، راهبرد جدیدی را کشف کرده‌اند که پادتن‌ها به واسطه آن می‌توانند جلوی ورود ویروس‌ها به سلول‌های بدن را بگیرند.

این موضوع به طور گسترده‌ای درک شده است که پادتن‌ها، ویروس‌ها را با چسبیدن به سطوح آنها خنثی می‌کنند و از توانایی آنها در آلوده کردن سلول‌های میزبان جلوگیری می‌کنند، اما یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که این روش، تنها راهی نیست که پادتن‌ها به واسطه آن، ویروس‌ها را از کار می‌اندازند. یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران به سرپرستی "دانشگاه پنسیلوانیا"(Penn State) کشف کرده‌اند که پادتن‌ها می‌توانند ویروس‌ها را منحرف کنند و در نتیجه، مانع اتصال و ورود درست آنها به سلول‌ها شوند.

"گانش آن‌اند"(Ganesh Anand)، استادیار شیمی دانشگاه پنسیلوانیا گفت: همه فکر می‌کنند که پادتن‌ها به ویروس‌ها متصل می‌شوند و مانع از ورود آن‌ها به سلول‌ها می‌شوند یعنی اساساً آنها را قفل می‌کنند، اما پژوهش ما برای نخستین بار نشان می‌دهد که پادتن‌ها ممکن است ویروس‌ها را از نظر فیزیکی نیز منحرف کنند تا نتوانند به درستی به سلول‌های میزبان متصل شوند و آنها را آلوده کنند.

آن‌اند و همکارانش در این پژوهش، تعاملات میان یک "پادتن مونوکلونال انسانی"(HMAb) موسوم به "C10" و دو ویروس "زیکا"(Zika) و "دنگی"(Dengue) را بررسی کردند. پادتن C10 مورد استفاده در این پژوهش، پیشتر از بیماران مبتلا به ویروس دنگی به دست آمده بود که نشان داده بودند می‌توانند ویروس زیکا را خنثی کنند.

پژوهشگران، ترکیبی از چند روش از جمله "میکروسکوپ الکترونی کرایو"(cryo-EM) را برای دیدن ویروس‌ها و "طیف‌سنجی جرمی تبادل هیدروژن/دوتریوم"(HDXMS) را برای درک حرکت آنها به کار بردند.

آن‌اند ادامه داد: میکروسکوپ الکترونی کرایو، محلول حاوی مولکول‌های مورد نظر را بررسی می‌کند و سپس، آنها را با الکترون‌ها هدف قرار می‌دهد تا تصاویر متعددی را از مولکول‌ها در جهت‌های گوناگون ارائه دهد. سپس این تصاویر در یک عکس فوری از ظاهر مولکول ادغام می‌شود. این روش، تصاویر بسیار دقیق‌تری از مولکول‌ها را نسبت به سایر انواع میکروسکوپ ارائه می‌دهد.

درمان موفق HIV در آستانه آزمایشات انسانی

شرکت "گلاسکواسمیت‌کلاین" به یک درمان موفقیت آمیز برای بیماری ایدز رسیده است که می‌تواند ویروس HIV را در بدن ریشه کن کند و به زودی آزمایشات انسانی آن را آغاز می‌کند.

بیش از ۳۸ میلیون نفر در سراسر جهان با ویروس "اچ‌آی‌وی"(HIV) یا ویروس نقص ایمنی انسانی که موجب ابتلاء به بیماری ایدز می‌شود، زندگی می‌کنند. با این حال، با پیشرفت‌های متعددی که در راه است، امیدواریم این آمار در سال‌های آینده تغییر کند.

شرکت "گلاکسواسمیت‌کلاین"(GlaxoSmithKline) که یک غول داروسازی چندملیتی بریتانیایی است، در نظر دارد تا اوایل تابستان سال آینده آزمایش‌های انسانی روش درمانی خود را برای این بیماری آغاز کند. این یک حرکت تغییر دهنده بازی است که می‌تواند میلیون‌ها نفر را از این بیماری رها کند.

این شرکت آزمایش جدیدترین درمان خود را برای بیدار کردن ویروس در سلول‌های ایمنی افراد آغاز خواهد کرد. این درمان برای بیرون آوردن ویروس از مخفیگاه خود طراحی شده است تا بتوان آن را هدف قرار داد و شکست داد.

این درمان تاکنون روی پستانداران غیر انسانی آزمایش شده است و در شناسایی ویروس‌ها موفق عمل کرده است.

حالا پس از چند دهه از ظهور و شیوع ویرو "اچ‌آی‌وی"، این بیماری دیگر حکم مرگ ندارد و داروها می‌توانند به افراد مبتلا به این بیماری کمک کنند زندگی طولانی‌تر و سالم‌تری داشته باشند و در عین حال خطر انتقال به دیگران را در آنها کاهش دهند. با این حال، بدبینی‌ها و ترس حول این بیماری هنوز پابرجاست و در حالی که جوامع برای آموزش بهتر بهداشت در مدارس تلاش می‌کنند، دانشمندان نیز برای یافتن راهی برای پایان دادن به این بیماری در تلاش هستند.

"کیمبرلی اسمیت" سرپرست تحقیق و توسعه در بخش بهداشت "اچ‌آی‌وی" در شرکت "گلاکسواسمیت‌کلاین" توضیح می‌دهد: یک نبرد طولانی علیه HIV داشته‌ایم و اکنون اوضاع بسیار بهتر است. افراد مبتلا عمر طولانی‌تری دارند، اما هنوز هم یک بیماری خطرناک و تهدید کننده است و هنوز هم به شدت مورد بدبینی و ترس است. بنابراین رسیدن به یک درمان، بسیار مهم است.

گام جدیدی به سوی توسعه رایانه‌های مشابه مغز انسان

پژوهشگران سوئدی موفق شده‌اند گام جدیدی را به سوی توسعه رایانه‌های مشابه مغز انسان بردارند.

پژوهشگران مدت‌هاست که تلاش می‌کنند تا رایانه‌هایی را توسعه دهند که به اندازه مغز ما، بهره‌وری انرژی را داشته باشند.

پژوهشگران "دانشگاه گوتنبرگ"(University of Gothenburg) سوئد، برای نخستین بار موفق شده‌اند عملکرد حافظه را با عملکرد محاسبه در یک مؤلفه ترکیب کنند. این پژوهش، راه را برای فناوری‌های کارآمدتر، از تلفن همراه گرفته تا خودروهای خودران هموار می‌کند.

در سال‌های اخیر، رایانه‌ها تا اندازه زیادی به لطف هوش مصنوعی توانسته‌اند وظایف شناختی پیشرفته‌ای مانند تشخیص زبان و تصویر یا نمایش مهارت‌های فوق‌انسانی شطرنج را انجام دهند. با وجود این، مغز انسان هنوز در توانایی خود برای انجام دادن کارها به طور مؤثر و با بهره‌وری انرژی، بی بدیل است.

"یوهان اکرمن"(Johan Åkerman)، استاد اسپینترونیک دانشگاه گوتنبرگ گفت: یافتن روش‌های جدیدی برای انجام دادن محاسبات مشابه فرآیندهای کارآمد مغز، هدف اصلی پژوهش برای دهه‌ها بوده است. کارهای شناختی مانند تشخیص تصویر و صدا، به قدرت قابل توجه رایانه نیاز دارند و فناوری‌های کاربردی، به ویژه تلفن‌های همراه، پهپادها و ماهواره‌ها نیازمند راه‌حل‌های بهره‌وری انرژی هستند.

این کشف می‌تواند امکان ابداع فناوری‌های سریع‌تر و ساده‌تری را در بسیاری از زمینه‌ها ممکن سازد که ویژگی بهره‌وری انرژی را دارند. اکرمن احساس می‌کند که تولید موفقیت‌آمیز مولفه‌ها در یک فضای بسیار کوچک، مزیت بزرگی به شمار می‌رود.

تشخیص سطح کلسترول خون با اسکن کف دست

پژوهشگران چینی سیستم جدیدی را ابداع کرده‌اند که می‌تواند با اسکن کردن کف دست، سطح کلسترول خون را تشخیص دهد.

نظارت منظم بر سطح کلسترول خون برای افراد مبتلا به "بیماری عروق کرونر قلب"(Coronary artery disease)، ضروری است و معمولاً به نمونه‌گیری از خون نیاز دارد. پژوهشگران چینی باور دارند که یک سیستم جدید می‌تواند همان داده‌ها را به سادگی و تنها با تصویربرداری از پوست دست ارائه دهد.

این سیستم جدید توسط پژوهشگران "آکادمی علوم چین"(Chinese Academy of Sciences) و "دانشگاه علم و فناوری چین"(USTC) ابداع شده است.
در این روش، پزشکان با استفاده از یک پد الکلی، پوست کف دست غیر غالب بیمار را تمیز می‌کنند، زیرا پوست دست غیر غالب، نرم‌تر از پوست دست غالب است که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس پزشکان، یک حلقه پلاستیکی را که پشت آن چسب دارد، روی ناحیه تمیز شده می‌چسبانند و از بیمار می‌خواهند که دست خود را روی یک اسکنر بگذارد. بدین ترتیب، حلقه پلاستیکی با یک لنز که روی دستگاه قرار دارد، هماهنگ می‌شود.

اسکنر با تجزیه و تحلیل روشی که پوست به واسطه آن، نور را جذب و پراکنده می‌کند، به تعیین نشانه طیفی پوست می‌پردازند. سپس، یک ماده شیمیایی مخصوص، به فضای درون حلقه اضافه می‌شود تا پوست را بپوشاند. پوست پس از پاکسازی ماده شیمیایی، دوباره اسکن می‌شود.

حذف حافظه کوتاه مدت در موش‌ها با استفاده از نور

دانشمندان راهی برای حذف حافظه کوتاه مدت در موش‌ها با استفاده از نور یافته‌اند.

دانشمندان دانشگاه "کیوتو" در ژاپن با استفاده از یک سیستم عصبی-نوری موفق شدند خاطرات موش‌ها را دستکاری کنند.

این مطالعه هنوز در مرحله آزمایشی است، اما به نظر می‌رسد که این ابزار پاک‌کننده حافظه از فیلم معروف «مردان سیاه پوش» یا یک روش پزشکی که در فیلم «درخشش ابدی یک ذهن پاک» مورد استفاده قرار گرفت، الهام گرفته شده است.

این مطالعه با قرار دادن موش‌ها در یک محفظه تاریک انجام شد که به آنها شوک الکتریکی وارد می‌شد. وقتی یک موش وارد آن محفظه می‌شد، یک شوک الکتریکی به آن وارد می‌شد و این باعث می‌شد که مضطرب شود و به اطراف بدود.

اما موش‌هایی که با این ابزار جدید تحت آزمایش قرار گرفتند، بعداً آن شوک الکتریکی را فراموش کردند و در آن محفظه آرام نشستند و حتی دوباره حاضر به ورود به آن شدند.

خاطرات در طول خواب با یک فعالیت عصبی به نام "تقویت طولانی مدت"(LTP) تثبیت می‌شوند. گروهی از محققان که توسط "آکیهیرو گوتو" از دانشگاه "کیوتو" رهبری می‌شود، از تاباندن نور بر روی برخی نورون‌ها برای مهار سنتز "کوفیلین" که پروتئینی است که برای "LTP" ضروری است، استفاده می‌کنند.

فرآیند "LTP" با تقویت سیناپس‌ها با فعالیت عصبی، حافظه و تشکیل خاطرات را موجب می‌شود و با بررسی اینکه کدام سلول‌ها تحت فرآیند "LTP" قرار می‌گیرند و زمانی که آن را انجام می‌دهند، می‌توان زمان شکل‌گیری حافظه و مکان ذخیره‌سازی آن در مغز را تعیین کرد.

فرآیند "LTP" همچنین می‌تواند با استفاده از داروها مختل شود، اما آنها در هدف قرار دادن مناطق مشخصی از مغز دقیق نیستند.

پیشرفت در نانوالکترونیک با نور فشرده

محققان می‌گویند "نور فشرده" که نور را در یک نقطه در مقیاس نانو فشرده می‌کند، می‌تواند پیشرفت‌هایی را در حوزه نانوالکترونیک ایجاد کند.

تولید دستگاه‌ها در مقیاس نانو یک چیز است، اما مطالعه و بهبود آنها چیز دیگری است، چرا که آن‌قدر کوچک هستند که نمی‌توانند نور کافی را برای بررسی منعکس کنند. با این حال، یک پیشرفت ممکن است این امر را به زودی ممکن کند.

محققان دانشگاه "یو سی ریورساید"(UC Riverside) یک فناوری جدید ساخته‌اند که نور لامپ تنگستن را در نقطه‌ای شش نانومتری در انتهای یک نانوسیم نقره فشرده می‌کند. این امر به دانشمندان این امکان را می‌دهد که به جای اینکه مجبور باشند به ارتعاشات مولکولی بسنده کنند، یک تصویر رنگی را در سطحی بی‌سابقه تولید کنند.

محققان و توسعه‌دهندگان این فناوری، یک ابزار موجود به نام "superfocusing" که برای اندازه‌گیری ارتعاشات استفاده می‌شود را برای تشخیص سیگنال‌ها در تمام طیف نور مرئی اصلاح کردند. نور در یک مسیر مخروطی مانند چراغ قوه حرکت می‌کند. هنگامی که نوک نانوسیم از روی یک جسم عبور می‌کند، سیستم، تأثیر آن را بر شکل و رنگ پرتو از جمله از طریق یک طیف‌سنج ثبت می‌کند. با دو قطعه طیف‌سنج برای هر پیکسل شش نانومتری، محققان می‌توانند عکس‌های رنگی از نانولوله‌های کربنی ایجاد کنند که در غیر این صورت خاکستری به نظر می‌رسند.