Cum se „curăţă” creierul?

Cercetătorii din cadrul Universităţii din Rochester au descoperit, în premieră mondială, mecanismul prin care „se păstrează curăţenia” în creierul uman - modul în care acest organ scapă de deşeurile provenite din metabolism.

Orice organ din trupul omenesc produce reziduuri, iar creierul nu face excepţie. Dar, spre deosebire de alte organe, creierul nu posedă un sistem limfatic care să filtreze şi să dreneze compuşii reziduali. Totuşi, un studiu recent efectuat pe şoareci de laborator sugerează cum se poate autocurăţa acest organ: prin pomparea rapidă a fluidului de-a lungul exteriorului vaselor sangvine, curăţând astfel reziduurile.

Descoperirea, publicată recent în paginile periodicului Science Translational Medicine, poate ajuta la dezvoltarea unor tratamente împotriva maladiei Alzheimer.

"Dacă observăm o hartă a sistemului limfatic în corpul omenesc, vedem că zona creierului nu este irigată de acesta", după cum afirmă Jefferey Iliff, neurolog în cadrul Centrului Medical de pe lângă Universitatea din Rochester. Cercetătorii au fost intrigaţi de această caracteristică, având în vedere cât de activ este creierul şi cât este de sensibil faţă de acumularea de compuşi reziduali.

Cercetătorii au suspectat de mult că "refuzul" creierului de a colecta astfel de compuşi a dus în cele din urmă la apariţia, pe scala evolutivă, a lichidului cefalorahidian care înconjoară creierul în cavitatea craniană. La mijlocul deceniului 1980-1990, unii oameni de ştiinţă au propus o ipoteză privind modul de curăţare a creierului: acest acest fluid ar fi "pompat" în creier pentru a-l curăţa, după care ar fi eliminat: Alţi cercetători însă nu au fost convinşi că aşa stau lucrurile.

Datorită noilor tehnologii care au făcut posibilă explorarea creierului şoarecilor vii, dr. Iliff şi colegii săi au vizionat în premieră procesul de autocurăţare a creierului.

Lichidul cefalorahidian circulă de-a lungul vaselor sangvine printr-o reţea de structuri tublulare alcătuite din proteine specifice. Fluidul "spală" reziduurile acumulate între celule, iar apoi este drenat afară din creier prin venele mari.

Cercetătorii de la Universitatea din Rochester au reuşit să arate că, la şoarecii care nu aveau sistemul de canale proteice, mecanismul de curăţare funcţiona defectuos, nereuşind să înlăture deşeurile, inclusiv proteinele amiloide, a căror acumulare excesivă este legată de apariţia maladiei Alzheimer. Îmbunătăţind sistemul de curăţare, ar putea fi creat un tratament pentru acestă boală. Descoperirirle ar putea fi aplicate şi în tratamentul altor afecţiuni, precum accidentele vasculare cerebrale şi maladia Parkinson.

"Experimentele au validat existenţa unui curent de lichid cefalorahidian care circulă prin spaţiile extracelulare din creier, curăţând eficient reziduurile metabolice", declară şi neurologul Bruce Ransom din cadrul Universităţii din Washington.

Sunt necesare mai multe cercetări în această direcţie pentru a înţelege astfel cum funcţionează acest sistem şi în cadrul creierului uman, care nu poate fi studiat la fel de uşor precum cel de şoarece; cu toate acestea, descoperirile sunt importante, continuă dr. Ransom.

"După decenii de estimări nesigure în privinţa fluxului de lichid cefalorahidian în creier, acum ştim cum se desfăşoară lucrurile", încheie acesta.

O armată de sute de schelete a fost descoperită într-o mlaştină din Danemarca

Rămăşiţele a sute de războinici străvechi căzuţi în luptă au fost descoperite recent în adâncurile unei mlaştini din Danemarca. Descoperirea atrage atenţia istoricilor şi arheologilor asupra unui eveniment violent care a avut loc aici în urmă cu circa 2.000 ani.

Rămăşiţele războinicilor nordici au fost descoperite în mlaştina Alken Enge, de lângă Lacul Mosso, Jutlanda de Est, şi la prima vedere par să relateze povestea sacrificării unei întregi armate învinse. 
În urma săpăturilor demarate încă din anul 2009, arheologii au extras, până în prezent, osemintele a peste 200 de războinici.

Rămăşiţele includ cranii sfărâmate şi tibii retezate. În acelaşi loc au fost descoperite numeroase arme, foarte bine conservate, precum securi, suliţe, scuturi şi măciuci. 
"Este clar că atunci a avut loc un eveniment deosebit de dramatic, care a avut un impact profund în cadrul societăţii din acele vremuri", conchide Mads Kahler Holst, profesor de arheologie din cadrul Universităţii din Aarhus.

"Am efectuat mici săpături de testare în diferite puncte din cadrul unui sector de 40 hectare de mlaştină şi de fiecare dată am descoperit oase şi arme noi", declară şi Ejvind Herz, director al şantierului arheologic şi cercetător în cadrul Muzeului Skanderborg.

Descoperirea este una de anvergură deosebită, arheologii danezi estimând că vor mai avea de efectuat multe săpături până în momentul în care vor extrage toate oasele şi armele din acest inedit şantier arheologic.

La o primă vedere, cercetătorii cred că războinicii respectivi au pierdut o bătălie importantă cu membrii unui trib rival.

Supravieţuitorii învinşi se pare că au fost sacrificaţi şi aruncaţi într-un lac, care, în timp, a secat şi s-a transformat într-o mlaştină, fapt care a dus la conservarea rămăşiţelor acestora. Analizarea detaliată a osemintelor războinicilor prizonieri măcelăriţi va răspunde întrebărilor care vizează locul de origine al acestora şi motivele care au stat la baza uciderii lor în masă.

Revoluţie în contracepţie: a fost concepută prima pilulă non-hormonală pentru bărbaţi!

Peste 100 de milioane de femei din întreaga lume beneficiază de serviciile pilulelor contraceptive. Acum, bărbaţii vor avea şansa de a beneficia de o pilulă similară, ca urmare a conceperii primului medicament contraceptiv pentru bărbaţi ce este atât non-hormonal cât şi complet reversibil. De asemenea, medicamentul nu afectează în niciun fel libidoul, conform testelor efectuate pe şoarecii de laborator.

Tratamentele contraceptive hormonale destinate bărbaţilor, ce sunt supuse în acest moment testelor clinice, au efecte secundare mai pronunţate decât pilulele hormonale folosite de femei. Hormonii care îi fac pe bărbaţi infertili pot afecta formarea oaselor şi pot duce la apariţia unor probleme la ficat. De aceea, specialiştii preferă soluţiile non-hormonale.

„Avem nevoie urgent de ţinte non-hormonale”, declară James Bradner, doctor în cadrul Dana-Farber Cancer Institute din Boston, SUA. Acum, Bradner a reuşit să conceapă alături de colegii săi un medicament intitulat JQ1, care inhibă proteina BRDT, aflată în testicule, ce este esenţială pentru fertilitate.

BRDT activează elementele din genom care instruiesc celulele să se maturizeze, devenind spermatozoizi. JQ1 se fixează de BRDT exact în momentul în care proteina se ataşează de genom, oprind procesul de transmitere a instrucţiunilor. „Este ca şi cum ai rupe nota Post-It care aminteşte celulei să se transforme într-un spermatozoid”, explică Bradner.

Atunci când şoarecilor le-au fost administrate zilnic două injecţii cu două doze diferite de JQ1, de-a lungul unei perioade de 3 sau 6 săptămâni, aceştia au prezentat o reducere de cel puţin 90% a numărului de spermatozoizi, înregistrându-se totodată o reducere de cel puţin 75% a motilităţii spermei. Reducerea numărului de spermatozoizi a fost atât de mare în cazul dozei mai mari, încât şoarecii au devenit infertili. La 1-2 luni de la întreruperea tratamentului, fertilitatea şoarecilor a fost complet restabilită.

Cercetătorii nu au observat niciun efect secundar, iar nivelul de testosteron nu a fost afectat. De asemenea, comportamentul de împerechere nu a prezentat nicio schimbare. „Nu am observat nicio modificare în ceea ce priveşte libidoul animalelor”, a explicat Bradner.

Richard Sharpe, specialist în contracepţie la Universitatea Edinburgh, afirmă că „studiul prezintă o metodă complet nouă de contracepţie, calitatea cercetării fiind excelentă, aceasta fiind totodată foarte convingătoare”. „Metoda folosită pare a fi foarte eficientă şi complet reversibilă, cel puţin pe termen scurt. De asemenea, nu par să existe efecte secundare observate la puii masculilor care au fost supuşi acestui tratament”, a adăugat Sharpe.

Acum, cercetătorii lucrează la conceperea unei variante orale a medicamentului (în cazul şoarecilor a fost folosită o formă injectabilă) şi la studierea potenţialelor efecte secundare pe termen lung ale noului medicament.

Specialiştii sunt optimişti: „Munca oamenilor de ştiinţă este impresionantă, iar rezultatele sunt foarte promiţătoare. Există o cerere mondială pentru metode contraceptive alternative, astfel că eforturile depuse de cercetători merită aplaudate”, a concluzionat Aarnoud C. van der Spoel, specialist la Universitatea Dalhousie din Canada.

Mai tari ca laserele: maserele ar putea deschide calea spre o nouă generaţie de electronice

Cercetătorii au dezvăluit o versiune a unui laser care emite microunde. Invenţia poartă numele de maser şi funcţionează la temperatura camerei.

Maserele au fost inventate înaintea laserelor, dar au rămas prea puţin cunoscute deoarece ele necesitau câmpuri magnetice puternice şi scheme complicate de răcire. Acum, a fost creată o versiune mult mai simplă care foloseşte material cristalin şi nu necesită magneţi sau sisteme de răcire. Fasciculele de microunde care rezultă pot fi folosite într-o gamă largă de domenii precum medicina şi astronomia.

Maserele s-au născut în urma unei idei postulate de Albert Einstein conform căreia în unele materiale energia poate fi pompată şi concentrată într-un fascicul de unde electromagnetice care oscilează în sincron. Primul maser a fost construit în 1953, urmând ca mai târziu mai multe masere să fie utilizate pentru transmiterea primei emisiuni TV transatlantice.

De atunci, oamenii de ştiinţă au lucrat la îmbunătăţirea materialelor pentru a amplifica lumina vizibilă în locul microundelor, muncă ce a dus la câştigarea a trei premii Nobel în 1964. Acest lucru a dus la răspândirea laserelor, pe măsură ce tehnologia a fost îmbunătăţită iar potenţialele utilizări s-au înmulţit.

Complexitatea relativă a maserelor le-a retrogradat pe acestea la aplicaţii de nişă, ele fiind folosite doar în cazul ceasurilor atomice şi ca amplificatoare pentru semnalele de comunicare venite de la sondele spaţiale.

Acum, cercetătorii de la National Physical Laboratory şi Imperial College London au reorganizat modul în care este realizat maserul. Ei au utilizat un cristal realizat dintr-un material numit p-terfenil care este infiltrat cu molecule numite pentacene. Noul design foloseşte lumină galbenă de la un laser medical care pompează energie şi produce microunde sincronizate. Procesul se are loc la temperatura camerei, fără a fi nevoie de magneţi puternici sau de un sistem de răcire complex.

Specialiştii sunt de părere că valoarea cheie a maserelor nu constă în producţia de fascicule utile, ci în capacitatea de a crea procesul de amplificare într-un mod deosebit de curat, fără prea mult zgomot. Tocmai de aceea ele sunt utilizate pentru detectarea semnalelor provenite de la sondele spaţiale Voyager, aflate la miliarde de kilometri depărtare.

Microundele au capacitatea de a trece prin multe materiale pe care lumina nu le poate pătrunde, precum norii sau pielea, motiv pentru care ele ar putea fi utilizate mai ales în medicină.

"Poate cea mai relevată aplicaţie ar fi în medicină, pentru că sensibilitatea sa ar ajuta la detectarea tumorilor înainte ca ele să ajungă la metastază. Dacă acest dispozitiv va ajuta la crearea unui scanner un pic mai sensibil decât cele actuale, atunci el va ajuta mulţi oameni să zâmbească", a declarat Mark Oxborrow, autorul cercetării.

Consumul de ouă este la fel de periculos ca fumatul?

Noi cercetări relevă că un consum regulat de gălbenuş de ou poate avea un impact major asupra sănătăţii noastre. Specialiştii cardiologi avertizează că acest aliment gustos poate fi la fel de periculos ca fumatul.

Oamenii de ştiinţă din Canada susţin că acest aliment des consumat la micul dejun poate bloca arterele, favorizând apariţia atacurilor de cord şi a celor cerebrale. Potrivit doctorului David Spence, în ceea ce priveşte nivelul de colesterol, consumul regulat de gălbenuşuri provoacă două treimi din daunele produse de fumat.

Specialistul din cadrul University of Western Ontario a observat că persoanele care consumă cel puţin 3 ouă pe săptămână prezintă mult mai multă placă arterială, comparativ cu cei care consumă maxim două gălbenuşuri. "Studiul arată că odată cu vârsta placa se depune treptat în artere, iar gălbenuşurile au rolul de a grăbi procesul", a explicat cardiologul.

La studiu au participat 1.231 de pacienţi cu vârsta medie de 61 de ani. În urma acestuia s-a constat că plăcile de la nivelul arterelor se dezvoltă periculos după vârsta de 40 de ani. Mai mult, se pare că ele încep să ne afecteze în mod dramatic odată cu avansarea în vârstă, dezvoltarea lor fiind încurajată de fumat şi consumul regulat de ouă.

Din acest motiv, dr. Spence este de părere că cei care au un risc cardiovascular crescut ar trebui să scoată gălbenuşurile din dietă.

A fost descoperită „supermama cosmică”, clusterul de galaxii ce uimeşte oamenii de ştiinţă

Un cluster de galaxii este o conglomerare de sute sau chiar mii de galaxii ce sunt ţinute laolaltă de gravitaţie. Aceste formaţiuni cosmice reprezintă încă un mister pentru ştiinţă. Cercetătorii consideră că clusterele de galaxii reprezintă un tărâm fertil pentru crearea unor noi stele, însă în multe cazuri acest lucru nu este confirmat de observaţii. Acum, oamenii de ştiinţă au identificat un cluster de galaxii situat la 5,7 miliarde de ani-lumină de Terra ce produce un număr imens de stele, fiind cel mai productiv cluster identificat până acum în Univers.

Clusterul Phoenix este unul dintre cele mai mari astfel de formaţiuni din univers, estimându-se că masa sa este de 25.000 de trilioane de ori mai mare decât cea a Soarelui. Clusterul a fost identificat în 2010 cu ajutorul telescopului de la Polul Sud, fiind studiat de atunci de o echipă de astronomi de la  Kavli Institute for Astrophysics and Space Research din cadrul MIT. Cercetătorii au descoperit în urma acestor observaţii că în centrul acestui cluster se formează în fiecare an 750 de stele, un ritm extraordinar. Galaxia noastră, Calea Lactee, «concepe» o singură stea pe an. Deoarece clusterul Phoenix produce într-o zi mai multe stele decât produce Calea Lactee într-un an, acesta a fost supranumit „supermama cosmică”.

Michael McDonald, coordonatorul echipei de astronomi, afirmă că „este vorba despre crearea de stele într-un ritm extraordinar”, clusterul Phoenix fiind de cel puţin 5 ori mai productiv decât oricare alt cluster identificat de oamenii de ştiinţă. Cercetătorii sunt surprinşi, deoarece conform teoriilor actuale o astfel de galaxie nu ar putea să producă stele în acest ritm rapid. „Este un rezultat extrem, ce modifică graniţele cunoştinţelor umane”, a comentat Ryan Foley, astronom la Universitatea Harvard.

„Iniţial, toţi am fost foarte sceptici, deoarece ceea ce observam nu se potriveşte cu ceea ce se credea până acum despre clusterele de galaxii. Dar de-a lungul câtorva luni, ne-am convins că este vorba despre un sistem unic şi excepţional”, a spus McDonald.

Brian McNamara, astrofizician la University of Waterloo, a sintetizat problema pe care această descoperire o ridică oamenilor de ştiinţă: „Clusterul Phoenix nu se comportă la fel ca majoritatea galaxiilor aflate în această situaţie. Cu toate că avem multe idei pentru a explica acest lucru, nu ştim care dintre ele, dacă vreuna, este cea corectă”.

Cum construieşti o casă în 24 de ore? O printezi!

Tehnologia imprimantelor 3D ar putea fi utilizată în curând pentru ridicarea clădirilor, cu ajutorul unei versiuni la scală mare a unui asemenea aparat.

Profesorul Behrokh Khoshnevis, de la Universitatea California de Sud, este promotorul unei tehnologii numite Contour Crafting, ce foloseşte aceleaşi principii care şi imprimantele 3D utilizate pentru fabricare unor obiecte de plastic.

Diferenţele constau în dimensiunile mari ale instalaţiei şi în materialele folosite.

Metoda Contour Crafting foloseşte betonul, care este depus strat cu strat, prin duze care se mişcă de jur-împrejurul casei, cu ajutorul unei macarele care se deplasează pe şine.

Pot fi construiţi astfel pereţi rezistenţi, din beton armat, în cursul procesului putând fi adăugate şi instalaţiile electrice şi sanitare.

Tehnologia permite şi construirea unor ziduri curbe şi a diverse elemente arhitecturale originale.

Cu această metodă, susţine prof. Khoshnevis, o casă de 230 m² poate fi construită în aproximativ 20 de ore.

Actualele metode de construcţie sunt lente, costisitoare şi necesită mână de lucru numeroasă. Cu ajutorul tehnologiei Contour Crafting, afirmă susţinătorii ei, vor putea fi ridicate cartiere întregi într-un timp scurt; metoda s-ar putea dovedi foarte eficientă pentru construirea de locuinţe ieftine, adăposturi pentru sinistraţi ori spaţii comerciale, însă ar putea fi, la fel de bine, adaptată pentru construirea unor reşedinţe de lux, personalizate.

Inventatorii întrevăd şi utilizări extraplanetare ale tehnologiei lor, cu ajutorul căreia ar putea fi create, rapid şi cu un cost accesibil, structuri sigure şi solide pe Lună sau pe Marte - laboratoare, spaţii de locuit etc. - care să fie gata înainte de sosirea oamenilor.