And the technique they found can change electrical conductivity by factors of well over 100, and heat conductivity by more than threefold.
“It’s a new way of changing and controlling the properties” of materials — in this case a class called percolated composite materials — by controlling their temperature, says Gang Chen, MIT’s Carl Richard Soderberg Professor of Power Engineering and director of the Pappalardo Micro and Nano Engineering Laboratories. Chen is the senior author of a paper describing the process that was published online on April 19 and will appear in a forthcoming issue ofNature Communications. The paper’s lead authors are former MIT visiting scholars Ruiting Zheng of Beijing Normal University and Jinwei Gao of South China Normal University, along with current MIT graduate student Jianjian Wang. The research was partly supported by grants from the National Science Foundation.
The system Chen and his colleagues developed could be applied to many different materials for either thermal or electrical applications. The finding is so novel, Chen says, that the researchers hope some of their peers will respond with an immediate, “I have a use for that!”
An artistic rendering of the suspension as it freezes shows graphite flakes clumping together to form a connected network (dark spiky shapes at center), as they are pushed into place by the crystals that form as the liquid hexadecane surrounding them begins to freeze. Image: Jonathan Tong
One potential use of the new system, Chen explains, is for a fuse to protect electronic circuitry. In that application, the material would conduct electricity with little resistance under normal, room-temperature conditions. But if the circuit begins to heat up, that heat would increase the material’s resistance, until at some threshold temperature it essentially blocks the flow, acting like a blown fuse. But then, instead of needing to be reset, as the circuit cools down the resistance decreases and the circuit automatically resumes its function.
Another possible application is for storing heat, such as from a solar thermal collector system, later using it to heat water or homes or to generate electricity. The system’s much-improved thermal conductivity in the solid state helps it transfer heat.
Essentially, what the researchers did was suspend tiny flakes of one material in a liquid that, like water, forms crystals as it solidifies. For their initial experiments, they used flakes of graphite suspended in liquid hexadecane, but they showed the generality of their process by demonstrating the control of conductivity in other combinations of materials as well. The liquid used in this research has a melting point close to room temperature — advantageous for operations near ambient conditions — but the principle should be applicable for high-temperature use as well.
The process works because when the liquid freezes, the pressure of its forming crystal structure pushes the floating particles into closer contact, increasing their electrical and thermal conductance. When it melts, that pressure is relieved and the conductivity goes down. In their experiments, the researchers used a suspension that contained just 0.2 percent graphite flakes by volume. Such suspensions are remarkably stable: Particles remain suspended indefinitely in the liquid, as was shown by examining a container of the mixture three months after mixing.
By selecting different fluids and different materials suspended within that liquid, the critical temperature at which the change takes place can be adjusted at will, Chen says.
“Using phase change to control the conductivity of nanocomposites is a very clever idea,” says Li Shi, a professor of mechanical engineering at the University of Texas at Austin. Shi adds that as far as he knows “this is the first report of this novel approach” to producing such a reversible system.
“I think this is a very crucial result,” says Joseph Heremans, professor of physics and of mechanical and aerospace engineering at Ohio State University. “Heat switches exist,” but involve separate parts made of different materials, whereas “here we have a system with no macroscopic moving parts,” he says. “This is excellent work.”
Peste 30 de laureati ai Premiului Nobel pentru Pace au semnat in 2008 o scrisoare-apel catre liderii statelor lumii, in ideea sensibilizarii guvernelor si a tuturor celor ce decid, de pe pozitii inalte (dar si responsabile), in legatura cu amenintarile la adresa generatiilor tinere. Organizatia „Salvati Copiii” a facut cunoscut acest document, pe care l-a trimis presedintelui si prim-ministrului Romaniei, ministrului Externelor si ministrului Industriilor si Finantelor.
O amenintare constanta
Educatia este si o parte a peisajului politic si contribuie in mod direct la dezvoltare, pace si stabilitate. Beneficiile educatiei sunt de durata, intrucat copiii care le dobandesc le vor transfera generatiilor urmatoare. De exemplu, un an petrecut in cadrul sistemului de invatamant poate creste veniturile barbatilor si ale femeilor cu o medie de 10%. Dar, pe de alta parte, saracia mareste probabilitatea izbucnirii unui razboi civil care, la randul lui, va creste nivelul de saracie. Copiii sunt in mod special afectati de conflicte. Milioane de fete si baieti cresc inconjurati de violente sau sub amenintarea acestora in tarile vulnerabile, afectate de conflicte (TVAC). Ei cresc fara a avea acces la servicii de baza, inclusiv educatie. Mai mult de jumatate dintre cei 72 milioane de copii din intreaga lume care nu sunt scolarizati (37 milioane) sunt din TVAC, in conditiile in care in aceste tari traieste doar 13% din populatia planetei.
Educatia ca forma de manipulare
Sistemele de invatamant pot fi o forta pentru bunastare, insa ele pot fi folosite si pentru alimentarea tensiunilor sociale. Guvernele pot manipula in mod intentionat cadrele didactice, pentru a-si consolida bazele puterii, dupa cum s-a intamplat in Burundi in anii ’90 si in Germania in anii ’30. Sistemele de invatamant care demonizeaza „dusmanul” sau sprijina mediile educationale violente servesc deseori drept declansatori ai violentelor sociale. Marginalizate si refractare, victimele sau promotorii unui astfel de comportament pot deveni tinte ale unor lideri care cauta sa isi construiasca bazele puterii pe fundatia dezbinarilor sociale existente.
Programa scolara, manualele, politicile educationale, toate pot fi transformate in platforme pentru propaganda. Luand in considerare rolul educatiei in formarea identitatii, continutul educational poate fi manevrat pentru a servi unei functii politice evidente, cu prejudecati privind limba, etnia, religia sau istoria. Daca manualele prezinta diferite grupuri bazandu-se pe stereotipuri sau transformandu-le in „tapi ispasitori”, inseamna ca vor contribui la escaladarea tensiunilor sociale, prin justificarea inegalitatilor. Malitios sau involuntar, profesorii pot transmite prejudecatile impotriva anumitor elevi, prin vorbele sau faptele lor. De exemplu, terminologia a fost un element important care a alimentat diviziunea pe criterii etnice, inaintea genocidului din Ruanda.
Razboi „murdar”: distrugerea scolilor
In tarile care au trait experienta conflictelor sau a razboaielor, sistemul de invatamant este adeseori prima tinta a atacurilor. Ruanda reprezinta un caz bine cunoscut in acest sens. Agentiile ONU si lucratorii care au asigurat asistenta si care au fost martorii genocidului au aratat ca infrastructura scolilor, liceelor si universitatilor s-a numarat printre primele tinte ale atacurilor si au fost fie complet distruse, fie vandalizate. Mai mult, majoritatea cadrelor didactice si a personalului administrativ care au supravietuit conflictului au emigrat in tarile invecinate, au fugit peste granita sau au fost prinsi in exodul refugiatilor. Astfel de situatii se repeta deseori in tarile care trec prin conflicte similare.
Atacurile directe asupra sectorului educational reprezinta o caracteristica a conflictelor din intreaga lume. Numarul raportat al asasinarilor, bombardamentelor si incendierilor scolilor si personalului si cladirilor universitare a crescut in mod dramatic in ultimii trei ani, in toate cazurile, cu exceptia Nepalului. Agentiile care militeaza pentru drepturile omului si alte ONG-uri detin dovezi conform carora sistemul de invatamant este o tinta specifica a rebelilor si a fortelor guvernamentale, in egala masura. Unele grupari rebele ataca scolile si cadrele didactice, pentru ca acestea reprezinta autoritatile guvernului central sau autoritatile locale sau din comunitate.
In raportul „Educatia sub atac”, publicat de UNESCO, se afirma ca atacurile asupra sistemului de invatamant vor continua, in cazul in care comunitatea internationala nu va sprijini „dezvoltarea unui sistem independent de monitorizare la nivelul fiecarei tari, astfel incat sa poata fi analizate si facute publice informatiile privind extinderea si tipul atacurilor, atacatorii si tintele acestora si, acolo unde este posibil, motivele care stau la baza atacurilor. Scolile ar trebui protejate, conform prevederilor unor conventii internationale si conform legislatiei internationale privind drepturile omului, dar, din nefericire, sanctiunile actuale nu sunt suficiente pentru a se asigura ca toate scolile, cadrele didactice si copiii sunt protejati de atacuri.
É accertato infatti che vivere nei grandi centri urbani può provocare ansia, disturbi dell'umore e un aumentato rischio di schizofrenia. Meno chiare invece sono le alterazioni biologiche - provocate dalla vita cittadina - che inducono tali disturbi. Ora, i ricercatori del Central Institute of Mental Health (University of Heidelberg, Germania) e del Douglas Mental Health University Institute (McGill University, Montreal, Canada) hanno dimostrato che lo stress a cui si è sottoposti in città influisce - in modo cronico - sull'attività di due aree cerebrali funzionalmente connesse, ma implicate in emozioni di tipo diverso.
Nello studio pubblicato su Nature, gli scienziati raccontano che per condurre le ricerche hanno messo alla prova 32 volontari, sottoponendoli a uno stress test consistente nella risoluzione a tempo di problemi matematici. I partecipanti erano tutti in buona salute fisica e mentale, e di status sociale e personalità comparabili. Unica differenza: provenivano da città di dimensioni diverse (comunità rurali, piccole cittadine e città con oltre centomila abitanti). Nel corso della prova, i ricercatori hanno utilizzato una risonanza magnetica funzionale (fMRI) per misurare l'attività neurologica dei volontari, e per ognuno hanno controllato i principali parametri fisiologici.
Nel corso degli esperimenti i ricercatori hanno rilevato, in ogni partecipante, l'aumento di battito cardiaco, pressione sanguigna, salivazione e livelli di cortisolo - l'ormone dello stress. Tutte alterazioni tipiche in situazioni di tensione. Tali cambiamenti erano però accompagnati anche dall'attivazione di due specifiche aree cerebrali: l'amigdala, che regola le emozioni e l'umore ed è legata ad ansia e depressione, e la corteccia anteriore, che regola la risposta agli affetti negativi e allo stress.
Come spiegano i ricercatori, inoltre: “i risultati suggeriscono che differenti regioni del cervello sono sensibili alle esperienze affrontate in città in momenti diversi della propria vita [l'infanzia o l'età adulta ad esempio, ndr]”. Infatti, osservando i 32 volontari sottoposti al test, gli scienziati hanno riscontrato che vi era una maggiore attività dell'amigdala, in risposta alla pressione psicologica, in coloro che attualmente risiedono in città. Al contrario, negli individui che hanno trascorso anche (o solo) l'infanzia in un grande centro abitato, ricevendo quindi un'educazione urbana, è la corteccia cerebrale anteriore la regione più attiva nella risposta allo stress. Tuttavia, in questi ultimi l'appaiamento funzionale delle due aree cerebrali sembra essere ridotto, come accade nei soggetti con fattori di rischio genetico per la schizofrenia.
Per confermare l'affidabilità dei risultati ottenuti, infine, i ricercatori hanno sottoposto a dei test cognitivi e sociali, in situazione di pressione psicologica, altri due gruppi di individui. “Al di là della salute mentale – spiegano gli scienziati – i nostri dati dimostrano l'esistenza di un legame tra la vita in città e la sensibilità agli stress sociali”.
The Trap: What Happened to Our Dream of Freedom is a BBC documentary series by English filmmaker Adam Curtis, well known for other documentaries including The Century of the Self and The Power of Nightmares. It began airing in the United Kingdom on BBC Two on 11 March 2007.
The series consists of three one-hour programmes which explore the concept and definition of freedom, specifically, "how a simplistic model of human beings as self-seeking, almost robotic, creatures led to today's idea of freedom."
The series was originally entitled Cold Cold Heart and was scheduled for transmission in Autumn 2006. Although it is not known what caused the delay in transmission, nor the change in title, it is known that the DVD release of Curtis's previous series The Power of Nightmares had been delayed due to problems with copyright clearance, caused by the high volume of archive soundtrack and film used in Curtis's characteristic montage technique.
Another documentary series based on very similar lines—"examining the world economy during the 1990s"—was to have been Curtis's first BBC TV project on moving to the BBC's Current Affairs Unit in 2002, shortly after producing Century of the Self.
Le gravi carenze strutturali del sistema di istruzione romeno sono state generate negli ultimi due decenni dagli scarsi finanziamenti erogati, dai programmi e dai libri scolastici non proprio brillanti, dai continui sconvolgimenti del sistema gestito da quasi tutti i ministri dell’educazione in modo brutale, spesso, finanche senza una visione coerente a lunga scadenza.
Una colpa più grande va attribuita al sistema scolastico romeno pre-universitario anche perché i giovani non studiando l’etica non hanno possibilità di conoscere i loro diritti fondamentali o di comprendere il funzionamento della democrazia e diventare così cittadini nel vero senso della parola – persone con coscienza e preoccupazione per il corso della cosa pubblica della polis. La precarietà etica di molti studenti è emersa agli esami di maturità dove, incuranti, hanno provato a copiare in massa. L’assenza di una educazione alla democrazia aumenta la loro riluttanza verso i problemi della polis rendendoli così vulnerabili ai messaggi dell’estremismo politico. Quelle ore di educazione civica e materie facoltative che ogni scuola decide liberamente, da una parte non sono rispettate se non in pochissimi istituti scolastici, e dall’altra, non essendoci un programma uniforme è, perlopiù, un mistero che cosa effettivamente gli studenti facciano in quelle ore.
Ma un altro importante e grave fattore che aggiunge un peso maggiore e con ulteriori e profonde implicazioni negative per la società è l’insistenza e la grande portata dell’indottrinamento religioso nelle scuole in Romania.
E’ allarmante il fatto che generazioni di bambini e giovani siano stati e sono tuttora consegnati, nel nostro Paese, ad un processo ampio e sistematico di distorsione del pensiero e costrette a servire un dogma … Voglio precisare, qualora ce ne fosse ancora bisogno, che sono un adepto dell’insegnamento nelle scuole pubbliche di materie che presentino in modo neutrale le grandi religioni, i punti comuni e le differenze tra queste, del messaggio illuminante per il dialogo e la tolleranza, dell’ecumenismo tra individui e chiese, della storia delle religioni. Ma mi oppongo in modo categorico al modo attuale di indottrinamento religioso romeno che si basa sulla presentazione unilaterale di un particolare culto(ortodosso romeno, ndt) e screditare gli altri culti o le persone che non sono adepte di una religione. Come hanno indicato ripetutamente le ONG, il programma e i testi di religione, spesso, coltivato l’intolleranza, il ritualismo e una visione antiscientifica. Proliferano le preghiere per ottenere migliori risultati agli esami e alle prove, il che scoraggia l’impegno effettivo, per la buona riuscita in attesa dell’ “aiuto divino”.
Non si tratta solo del fatto che nelle ore di religione l’evoluzione è posta in una luce distorta e il creazionismo biblico con i 6 giorni ed Eva “creata” dalla costola di Adamo è inculcato agli studenti, ma, in generale lo spirito scientifico e la capacità di avere un giudizio critico sui problemi hanno un opponente insidioso durante queste ore di indottrinamento religioso…
Il documentario ”Jesus Camp” Nominato agli Oscar per la categoria Best Documentary Feature nel 2007, presenta in una maniera impressionante le vulnerabilità dei bambini di fronte ai tentativi sistematici di indottrinamento … Bambini normali, sereni e con lo stesso potenziale degli altri, con il tempo possono diventare senza grandi difficoltà partigiani fanatici innocenti di dogmi inculcati a scuola …
L’interesse nel formare le coscienze dei bambini a sostegno di una ideologia o dogma è forte in tutti i regimi autoritari e dittatoriali. La storia è uno spettacolo lugubre da questo punto di vista. Dagli eserciti cristiani che ardentemente hanno massacrato non credenti nel nome di Gesù alla Hitlerjugend fino ai giovani comunisti l’indottrinamento delle giovani menti ha prodotto risultati devastanti su queste persone e sulle nostre società. Oggi, anche se non ci troviamo nel bel mezzo di una guerra che richiede le sue legioni di fanatici, l’atmosfera generale in Romania, incluso il punto di vista economico, sociale e politico, può diventare irrespirabile sotto questo aspetto. Ciò che il film “Jesus Camp” con forza ritrae è essenzialmente ciò che si manifesta, ma amplificato mille volte, nelle scuole pubbliche in Romania. La deriva del sistema educativo romeno verso il fondamentalismo religioso è dimostrata anche dalla cosiddetta “Olimpiade della religione”, che porta a partecipare al concorso circa 40.000 studenti romeni ogni anno. Stiamo assistendo ad una versione molto distorta dell’idea stessa di Olimpiadi per materie come la matematica, la fisica, la biologia, la lingua e la letteratura, ecc. La religione insegnata in modo confessionale non è una disciplina dello stesso genere, non rappresenta l’educazione e non coincide con una disciplina legittima in un sistema educativo moderno, performante, in uno stato laico. Ancor meno non può essere organizzata una Olimpiade di religione se il senso della parola “olimpiade” è mistificato nelle scuole pubbliche …
Una educazione autentica non è quella che anima un dogma o una ideologia in particolare, ma quella che aiuta il bambino a sviluppare una propria corrente di pensiero, in modo autonomo, avendo come riferimenti principii e valori assunti non automaticamente, acriticamente, per indottrinamento, ma in seguito a letture di vari punti di vista, per riflessione, mediante dibattiti che portino insieme una conoscenza approfondita delle cose. Il sistema educativo deve essere in grado di dare ad ogni bambino e giovane la possibilità di potere analizzare e valutare da solo le molteplici situazioni con cui ognuno si confronta.
The calculation would have taken a single computer processor unit (CPU) 1,500 years to calculate, but scientists from IBM and the University of Newcastle managed to complete this work in just a few months on IBM's "BlueGene/P" supercomputer, which is designed to run continuously at one quadrillion calculations per second.
Their work was based on a mathematical formula discovered a decade ago in part by the Department of Energy's David H. Bailey, the Chief Technologist of the Computational Research Department at the Lawrence Berkeley National Laboratory. The Australian team took Bailey’s program, which ran on a single PC processor, and made it run faster and in parallel on thousands of independent processors.
David H. Bailey Photo courtesy of Lawrence Berkely National Lab
"What is interesting in these computations is that until just a few years ago, it was widely believed that such mathematical objects were forever beyond the reach of human reasoning or machine computation," Bailey said.
"Once again we see the utter futility in placing limits on human ingenuity and technology."
A binary digit or "bit" is the “DNA” of all computing. In a computer, everything is represented as strings of zeroes and ones. The decimal number 12, for instance, is represented as "1100," and the fraction 9/16 is represented as “0.1001.” So as one might imagine, calculating the sixty-trillionth binary digit of a number is quite a feat.
According to Professor Jonathan Borwein of the University of Newcastle, this work represents the largest single computation done for any mathematical object to date. The idea for this project sparked when IBM Australia was looking for something to do related to "Pi Day" (March 14) on a new IBM BlueGene/P computer system. Borwein proposed running Bailey’s formula for Pi-squared, as the calculation had been done for Pi itself. The team also calculated Catalan’s constant, another important number that arises in mathematics.
Why Pi?
The importance of Pi has long been known -- multiply it by the diameter of any circle to get the circumference. Ancient Egyptians used this number in their design of the pyramids, meanwhile ancient scholars in Jerusalem, India, Babylon, Greece and China used this proportions in their studies of architecture and symbols.
Yet despite its longevity, Pi is one of the most mysterious numbers in mathematics. Because it is "irrational," Pi can never be expressed as a finite decimal number and humanity will never have anything but approximations of it. So why bother solving Pi to the ten trillionth decimal unit? After all, a value of Pi to 40 digits would be more than enough to compute the circumference of the Milky Way galaxy to an error less than the size of a proton.
According to Bailey, one application for computing the digits of Pi is to test the integrity of computer hardware and software, which is a focus of Bailey’s research at Berkeley Lab. “If two separate computations of digits of Pi, say using different algorithms, are in agreement except perhaps for a few trailing digits at the end, then almost certainly both computers performed trillions of operations flawlessly,” he says.
For example in 1986, a Pi-calculating program that Bailey wrote at NASA, using an algorithm due to Jonathan and Peter Borwein, detected some hardware problems in one of the original Cray-2 supercomputers that had escaped the manufacturer’s tests. Along this same line, some improved techniques for computing what is known as the fast Fourier transform on modern computer systems had their roots in efforts to accelerate computations of Pi. These improved techniques are now very widely employed in scientific and engineering applications. And of course, from a mathematical perspective it’s just plain fascinating to see the digits of Pi in action!
Supusi diverselor instrumente de investigatie, tomografii sau RMN, chestionare, teste etc, secretele comportamentului adolescentilor isi pierd din ce in ce mai mult din aura. In urma celui mai amplu studiu de scanare cerebrala efectuat pana in prezent, in cazul tinerilor, s-a ajuns la concluzia ca acestia au un creier deschis spre toate posibilitatile... dar si spre toate pericolele.
„Caruselul” neuronilor
Ce-o fi in capul lui?, se intreaba unele mame privindu-si odrasla de 13-14 ani, prinsa in fata televizorului sau a calculatorului, absenta la tot ce se petrece in jur. Sau in momentele in care obraznicia sa nu are limite. Ca sa nu mai vorbim de aventurile periculoase in care se lasa antrenat. Specialistii de la National Institute of Mental Health (NIMH) au incercat sa evalueze, timp de 20 de ani, creierul a 2.000 de persoane, supunandu-l evaluarilor neuropsihologice, comportamentale prin RMN (imagerie prin rezonanta magnetica). In final, au fost retinute 829 de serii de imagini realizate in cazul a 387 de persoane cu varste cuprinse intre 3 si 27 ani, care nu au inregistrat nici o psihopatologie.
In 2008, bilantul studiului a fost definitivat. Pentru prima oara, s-a putut afirma ca creierul tinerilor este cu totul special. Extrem de maleabil si cu potential formidabil. Un creier dificil de motivat si atras de pericole. Un „bolid” cu un sistem de frane deficitar. Coordonatorul acestui studiu a fost dr. Jay Giedd, care si-a consacrat 17 ani explorarii circumvolutiunilor cerebrale ale subiectilor, cu ajutorul RMN-ului, care permite determinarea tesuturilor si a activitatii creierului in timpul anumitor activitati. Schimbarile cerebrale observate au avut loc pana la varsta de 25 de ani, cu mult mai mult decat se estima.
S-a mai observat faptul ca la 6 ani, creierul ajunge la 95% din volumul creierului final adult si ca procesul de crestere a volumului se opreste la varsta adolescentei. In acest stadiu de observatie s-a putut face distinctia intre materia cenusie, compusa din corpurile celulare ale neuronilor ce contin nucleul, si materia alba, adica ansamblul de axoni (fibre conducatoare ale neuronului) acoperiti cu mielina, o substanta albicioasa ce formeaza un strat izolator in jurul axonului, care mareste viteza de conductie a semnalului nervos.
Plecand de la masuratorile realizate timp de mai multi ani, Jay Giedd a trasat curbele de evolutie a volumului de materie cenusie si materie alba, in functie de varsta indivizilor. Si a constatat ca, intre 7 si 11 ani, se observa o crestere majora de materie cenusie, fetele atingand acest varf cu aproximativ un an mai devreme decat baietii. La aceasta varsta, materia cenusie e mai groasa, mai densa, iar conexiunile dintre neuroni (sinapsele) sunt mai numeroase. Creierul adolescentului inregistreaza cel mai mare numar de neuroni din intreaga sa existenta.
Materie cenusie exuberanta
Aceasta dezvoltare cerebrala confera creierului un enorm potential. In adolescenta, creierul devine un camp de batalie in care neuronii, dar si conexiunile dintre acestia, vor disparea intr-un mare numar. Vor ramane cei care vor deveni utili. Conexiunile cele mai utilizate se intaresc, „fasonand” retelele de neuroni specifici fiecarui individ in care celulele in exces sunt eliminate. Si asta mai ales cand adolescentul e preocupat de diverse activitati (muzica, sport etc.).
O alta observatie se refera la faptul ca in timp ce materia cenusie se diminueaza, materia alba devine mai densa an de an, stabilizandu-se spre varsta de 19 ani. Altfel spus, axonii creierului vor fi, din ce in ce mai mult, acoperiti cu un strat de mielina, care accelereaza viteza de propagare a influxului nervos, de la 0,5 la 120 metri pe secunda (ca si cum s-ar mari viteza de conexiune la Internet). Una dintre regiunile cerebrale care beneficiaza de un important aport de mielita e corpul calos, o zona fibroasa compusa din 200 de milioane de axoni care conecteza cele doua emisfere. O zona implicata in creativitate si reflexivitate la inalt nivel!
Degringolada interpretarii
In urma examinarii imaginilor furnizate de RMN s-a ajuns la concluzia ca adolescentii interpreteaza eronat emotiile indivizilor. Cercetatorii au prezentat, unui mic grup de adolescenti si adulti, fotografii reprezentand chipuri care exprimau teama. Adultii, in majoritate, au identificat aceasta expresie. Tinerii insa s-au pronuntat asupra maniei sau a tristetii. Studiul imaginilor furnizate de RMN a dus la concluzia ca, in cazul adultilor, in acest experiment e activat in special cortexul prefrontal, in timp ce in cazul adolescentilor, sunt activate mai ales amigdalele, structuri primitive implicate in reflexele de frica.
Implicare si recompensa
Cercetatorii de la Institutul de Sanatate Americana din Maryland, au intreprins un nou studiu in care miza au fost jocurile de noroc. Studiu la care au participat 12 adolescenti si 12 tineri adulti. „Instrumentul” de investigatie, a fost acelasi atotstiutor, RMN. Raspunsurile cerebrale, in momentele in care apareau recompensele banesti, prezentau similitudini la cele doua grupuri, dar in cazul adolescentilor o anumita zona cerebrala (striatum ventral) se activa mai puternic. O zona care, intr-o anumita masura, e motorul ce furnizeaza energie creierului pentru a cauta o recompensa. O explicatie pentru nevoia acestora de a se implica in actiuni excitante (adesea cu un important grad de risc). Acelasi studiu a fost efectuat si in timpul jocurilor video, cu rezultate similare.
Socul sexualitatii
Comportamentul adolescentilor e modelat intr-o mare masura de trezirea instinctului sexual. In momentul in care ovarele si testiculele incep sa emita hormoni sexuali in circulatia sangvina, acestia declanseaza dezvoltarea caracterelor sexuale. Acesti hormoni se fixeaza pe numerosi receptori prezenti in creier, modificand concentratiile de neuromediatori, cum ar fi serotonina, care regleaza buna dispozitie. Un proces care il determina pe adolescent sa treaca usor de la o emotie extrema la alta. Aceasta relatie, hormoni-dezvoltare, ramane insa o mare enigma.
Obiectul pentru viitoarele investi-gatii il constituie determinarea schimbarilor din creierul aflat in dezvoltare, schimbari dependente sau independente de pubertate. Sa fie oare acesti hormoni cei care ii imping pe adolescenti la comportamente nesabuite, ignorand limitele interdictiilor?
Sono grandi poco più di qualche milionesimo di millimetro, all’incirca come un virus, e si mimetizzano nel sangue per aggirare il sistema immunitario: sono le nanoparticelle create dagli scienziati dell’Università della California a San Diego, piccole molecole sintetiche che potrebbero rappresentare un’innovazione nel trattamento dei tumori. La ricerca americana è pubblicata sulla versione online di Pnas.
Quello pensato dagli studiosi californiani è un vero e proprio travestimento: alcune nanoparticelle biodegradabili, alle quali vengono legate piccole molecole di farmaci antitumorali, vengono rivestite con membrane cellulari naturali, prelevate dai globuli rossi. In questo modo i ricercatori riescono a camuffare i corpuscoli in modo da evitare la reazione del sistema immunitario nei confronti di sostanze ritenute estranee all’organismo. Così i medicinali possono raggiungere senza problemi l’area colpita dalle cellule maligne.
“È la prima volta che membrane cellulari naturali vengono legate a nanoparticelle sintetiche per il trasporto di medicinali nell’organismo”, ha detto Linagfang Zhang, ingegnere alla Jacob School of Engineering dell’Università di San Diego, a capo del gruppo di ricerca. “Questo metodo – ha aggiunto Zhang - presenta un rischio molto minore di risposta immunitaria aggressiva”. I corpuscoli sono infatti già usati con successo in trattamenti clinici del cancro, ma di solito sono avvolti in materiali sintetici (come il glicole polietilenico): si crea artificialmente una patina protettiva che dura qualche ora e che dà il tempo al farmaco di raggiungere i tessuti malati. Con il nuovo metodo di Zhang e del suo team, invece, i medicinali riescono a circolare nell’organismo malato per quasi due giorni senza essere aggrediti dal sistema immunitario.
I ricercatori dell’Università della California non sono gli unici ad aver visto nelle nanoparticelle dei possibili agenti in incognito. In una ricerca pubblicata il 19 giugno su Nature Materials, alcuni scienziati del MIT hanno dimostrato che è possibile creare in laboratorio dei corpuscoli che comunichino tra loro all’interno dell’organismo: questa abilità migliorerebbe la loro efficienza nel trasportare i medicinali.
I ricercatori hanno studiato un nuovo sistema di veicolazione dei farmaci che si basa su due fasi successive. La prima consiste nella “ricognizione”: parte dei micro corpuscoli arriva al tumore attraverso i vasi sanguigni danneggiati intorno ai tessuti malati. Una volta giunte nell’area colpita, le nanoparticelle riscaldano il tessuto circostante, simulando una lesione e innescando così un processo di coagulazione del sangue. Le altre nanoparticelle – in numero molto maggiore – sono legate a una proteina (fibrina) che le dirige verso il coagulo: queste sono le vere trasportatrici del farmaco, che così può raggiungere il tumore con una efficacia 40 volte maggiore rispetto ai metodi attualmente usati. Un’azione congiunta che ricorda quella di una squadra ben addestrata.
Entrambe le ricerche hanno bisogno di ulteriori test. Ma questi due nuovi metodi potrebbero rappresentare un modo di migliorare la qualità della vita dei malati di cancro, velocizzando e ottimizzando le loro cure.
Sequenziare il genoma di 5mila insetti e altri antropodi nei prossimi 5 anni: è l’ambizioso progetto di ricerca chiamato ‘5000 insect genome project’ o brevemente i5k, presentato a marzo scorso con una lettera su Science e ora rilanciato con un’intervista ai promotori su American Entomologist.
La specie umana ha sempre avuto un rapporto di conflittualità con gli insetti: di alcune specie ha imparato a sfruttare le potenzialità, come nel caso delle api e della produzione di miele, ad altre ha dichiarato guerra, per esempio a quelle che distruggono piantagioni o che sono portatrici di malattie anche letali, come nel caso della malaria. Grazie all’analisi genetica i ricercatori sperano di poter identificare i geni che rendono gli insetti sensibili o resistenti alle sostanze chimiche, così da poter preservare le specie considerate ‘amiche’ e combattere meglio le ‘nemiche’. Svelare i punti di forza, e soprattutto i punti deboli, delle diverse specie è infatti il principale obiettivo di questo studio.
“Dall’elaborazione di questi dati speriamo di ottenere informazioni utili sui meccanismi di resistenza agli insetticidi e sui metodi di trasmissione delle malattie in modo tale da poter sviluppare dei rimedi sempre più mirati ed efficaci per controllare o addirittura eliminare il problema”, sottolinea Daniel Lawson, uno dei promotori dell’iniziativa dell’Istituto di Bioinformatica Europea.
Le tecnologie per il sequenziamento genico progrediscono rapidamente causando una diminuzione dei costi legati alla procedura: un trend che permette agli entomologi di essere fiduciosi sulla fattibilità del loro progetto. I promotori invitano i ricercatori da tutto il mondo a iscriversi al progetto e creare pagine wiki in cui segnalare gli insetti che dovrebbero essere sequenziati, quelli che eventualmente sono stati già mappati, per scambiarsi opinioni con chi sta lavorando a progetti simili.
“Stiamo cercando di contattare tutti coloro che lavorano sugli insetti per capire se avere delle informazioni sul genoma delle specie su cui stanno lavorando potrebbe aiutarli”, ha dichiarato Susan J. Brown, della Kansas State University. "Pochi ricercatori stanno lavorando sulla trascrittomica, cercando di capire cioè perché alcuni geni vengono trascritti in certi contesti, condizioni ambientali o periodi della vita. Analizzare l’intero genoma di numerose specie ci aiuterà a capire le differenze mettendo a confronto questi geni e non studiandoli in un solo organismo”.
Imagine a swarm of microrobots—tiny devices a few hair widths across—swimming through your blood vessels and repairing damage, or zipping around in computer chips as a security lock, or quickly knitting together heart tissue. Researchers at the University of California, Berkeley, Dartmouth College, and Duke University have shown how to use a single electrical signal to command a group of microrobots to self-assemble into larger structures. The researchers hope to use this method to build biological tissues. But for microrobots to do anything like that, researchers must first figure out a good way to control them.
"When things are very small, they tend to stick together," says Jason Gorman, a robotics researcher in the Intelligent Systems Division at NIST who co-organizes an annual microrobotics competition that draws groups from around the world. "A lot of the locomotion methods that have been developed are focused on overcoming or leveraging this adhesion."
Tiny robots: This wafer holds many individual microrobots. Each robot consists of a body (about 100 micrometers long) and an arm that it uses to turn. Several of these robots can be controlled at once. Credit: Igor Paprotny
So far, most control methods have involved pushing and pulling the tiny machines with magnetic fields. This approach has enabled them to zoom around on the face of a dime, pushing tiny objects or swim through blood vessels. However, these systems generally require complex setups of coils to generate the electromagnetic field or specialized components, and getting the robots to carry out a task can be difficult.
Bruce Donald, a professor of computer science and biochemistry at Duke, took a different approach, developing a microrobot that responds to electrostatic potential and is powered with voltage through an electric-array surface. Now he and others have demonstrated that they are able to control a group of these microrobots to create large shapes. They do this by tweaking the design of each robot a little so that each one responds to portions of the voltage with a different action, resulting in complex behaviors by the swarm.
"A good analogy is that we have multiple, remote-controlled cars but only one transmitter," says Igor Paprotny, a post doctorate scientist at UC Berkeley and one of the lead researchers on this work, which he presented last week at a talk at Harvard University. During his talk, he passed around a container holding a wafer die the size of a thumbnail. On it were more than 100 microrobots.
"What we do is slightly change how the wheels turn," he says. "Simple devices with a fairly simple behavior can be engineered to behave slightly different when you apply a global control signal. That allows a very complex set of behaviors." The robots contain an actuator called a scratch drive, which bends in response to voltage supplied through the electric array. When it releases tension, it goes forward, in a movement similar to an inchworm's. But the key to the robots' varying behavior is the arms extending from the actuators. A steering arm on a microrobot snaps down in response to a certain amount of voltage, dragging on the surface and causing the robot to turn. By snapping the arm up and down one or two times a second, the team can control how much a given robot turns. To control a swarm, the team designed each robot with an arm that reacts differently during portions of the voltage signal. Computer algorithms vary the voltage sequence, prompting the robots to move in complex ways.
"Electrostatic robots have an advantage in that their power is supplied through an electrode array that the microrobots sit on," says Gorman. "It can be very compact. Therefore, electrostatic microrobots can be embedded inside other things [like computer chips]. For magnetic robots, you have to supply electromagnetic field, and that requires a larger set-up." Others have worked on electrostatic microrobots, he adds, but this work is the furthest along.
"His research is very advanced in terms of controlling multiple microrobots," says Zoltan Nagy, a roboticist at ETH Zürich who works with groups of magnetically controlled robots called Magmites.
"Most of the work to date has been on controlling a single robot that can move around in a pre-defined area on a substrate," adds Gorman. "However, many of the applications of interest will require control of lots of robots, like a colony of ants."
So far, Paprotny has been able to control up to four robots on a single surface at once, and the robots can move several thousand times their body length per second, as detailed in a paper that is currently submitted for review. His next plan is to adapt the setup for a liquid environment so that the microrobots can assemble components of biological tissue into patterns that mimic nature.
"We're trying to come up with ways of self-assembling tissue units," says Ali Khademhosseini, an associate professor at Brigham and Women's Hospital at Harvard Medical School and a specialist in tissue engineering who is collaborating with Paprotny. "In the body, tissues are made in a hierarchical way—units repeat themselves over and over to generate larger tissue structures." Muscle tissue, for example, is made from small fibers, while liver tissue has a repeating hexagonal shape.
Khademhosseini has encased cells in jelly-like hydrogels and assembled them (using methods that include liquid-air interactions and surface tensions) into different regions to mimic biological tissues. But he thinks the self-assembling microrobots will allow more control in creating the tissues.
"We can try to combine cells and materials in microfabrication systems to come up with structures and assemble them in particular ways using the techniques Igor has developed," says Khademhosseini.
He envisions fabricating the gels and cells on top of teams of robots working in parallel to construct different parts of a tissue. "We could use the robots to do assembly," he says. "The cells, once they're assembled, come off from the robots, letting cells rearrange further to make things that are indistinguishable from natural tissue." Initially, he hopes to create small patches of heart tissues, and then things like heart muscles and valves, and assemble them all together in a heart. "That's where things are heading," he says. "But right now the challenge is we're still not very good at making each of these individual components."
(p)Link
Commenti
Storico
Stampa
Peste 30 de laureati ai Premiului Nobel pentru Pace au semnat in 2008 o scrisoare-apel catre liderii statelor lumii, in ideea sensibilizarii guvernelor si a tuturor celor ce decid, de pe pozitii inalte (dar si responsabile), in legatura cu amenintarile la adresa generatiilor tinere. Organizatia „Salvati Copiii” a facut cunoscut acest document, pe care l-a trimis presedintelui si prim-ministrului Romaniei, ministrului Externelor si ministrului Industriilor si Finantelor.
Supusi diverselor instrumente de investigatie, tomografii sau RMN, chestionare, teste etc, secretele comportamentului adolescentilor isi pierd din ce in ce mai mult din aura. In urma celui mai amplu studiu de scanare cerebrala efectuat pana in prezent, in cazul tinerilor, s-a ajuns la concluzia ca acestia au un creier deschis spre toate posibilitatile... dar si spre toate pericolele.
Feed RSS 0.91
Feed Atom 0.3
