Ce lo ripetono da quando siamo piccoli: l’ attività fisica fa bene alla salute. Aiuta a contenere i livelli di stress, a non ingrassare e ad allontanare lo spettro di malattie come il diabete. Ma se dovessimo spiegare cosa accade alle nostre cellule mentre corriamo al parco o durante la lezione di aerobica in palestra, avremmo poco da dire. Perché poco si conosce dei meccanismi molecolari messi in moto dall’attività fisica. Un gruppo di ricercatori guidati da Beth Levine della University of Texas Southwestern Medical Center di Dallas (Usa) è però riuscito a scoprire che i benefici dell’attività fisica proverrebbero, almeno in parte, da un’efficiente attività di riciclo cellulare.
Come spiegano gli scienziati dalle pagine di Nature, lo sport induce un particolare meccanismo biologico: l’ autofagia, il processo con cui la cellula divora alcune sue parti (come certi organelli), destinandone al riutilizzo i diversi componenti. In pratica si tratta di una forma di economia cellulare: in caso di necessità, si smonta qualcosa per trovargli un nuovo utilizzo. E l’autofagia è tanto un processo fisiologico, quindi normale, quanto un meccanismo innescato da condizioni patologiche, come sistema di difesa (per esempio contro cancro, infezioni, invecchiamento o insulino-resistenza, come è stato dimostrato nei topi).
Per capire se l’autofagia fosse legata anche all’ attività fisica, i ricercatori hanno allenato, sottoponendoli a intenso sforzo, alcuni topi in cui questo meccanismo fosse stato geneticamente compromesso, in cui cioè fosse alterato il gene BCL-2, un regolatore importante dell’autofagia (in realtà, in questi animali non risultava danneggiato il meccanismo in sé, ma solo quello indotto dall’esercizio fisico). Se, infatti, i topi normali mostrano un ritmo intenso di autofagia in seguito all’esercizio fisico (sia nei muscoli scheletrici sia in quello cardiaco), non accade lo stesso nei topi mutanti.
In questi animali inoltre, l’assenza del meccanismo è correlata a una serie di sintomi, come diminuita resistenza fisica e metabolismo del glucosio alterato. Ma non solo: senza riciclo cellulare, i topi sviluppano più facilmente intolleranza al glucosio se alimentati con una dieta ricca di grassi, una condizione prediabetica che invece l’esercizio fisico normalmente riesce a contrastare.
Secondo i ricercatori, l’effetto benefico dell’ autofagia sarebbe dovuto alla capacità delle cellule di adattarsi (attraverso il riciclo dei componenti cellulari) ai bisogni energetici e nutrizionali dell’organismo in seguito all’ attività fisica (per esempio regolando il metabolismo del glucosio). Qui, la via bio-molecolare legata alla proteina prodotta da BCL-2 sembra essere fondamentale, tanto da poter immaginare di utilizzarla in futuro nei trattamenti delle malattie metaboliche.
O echipa de oameni de stiinta din Zurich, care lucreaza în cadrul companiei IBM, a „desenat” cel mai mic mapamond 3D, ce va fi omologat ca atare si în Cartea Recordurilor. 1.000 de astfel de harti ar încapea pe o granula de sare.
Harta, "desenata" pe un fragment minuscul de polimer, masoara 22 x 11 micrometri si este alcatuita din 500.000 pixeli, fiecare masurând 20 nanometri patrati.
Înca si mai remarcabil este faptul ca a fost creata foarte repede, în numai 2 minute si 23 de secunde.
Desi, la prima vedere, harta nu pare a avea vreo utilitate practica, realizarea reprezinta un pas important din punct de vedere tehnologic.
Nanotehnologiile utilizate pâna în prezent puteau crea structuri mai mici de 30 nanometri doar cu dificultati si costuri foarte mari.
Însa noua metoda aplicata de IBM foloseste un vârf de dimensiuni nanometrice - de 100.000 de ori mai subtire decât un vârf de creion bine ascutit - pentru a "daltui" în stratul de polimer, în mod rapid si ieftin, structuri 2D si 3 D nu mai mari de 15 nanometri.
Tehnica deschide noi cai de creare a unor nanodispozitive utilizabile în domeniul opto-electronicii, al medicinei si în cercetarile de biologie.
As an environmental products fair opened in Tokyo, Sony invited children to put paper into a mixture of water and enzymes, shake it up and wait for a few minutes to see the liquid become a source of electricity, powering a small fan.
"This is the same mechanism with which termites eat wood to get energy," said Chisato Kitsukawa, a public relations manager at Sony.
While academic research has previously taken place on this kind of power generation, proof-of-concept demonstrations are rare, he said.
The performance was part of Sony's drive to develop a sugar-based "bio battery" that turns glucose into power.
Shredded paper or pieces of corrugated board were used at the fair to provide cellulose, a long chain of glucose sugar found in the walls of green plants.
Enzymes are used to break the chain and the resulting sugar is then processed by another group of enzymes in a process that provides hydrogen ions and electrons.
The electrons travel through an outer circuit to generate electricity, while the hydrogen ions combine with oxygen from the air to create water.
"Bio batteries are environmentally friendly and have great potential" as they use no metals or harmful chemicals, Kitsukawa said.
But the technology is a long way from commercial viability because of its low power output. It is currently sufficient to run digital music players but not powerful enough to replace commonly used batteries, he said.
Sony first unveiled test sugar battery technology in 2007 and has since reduced the battery's size into a small sheet.
Another sugar battery was on display at the fair embedded in a Christmas card, which played music when drops of fruit juice were added to it.
Produrre enormi quantità di energia senza inquinare il pianeta. Sulla carta è un obiettivo molto nobile, ma nella realtà dei fatti e tutta un'altra cosa. Deve essere per questo che l' E-Cat di Andrea Rossi è ancora avvolto in una densa coltre di mistero. L'inventore italiano sembra aver scelto gli Stati Uniti per effettuare nuove prove con il suo generatore di vapore alimentato da una reazione nucleare tra nichel e idrogeno. Ma senza prove concrete, è difficile fidarsi. Ecco perché, come spiega Wired.uk, il panorama della fusione fredda degli ultimi decenni è nutrito di casi emblematici. La scarsa credibilità dei prototipi simili a E-Cat è dovuta al fatto che promettono di produrre molta più energia di quella necessaria a farli funzionare. Di fatto è un concetto del tutto impossibile, a meno che non si tirino in ballo i processi di fusione del nucleo che avvengono normalmente dentro le stelle a temperature di milioni di gradi. Nel 1989, gli elettrochimici Stanley Pons e Martin Fleischmann dissero di aver ottenuto gli stessi risultati della nostra stella in un comune laboratorio, ma furono immediatamente smentiti. Ma ancora oggi c'è chi non demorde.
E-Cat L'invenzione di Andrea Rossi è sicuramente la punta di diamante di chi crede che la fusione fredda possa entrare nelle nostre case in modo semplice e pulito. Dopo la prima serie di controversi esperimenti condotti a Bologna – i cui risultati non sono mai stati comprovati da esperti indipendenti – Rossi ha trasferito il proprio business negli States dove ha già messo in offerta i propri generatori da un Megawatt. Il prezzo? 1,5 milioni di dollari.
Le caratteristiche del suo generatore a fusione fredda farebbero quasi gridare al miracolo: con un chilogrammo di nichel E-Cat produrrebbe l'equivalente d'energia ottenuto dalla combustione di 200 tonnellate di petrolio, ma con zero emissioni di anidride carbonica. I numeri volano alti fino alle stelle, ed entro il 2013 il gruppo di Rossi promette di lanciare sul mercato anche una linea di generatori per la casa da 10 Kilowatt. In lista d'attesa ci sarebbero già 10mila persone.
Il giallo di Ampenergo Già nel 2011, il generatore da un Megawatt sponsorizzato da Rossi aveva più volte fatto la spola tra il capannone sperimentale di Bologna e una azienda americana, la Ampenergo. Come si legge nel suo sito web, il ruolo della corporation consiste nel promuovere la commercializzazione di E-Cat nelle Americhe.
Tuttavia, vista da vicino, la compagnia non sembra altro che una scatola vuota costruita all'occorrenza. La pagina online, scarna di contenuti, è stata registrata solo nel dicembre 2010, e non ha ricevuto che un aggiornamento lo scorso giugno. Secondo i registri americani, poi, Ampenergo sarebbe tuttora inattiva.
E, stranamente, l'indirizzo dei suoi uffici coincide con quelli della Leonardo corp di Andrea Rossi.
La concorrenza I vecchi compagni di viaggio a volte possono pugnalarti alle spalle. Sembra essere il caso della azienda greca Defkalion che, dopo essere stata in affari con Rossi, ha rotto un contratto di collaborazione e si è messa in proprio. Forte della collaborazione tecnica avuta con l'inventore di E-Cat, la ditta ellenica ha messo a punto Hyperion, un reattore del tutto simile alla controparte italiana.
Il dispositivo sarebbe in grado di generare una quantità di energia fino a 30 volte superiore a quella necessaria per metterlo in azione. Un altro prodigio della fusione nucleare tra nichel e idrogeno. A differenza dell'invenzione di Rossi, Defkalion sembra bene intenzionata a diffondere alcune schede tecniche del prototipo, e promette di pubblicare nuovi dati sui test di funzionamento. Le scelte sono due: o stanno cavalcando l'onda di E-Cat, o vogliono davvero risollevare l'economia greca.
La via del plasma Oltre ai reattori fai-da-te, esistono progetti più seri che puntano da anni sulla fusione nucleare come soluzione al dilemma dell'approvvigionamento di energia. Uno di questi si chiama Iter, nato nel 1985 a seguito dell'accordo proposto dal presidente francese François Mitterand, il ministro inglese Margaret Thatcher e il segretario sovietico Mikhail Gorbaciov al presidente americano Ronald Reagan. Ne è nata una collaborazione mondiale – a cui in seguito si sono uniti l'Unione Europea e altri paesi – mirata a utilizzare l'energia atomica per scopi pacifici.
Attraverso l'impiego di un dispositivo tokamak in grado di gestire del plasma ad alta temperatura, il progetto Iter punta a riprodurre la fusione di due atomi pesanti di idrogeno (deuterio e trizio) in uno di elio. Proprio come avviene nelle stelle, a parte il fatto che si rimane con i piedi ben saldi sulla Terra. Il progetto è davvero ambizioso, e i primi test avranno luogo solo nel 2020 presso il sito francese di St-Paul-lez-Durance.
S-a considerat multa vreme ca bebelusii deprind limbajul articulat doar ascultând vocile celor care vorbesc în jurul lor. Un studiu recent arata însa ca învatarea vorbirii se bazeaza pe cel putin înca un mecanism: observarea de catre copilasi a miscarilor buzelor celor ce vorbesc.
În jurul vârstei de 6 luni, copiii trec de fixarea insistenta cu privirea a ochilor celor din jur la o observare specifica a miscarilor buzelor celor care vorbesc cu ei.
Începând de atunci, "bolboroselile" celor mici încep sa fie înlocuite de pronuntarea unor silabe si apoi a primelor cuvinte.
Cercetatorii de la Florida Atlantic University, SUA, autorii studiului, cred ca bebelusii învata cum sa îsi modeleze buzele pentru a emite fiecare dintre sunetele pe care le emit cei din jur, atunci când vorbesc. Procesul este foarte rapid - e nevoie de numai câteva luni pentru ca un copil sa deprinda miscarile buzelor care îi permit sa emita sunetele de baza ale vorbirii.
La vârsta de un an, aceste miscari sunt deja însusite si copiii încep din nou sa îi privesca pe ceilalti în ochi, cu exceptia cazurilor în care aud sunete nefamiliare; atunci, privesc din nou miscarile buzelor, încercând sa deprinda pronuntare acestor noi sunete.
Cercetatorii au testat aproape 180 de copii, la vârsta de 4, 6, 8, 10 si 12 luni, aratându-le materiale filmate în care aparea un adult care vorbea, în engleza si în spaniola (copiii provenind cu totii din familii în care se vorbea engleza). Un dispozitiv fixat pe capul copilului cu o bentita a permis specialistilor sa observe încotro îsi îndrepta acesta privirea.
Atucni când li se vorbea în engleza, copiii de 4 luni priveau tot timpul în ochii vorbitorului. Cei de 6 luni priveau la fel de mult ochii, ca si buzele; ceide 8 si 10 luni se uitau predominat la buzele vorbitorului, pentru ca la 12 luni, atentia tuturor copiilor sa se îndrepte din nou asupra ochilor interlocutorului.
În schimb, daca interlocutorul începea sa vorbeasca în spaniola (o limba nefamiliara respectivilor copii), chiar si cei de 12 luni priveau în specuil buzele acestuia, indicând faptul ca aveau nevoie de informatia suplimentara oferita de miscare buzelor pentru a învata aceasta limba noua pentru ei.
Studiul este important din multe puncte de vedere: el poate oferi neurologilor si logopezilor informatii privind dezvoltarea vorbirii si metodele de tratament în cazul în care copiii întârzie sa vorbeasca; poate deschide noi cai de studiere a dificultatilor de vorbire la copiii cu autism sau alte tulburari de dezvoltare; de asemenea, subliniaza cât de important este, pentru dezvoltarea normala a limbajului, sa li se vorbeasca bebelusilor, fata în fata, în loc de a li da spre ascultare înregistrari audio.
That is one message of a new review of the literature in Current Directions in Psychological Science, a journal published by the Association for Psychological Science. “Your interpersonal experiences with your mother during the first 12 to 18 months of life predict your behavior in romantic relationships 20 years later,” says psychologist Jeffry A. Simpson, the author, with University of Minnesota colleagues W. Andrew Collins and Jessica E. Salvatore. “Before you can remember, before you have language to describe it, and in ways you aren’t aware of, implicit attitudes get encoded into the mind,” about how you’ll be treated or how worthy you are of love and affection.
While those attitudes can change with new relationships, introspection, and therapy, in times of stress old patterns often reassert themselves. The mistreated infant becomes the defensive arguer; the baby whose mom was attentive and supportive works through problems, secure in the goodwill of the other person.
This is an “organizational” view of human social development. Explains Simpson: “People find a coherent, adaptive way, as best as they can, to respond to their current environments based on what’s happened to them in the past.” What happens to you as a baby affects the adult you become: It’s not such a new idea for psychology—but solid evidence for it has been lacking.
Simpson, Collins, and Salvatore have been providing that evidence: investigating the links between mother-infant relationships and later love partnerships as part of the Minnesota Longitudinal Study of Risk and Adaptation. Their subjects are 75 children of low-income mothers whom they’ve been assessing from birth into their early 30s, including their close friends and romantic partners. When the children were infants, they were put into strange or stressful situations with their mothers to test how securely the pairs were bonded. Since then, the children—who are now adults—have returned regularly for assessments of their emotional and social development. The authors have focused on their skills and resilience in working through conflicts with school peers, teenage best friends, and finally, love partners.
Through multiple analyses, the research has yielded evidence of that early encoding—confirming earlier psychological theories. But their findings depart from their predecessors’ ideas, too. “Psychologists started off thinking there was a lot of continuity in a person’s traits and behavior over time,” says Simpson. “We find a weak but important thread” between the infant in the mother’s arms and the 20-year-old in his lover’s. But “one thing has struck us over the years: It’s often harder to find evidence for stable continuity than for change on many measures.”
The good news: “If you can figure out what those old models are and verbalize them,” and if you get involved with a committed, trustworthy partner, says Simpson, “you may be able to revise your models and calibrate your behavior differently.” Old patterns can be overcome. A betrayed baby can become loyal. An unloved infant can learn to love.
Il punto di partenza di questo libro è esplicito: la misurazione dell'universo dei social media in senso rigoroso e pratico. Rigoroso perché basato sulla misurazione quantitativa dei fenomeni; pratico, perché dalla teoria più alta si allontana per diventare insieme di azioni e best practice. Misurare, dunque. Certo misurare vuol dire valutare, ma ciascuna misura, presa da sola, si limita a un numero tanto preciso quanto inutile. Quindi per valutare in modo compiuto e utile bisogna comprendere altri elementi: lo scenario di riferimento, con uno sguardo prospettico, i mutamenti che ha contribuito a determinare, il terreno d’azione e le logiche di funzionamento. Analoga situazione si forma nel passaggio dalle valutazioni prese singolarmente al loro insieme, la strategia, distillata nelle azioni da compiere. Ecco perché dopo le valutazioni bisogna trovare il modo per far capire l’importanza di agire a chi in azienda ha il potere di decidere la partenza di un programma strategico di azione attraverso i social media.
Breve storia dell'incontro tra aziende e social media: La storia dell'interesse dei manager aziendali per i social media si può retrodatare al periodo in cui i blog iniziarono a diventare un oggetto d'interesse per i mass media e il Web cominciò a rivelarsi come complesso sistema non solo di fruizione ( readable) ma anche di produzione dal basso ( writable). Fu in quel momento, fotografato dalla famosa "copertina specchio" del Time che decretava “YOU” persona dell'anno ( Time, volume 168, numero 26, dicembre, 2006), che iniziò a insinuarsi nei comunicatori più illuminati un tarlo, alimentato dalle prime agenzie di digital PR. Queste, intuendo la dirompente portata sociale e, naturalmente, commerciale del fenomeno, provarono a offrire nuovi servizi in grado di consentire alle aziende di comprendere quella magmatica realtà. I blogger iniziarono ad incuriosire e, a volte, impensierire per primi gli uomini delle pubbliche relazioni che non capivano né quanto fossero davvero importanti né come "catalogarli". Queste persone animate da grande passione, che con le proprie opinioni, potevano scalfire la granitica reputazione delle aziende erano un fenomeno da analizzare attentamente. Dal tentativo di comprensione si passò ben presto alla sperimentazione di inediti approcci alle relazioni pubbliche. Alcuni azzardarono i primi contatti con i blogger, inviando loro prodotti in cambio di un feedback sincero. In Italia lo fece per primo Antonio Tombolini col progetto "pesto ai blogger" (febbraio, 2006) sulla scia del successo dell'iniziativa di Stormhoek (maggio 2005) piccolo produttore di vini sudafricano, che con un investimento di 40.000 dollari in due anni riuscì a ottenere una visibilità tale da essere accolto dal colosso Tesco sui suoi scaffali.
Lo spirito dell'idea fu chiarito dalle parole del suo creatore Hugh MacLeod, marketer e disegnatore, "un'azienda vinicola non dovrebbe essere come un country club, ma avere la stessa attitudine di una start-up della Rete" . Altre aziende provarono a incontrarli informalmente per stabilire un contatto personale. Il primo esempio italiano risale al febbraio del 2006. Lo ricordo bene perché contribuii a realizzarlo dall'interno. Microsoft aveva deciso che era giunto il momento di dialogare con i sostenitori dell'open source e così provammo a mettere a confronto una decina di blogger con i più alti rappresentati dell'azienda di Bill Gates.
Si incominciò a parlare dei blog come strumento utile a modificare la percezione delle aziende quali opache “macchine macinasoldi”. Fecero scuola le esperienze di Microsoft e del suo Channel 5 o dei blog dei CEO di Sun Microsystem o della catena di hotel Marriott. Erano nati i “corporate blog” e i “CEO blog”. Questi ultimi, in particolare, erano animati da manager che decisero di "metterci la faccia" e dar vita ad un dialogo, il meno ingessato possibile, fuori dagli schemi imposti dalla tradizione delle relazioni pubbliche. A volte arrivando anche all'estremo di dare la notizia di odiosi licenziamenti dalle colonne del blog.
Con l'aumentare degli strumenti di condivisione aumentò anche la complessità di gestione delle attività aziendali sui social media e il disorientamento del management.
L’equazione social web uguale blog sembrava rivoluzionaria e destinata a vivere anni felici, ma contrariamente alle aspettative successe qualcosa del tutto inaspettato: l’avvento dei social network.Il successo planetario di Facebook indusse molti a sostituire o evitare il corporate blog, delicato e impegnativo, a favore della pagina su Facebook, più snella e meno rischiosa. É l'inizio della grande illusione zuckerberghiana: l'idea implicitamente indotta che basti una pagina infarcita di promozioni e post ammiccanti, nel più trafficato centro commerciale online, per diventare social e raggiungere migliaia di persone. La storia dei servizi web mostra un pattern che si ripete: introduzione, adozione da parte degli utenti ( innovators prima e poi early adopters) osservazione e successiva sperimentazione da parte delle aziende più innovatrici. Qui il vantaggio dell'azienda first mover si rivela sempre molto importante: quella che per prima riesce a superare l'iniziale ritrosia naturale verso le novità e a esplorare i modi più genuini e innovativi per comunicare attraverso il nuovo servizio, è nella giusta posizione per costruire una credibilità duratura. Per di più, solitamente, gli utenti sono disposti a perdonare anche i piccoli incidenti di percorso, che possono capitare quando si esplora per primi un territorio sconosciuto.
Ecco perché uno degli obiettivi dell'azienda moderna dovrebbe essere quello di introiettare quella cultura della Rete, quella curiosità verso il nuovo, tale da spingerla naturalmente verso la sperimentazione di approcci innovativi di comunicazione.
Oggi siamo in una fase delicata di passaggio. Dalla consapevolezza delle sfide che pone il nuovo ambiente mediale ai primi tentativi di gestione professionale. Dalla gestione esclusiva delle nuove pratiche di comunicazione da parte della funzione marketing o relazioni esterne, all'idea di “social business” o “social organization”. In questo contesto chi prova a spostare investimenti dalle attività tradizionali a quelle sui nuovi media, inizia ad interrogarsi sulla loro misurabilità. Si parla con sempre più insistenza di R.O.I. (Ritorno sull'Investimento) con la pretesa di voler trasformare magicamente i likers, un tempo conosciuti come fan, e i follower in clienti. Senza aver ben chiari gli obiettivi di business e in un contesto aziendale ai limiti dell'anarchia e dell'improvvisazione.
Č da qui che nasce l'idea di questo libro che, senza pretesa di esaustività, vuole offrire un contributo iniziale di riflessione a quanti intendono utilizzare i social media professionalmente, e misurarne i risultati. Einstein diceva "non tutto ciò che può essere contato conta, e non tutto ciò che conta può essere contato". Il detto del grande fisico si attaglia alla perfezione al nostro caso. Quando parliamo di attività di comunicazione attraverso i social media dovremmo avere in mente non uno strumento tecnologico, né un canale di distribuzione, ma attività tese a generare uno scambio di valore tra persone. Un valore immateriale, per definizione, impossibile da misurare puntualmente e soprattutto non convertibile sic et simpliciter in valori finanziari.
Ciononostante è importante che anche le attività di social media marketing e PR, come ogni azione aziendale, si pongano degli obiettivi raggiungibili e misurabili, in modo, quantomeno, di guidare l'azienda verso il graduale miglioramento. La misurazione, dunque, è un processo, non un attività improvvisabile ex post. Richiede un pensiero strategico, un contesto e un framework di riferimento in grado di supportare l'implementazione del social media marketing plan.
Cosa è cambiato nella comunicazione: dal controllo alla cogenerazione dei messaggi aziendali: Con l’affermarsi della società in rete e il successivo, inevitabile, dissolvimento della rete dentro la società, il ruolo della comunicazione in azienda sta cambiando inesorabilmente, indipendentemente dalla consapevolezza e dai comportamenti, spesso reazionari, dei comunicatori, siano essi uomini di marketing o relatori pubblici.
Manuel Castells sostiene che la società in rete comunica e consuma mediante la Rete, in base a processi che diffondono istantaneamente simboli e conoscenze, modificando in profondità le espressioni culturali e cambiando radicalmente le forme del potere politico e della mobilitazione sociale (Manuel Castells, Comunicazione e Potere, Bocconi Università Edizioni, 2009).
Mihail Simkin si Vwani Roychowdhury, cercetatori în cadrul Universitatii California din Los Angeles, au analizat modul de gândire al celebrului ucigas ucrainian Andrei Cikatilo.
Conform datelor autoritatilor, cât si proprilor marturisiri, Andrei Cikatilo a ucis nu mai putin de 56 de oameni în decursul a 12 ani, fiind executat în anul 1994.
Când crimele sale au fost analizate cronologic, abominabilele fapte pareau sa urmeze un tipar precis, cunoscut în limbaj matematic sub termenul de "Scara Diavolului".
Intervalele dintre crime urmau o lege matematica, iar ucigasul ataca atunci când stimularea neuronala din creierul sau depasea un anumit nivel-limita.
"Nu ne putem astepta întotdeauna ca ucigasii sa comita crime în momentul în care stimularea neuronala depaseste limitele de suportabilitate. Ucigasul în serie are nevoie de timp pentru a-si stabili planul si conjunctura viitoarei crime. Din acest motiv, presupunem ca ucigasii comit crimele dupa disparitia excitatiei neuronale. Presupunem ca actul crimei, în sine, are asupra creierului ucigasului un efect sedativ, ceea ce duce la final la disparitia excitatiei neuronale" , declara cei doi matematicieni.
In previous work, Cornell biologist Thomas Seeley clarified how scout bees in a honeybee swarm perform "waggle dances" to prompt other scout bees to inspect a promising site that has been found. If it meets their approval, they, in turn, return to advertise the site with their own dances. Meanwhile, other scouts advertise alternative sites, creating a popularity contest among scouts committed to different sites. When one group exceeds a threshold size, the corresponding site is chosen.
In the new study, Seeley, a professor of neurobiology and behavior, reports with five colleagues in the United States and the United Kingdom that scout bees also use inhibitory "stop signals" -- a short buzz delivered with a head butt to the dancer -- to inhibit the waggle dances produced by scouts advertising competing sites. The strength of the inhibition produced by each group of scouts is proportional to the group's size. This inhibitory signaling helps ensure that only one of the sites is chosen. This is especially important for reaching a decision when two sites are equally good, Seeley said.
A swarm of bees labeled for individual identification. Image: Thomas Seeley
Previous research has shown that bees use stop signals to warn nest-mates about such dangers as attacks at a food source. However, this is the first study to show the use of stop signals in house-hunting decisions.
Such use of stop signals in decision making is "analogous to how the nervous system works in complex brains," said Seeley. "The brain has similar cross inhibitory signaling between neurons in decision-making circuits."
For example, when a goldfish detects the pressure wave of an approaching predator, it receives stimuli from both sides of its body. But if the pressure stimulus is stronger on the right side, brain neurons reporting from the right side will suppress the neurons reporting from the left side, which provides more clarity for the fish and helps it pinpoint the predator's location.
The study was conducted at Shoals Marine Laboratory on Appledore Island, six miles off the New Hampshire/Maine coast, where there are no big trees and no natural nest sites. The researchers brought swarms of bees to the island and offered them two equally good nest boxes. The scout bees that visited both boxes were marked with different colors.
Seeley and colleagues found that scouts that had committed to one box directed their stop signals mainly toward scouts promoting the other box.
"This analysis could not have been done without Shoals Marine Lab," said Seeley. "It's one of the very few places where there are no natural nest sites, so we can put out artificial nest sites and control and watch the whole decision-making process."
Co-authors Patrick Hogan and James Marshall of the University of Sheffield in the United Kingdom explored the implications of the bees' cross-inhibitory signaling by modeling their collective decision-making process. Their analysis showed that stop signaling helps bees to break deadlocks between two equally good sites and so avoid costly dithering.
Co-authors also included researchers from the University of California-Riverside and the University of Bristol, U.K.
The study was funded by the Cornell Agricultural Experiment Station, the University of California-Riverside and the U.K. Biotechnology and Biological Sciences Research Council.
The technique (developed by an international team of scientists in the United States and the United Kingdom), which is the first of its kind to use high-pressure chemistry for making well-developed films and wires of this particular kind of silicon semiconductor, will help scientists to make more-efficient and more-flexible optical fibers. The findings, by an international team led by John Badding, a professor of chemistry at Penn State University, will be published in a future print edition of the Journal of the American Chemical Society.
Badding explained that hydrogenated amorphous silicon -- a noncrystalline form of silicon -- is ideal for applications such as solar cells. Hydrogenated amorphous silicon also would be useful for the light-guiding cores of optical fibers; however, depositing the silicon compound into an optical fiber -- which is thinner than the width of a human hair -- presents a challenge. "Traditionally, hydrogenated amorphous silicon is created using an expensive laboratory device known as a plasma reactor," Badding explained. "Such a reactor begins with a precursor called silane -- a silicon-hydrogen compound. Our goal was not only to find a simpler way to create hydrogenated amorphous silicon using silane, but also to use it in the development of an optical fiber."
A bed of amorphous hydrogenated silicon wires that were prepared in the pores of optical fibers. The wires have been chemically etched out of the optical fiber to reveal them. Scale bar is 100 um. Inset: An array of amorphous hydrogenated silicon tubes deposited in an optical fiber. The optical fiber has been cleaved in half to reveal the array of tubes. The very thin glass walls of the fiber surrounding each tube are largely obscured. Scale bar is 5um. Credit: John Badding lab, Penn State University.
Because traditional, low-pressure chemistry techniques cannot be used for depositing hydrogenated amorphous silicon into a fiber, the team had to find another approach. "While the low-pressure plasma reactor technique works well enough for depositing hydrogenated amorphous silicon onto a surface to make solar cells, it does not allow the silane precursor molecules to be pushed into the long, thin holes in an optical fiber," said Pier J. A. Sazio of the University of Southampton in the United Kingdom and one of the team's leaders. "The trick was to develop a high-pressure technique that could force the molecules of silane all the way down into the fiber and then also convert them to amorphous hydrogenated silicon. The high-pressure chemistry technique is unique in allowing the silane to decompose into the useful hydrogenated form of amorphous silicon, rather than the much less-useful non-hydrogenated form that otherwise would form without a plasma reactor. Using pressure in this way is very practical because the optical fibers are so small."
Optical fibers with a non-crystalline form of silicon have many applications. For example, such fibers could be used in telecommunications devices, or even to change laser light into different infrared wavelengths. Infrared light could be used to improve surgical techniques, military countermeasure devices, or chemical-sensing tools, such as those that detect pollutants or environmental toxins. The team members also hope that their research will be used to improve existing solar-cell technology. "What's most exciting about our research is that, for the first time, optical fibers with hydrogenated amorphous silicon are possible; however, our technique also reduces certain production costs, so there's no reason it could not help in the manufacture of less-expensive solar cells, as well," Badding said.
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