Κινητήρες λειτουργούν για πρώτη φορά μέσα σε ζωντανά κύτταρα

Μικροσκοπικοί κινητήρες που δημιουργήθηκαν στο εργαστήριο τοποθετήθηκαν για πρώτη φορά στο εσωτερικό ανθρώπινων κυττάρων, μια εξέλιξη που ίσως φέρνει πιο κοντά τα ιατρικά νανορομπότ για τη χορήγηση φαρμάκων και την πραγματοποίηση ενδοκυτταρικών επεμβάσεων.

«Η έρευνα αυτή δείχνει ότι ίσως είναι δυνατό να χρησιμοποιήσουμε συνθετικούς νανοκινητήρες για να μελετήσουμε την κυτταρική βιολογία με νέους τρόπους» υποστηρίζει ο Τομ Μάλουκ, επικεφαλής της μελέτης στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια.

« Ίσως μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε νανοκινητήρες για να αντιμετωπίσουμε τον καρκίνο και άλλες ασθένειες με μηχανικούς χειρισμούς των κυττάρων από το εσωτερικό τους. Οι νανοκινητήρες θα μπορούσαν να πραγματοποιούν ενδοκυτταρικές χειρουργικές επεμβάσεις και να διοχετεύουν φάρμακα σε ζωντανούς ιστούς» συνεχίζει.

Οι νανοκινητήρες είναι μεταλλικά σωματίδια σε σχήμα πυραύλου, οι οποίοι κινούνται όταν εκτεθούν σε ισχυρούς υπερήχους. Δεδομένου ότι αποτελούνται από μέταλλα (χρυσό και ρουθήνιο), η πορεία τους μέσα στα κύτταρα θα ήταν επίσης δυνατό να ελεγχθεί με εξωτερικά μαγνητικά πεδία.

Τα άκρα των σωματιδίων είναι έτσι σχεδιασμένα ώστε να σκεδάζουν τα ηχητικά κύματα, οπότε το σωματίδιο αναγκάζεται να περιστραφεί και να κινηθεί προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Οι ερευνητές παρακολούθησαν τους νανοκινητήρες να κινούνται μέσα σε ανθρώπινα κύτταρα HeLa, μια κυτταρική σειρά που χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες σε βιοϊατρικές μελέτες.

«Καθώς οι νανοκινητήρες κινούνται και συγκρούονται με δομές εντός των κυττάρων, τα κύτταρα παρουσιάζουν μηχανικές αντιδράσεις που δεν είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν» αναφέρει ο Δρ Μάλουκ.

Με την αύξηση της ισχύος των υπερήχων, οι κινητήρες κινούνται και περιστρέφονται ταχύτερα, μέχρι που αρχίζουν να λειτουργούν ως «αβγοδάρτες» που ομοιογενοποιούν το περιεχομένου του κυττάρου και τελικά τρυπούν την εξωτερική μεμβράνη.

Οι νανοκινητήρες της μελέτης είναι οι πρώτοι που λειτουργούν μέσα σε κύτταρα, απέχουν όμως πολύ από τις ιατρικές εφαρμογές που οραματίζονται οι ερευνητές.

Η έρευνα δημοσιεύεται στην έγκριτη γερμανική επιθεώρηση Angewandte Chemie International Edition.

Η «ομορφιά» των μαθηματικών εξισώσεων διεγείρει τον εγκέφαλο

Βρετανοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι μαθηματικά μπορούν διεγείρουν τις ίδιες περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου που ενεργοποιούνται από τη θεά ενός έργου τέχνης ή την ακρόαση ενός μουσικού αριστουργήματος. 

Σύμφωνα με στοιχεία που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό έντυπο Frontiers in Human Neuroscience, ομάδα ειδικών από το Πανεπιστήμιο του Λονδίνου, με επικεφαλής τον καθηγητή Σεμίρ Ζέκι, μέσω λειτουργικής μαγνητικής απεικόνισης (fMRI) μελέτησαν την εγκεφαλική δραστηριότητα 15 καθηγητών Μαθηματικών, την ώρα που αυτοί καλούνταν να δουν 60 μαθηματικές εξισώσεις και να τις αξιολογήσουν ως «όμορφες», «άσχημες» ή «ουδέτερες».

Η μελέτη έδειξε ότι η εμπειρία του «μαθηματικά ωραίου» καταγράφεται στην ίδια συναισθηματική περιοχή του εγκεφάλου (στον μέσο κογχομετωπιαίο φλοιό), όπου αποτυπώνεται και γίνεται η επεξεργασία του «ωραίου» στην μουσική ή τη ζωγραφική.

«Σε πολλούς από εμάς οι μαθηματικές εξισώσεις φαίνονται ξερές και ακατανόητες, όμως για έναν μαθηματικό μια εξίσωση μπορεί να ενσωματώνει την πεμπτουσία της ομορφιάς. Η ομορφιά μιας εξίσωσης μπορεί να προέρχεται από την απλότητά της, τη συμμετρία της, την κομψότητά της ή την έκφραση μιας αναλλοίωτης αλήθειας. Για τον Πλάτωνα, η αφηρημένη ποιότητα των μαθηματικών εξέφραζε το αποκορύφωμα της ομορφιάς», εξηγεί ο Δρ Ζέκι.

Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι, οι εξισώσεις που συστηματικά γεννούν την πιο έντονη αισθητική απόλαυση, είναι η ταυτότητα του Όιλερ, το Πυθαγόρειο θεώρημα και οι εξισώσεις Κοσί-Ρίμαν.

Η νέα μελέτη ενισχύει τη θεωρία ότι υπάρχει μια ενιαία νευροβιολογική βάση για την ομορφιά και την αισθητική αντίληψη του ωραίου.

Ένα βήμα πιο κοντά στην ενέργεια από σύντηξη

Η παραγωγή απεριόριστης ενέργειας από σύντηξη θα φέρει επανάσταση στον ανθρώπινο πολιτισμό και πολλοί επιστήμονες έχουν αφιερώσει τη ζωή τους σε αυτή την προσπάθεια. Επίκεντρο της έρευνας σε αυτόν τον τομέα είναι η εγκατάσταση NIF στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στις ΗΠΑ. Στο τελευταίο πείραμα για πρώτη φορά οι ερευνητές κατάφεραν να περάσουν το λεγόμενο «κρίσιμο ορόσημο», δηλαδή να παραγάγουν περισσότερη ενέργεια από όση χρησιμοποίησαν για να πυροδοτήσουν την πυρηνική αντίδραση.