Uvrnuta bežična veza od 2,5 terabita

Američki i izraelski istraživači su iskoristili iskrivljene vrtložne zrake (snopove) da emitijuju 2,5 terabita u sekundi (jedan CD sadrži 600 Mb, a 2,5 terabita je količina podataka koja staje na skoro 500 CD-ova). Što se tiče sadašnjeg razvoja tehnologije, to je najbrža bežična veza na svetu. Ova tehnologija može biti iskorišćena u bliskoj budućnosti za ogromno poboljšanje protoka podataka – bežičnim putem i kroz optičke kablove.

Ovi „uvrnuti“ signali koriste orbitalni ugaoni momenat (OUM) da poguraju mongo više podataka u jedan jednistven niz. Kod trenutnih transmisionih protokola (WiFi, LTE, COFDM), mi stalno baratamo sa spinskim ugaonim momentom (SUM) radio tgalasa, ali ne diramo OUM. Ako zamislite kretanje planete Zemlje, SUM je obrtanje planete oko svoje ose a OUM je kretanje Zemlje oko Sunca. Tehnološki proboj se sastoji u korišćenju novog protokla koji u isto vreme koristi SUM i OUM.

Konkretno, Alan Vilner (Alan Willner) i njegov tim istraživača sa univerziteta u Južnoj Kalironiji u kooperaciji sa univerzitetom u Tel Avivu (uz pomoć NASA laboratorije za mlazne pogone) su uvrnuli zajedno 8 snopova vidljive svetlosti od po, skoro, 300 gigabita u sekundi, koristeći OUM. Svaki od tih snopova je ima malo drugačiji orbitalni moment.

Jedna grupa od četiri snopa je emitovana kao jedinstven tanak niz, poput osovine, a druga grupa od 4 snopa je postavljena oko prvog zraka – kao neka vrsta omota. Tako zapakovan, snop je emitovan kroz otvoreni prostor (u ekspeirmentu na razdaljiui od samo jedan metar), da bi se na drugom kraju svi snopovi „odvrnuli“ stvarajući jedinstveni signal od 2,5 terabita u sekundi (oko 17 Blue-Ray diskova).

Ovo predstavlja veliko dostignuće, i to samo samo posle nekoliko meseci od objave rada autora Bo Tajd (Bo Thide), koji konačno pokazuje da je korišćenje orbitalnog momenta u emisiji signala moguće. U eksperimentu koji je sproveo Boov tim, OUM radio signal je poslat na distancu od 442 metra.

Tajd tvrdi da korišćenje orbitalnog momenta za prenos signala može omogućiti da pakujemo i uvijamo „beskonačan broj“ konvencionalnih transmisionih protokola, bez proširivanja delatnosti na nove intervale radio opsega. Teoretski, WiFi ili LTE signala i da ih uvrnemo u jedinstveni snop, i proporcionalno uvećamo propusni opseg. Što se tiče tehnologije mreža koje počivaju na optičkim kablovima, gde ima još mesta za poboljšavanje, stvari stoje malo drugačije. Tu se ne očekuje prevelika koristi od uvrtanja signala. Međutim, za bežične mreže to predstavlja oslobađanje, jer spektar radio signala već sada, skoro potpuno iskorišćen. Uvrtanjem signala ostvarili bismo, skoro, pa trajno rešenje u domenu bežičnih mreža. Link koji je projektovao Vilnerov tim ima efikasnost od 95,7 bita/Hz; LTE 16,32 bita/HZ; 802,11 2,4 bita/Hz. Digitalni TV signal (DVB-T) ima iskorišćenje od samo 0,55Hz.

Sledeći zadatak Vilerovog tima je da povećaju domet OUM signala. „Za konfiguracije gde je distanca do 1 km, a neophodan je veliki protok, ova tehnologija bi mogla biti vrlo dobra opcija. Naravno, postoji mogućnost za znatno dalju komunikaciju, od satelia do satelita, gde turbulencija nije problem.“ tvrdi Viller za BBC. U sadašnjem trenutku, glavni ograničavajući faktor je nedostatak odgovarajućeg hardvera i softvera da bi se manipulisalo sa OUM signalom. Bez obzira na to, budućnost bežičnih mreža deluje sasvim svetlo.

Rad je objavljen u časopisu Nature.

Žrtve gušenja mogu biti spasene injekcijom kiseonika

Istraživači su razvili mikročestice popunjene kiseonikom koje se mogu ubaciti inekcijom u krvotok u slučaju kada pluća nisu u stanju da uvode kiseonik u krv. Na taj način kupuje se i do dodatnih pola sata, pre nego što pacijent počne da trpi posledice manjaka kiseonika. Izovor: Children’s Hospital Boston

Zbog raznih simptoma i uzorka, može se desiti da osoba prestane da diše. Manjak kiseonika se brzo ispoljava i posledice mogu biti tragične u vrlo kratkom vremenskom intervalu. Zbog toga, tim stručnjaka iz ustanove Boston Children’s Hospital su smisli novi sistem ubacivanja kiseonika u organizam kroz krvotok, koji bi u kritičnim situacijama obezbedio dodatno vreme medicinskim radnicima da pomognu ugroženoj osobi. Ovaj metod održavanja nivoa kiseonika u organizmu, dok sam organizam ne preuzme funkciju disanja, može biti vrlo značajan. Injekcija kiseonika bi mogla, možda, da održava normalno stanje pacijenta i pola sata, a da pacijent ne diše sve to vreme.

Mikro čestice koje bi izvršavale taj proces po unošenju u organizam, bi se sastojale od vrlo tankog sloja lipida koje u sebi nose mali balon kiseonika. Tkivo koje već trpi posledice zbog manjaka kiseonika biva oporavljeno već za nekoliko sekundi, zahvaljujući ovim mikro česticama.

Testovi sprovedeni na životinjama su pokazali da u slučaju kada su svi disajni putevi potpuno zatvoreni, infuzija rastvora mikro čestica je održala organizam živim i stabilnim celih 15 minuta.

Treba napomenuti da se ovaj metod ne može koristiti za veštačko preživljavanje u uslovima bez kiseonika, jer proizvodi još celi niz procesa koji dodatno komplikuju stanje pacijenta. Međutim, kada je stanje pacijenta kritično to je sekundarno, sve dok se ne uspostavi normalna funkcija disanja.

Vakcina protiv zavisnosti od nikotina

Duvanski dim svima smeta, kako pušačima tako i nepušačima. Sem toga, kod prvih stvara zavisnost, kao kod alkoholizma ili droge, i postavlja se pitanje: šta ako nikada ne dođete u poziciju da steknete zavisnost?

Istraživači sa Veill Medikal Koledža (Weill Medical Collage) u Nju Jorku (New York) objavili su svoj rad u časopisu Science Transational Medicine. Prema tom radu, oni su razvili metod u borbi protiv ove zavisnosti. Preliminarni eksperimenti, koji su pokazali rezultate, sprovedeni su na miševima. Pokazalo se da vakcina uspešno sprečava dejstvo nikotina na organe kao što je srce ili mozak, stvarajući, na taj način, osećaj kako da nikotin nikada nije ušao u krvotok.

Prethodne vakcine su imale dve velike mane. Prvu je predstavljao odgovor imunog sistema, na veštačko ubacivanje antitela koja su trebala da odrade glavni posao u odvikavanju. Drugi problem je možda i veći, jer je delotvornost vakcine bila kratkog veka i revakcinacija je bila neophodna već kroz nekoliko nedelja, da bi tretman imalo efekta.

Nova vakcina deluje na jetru, tačnije, stimuliše povećanu proizvodnju antitela unutar ovog organa koji potom uništavaju nikotin koji je već ušao u krvotok. Kod miševa, jedno vakcinisanje je trajalo ceo njihov život.

Dugoročni efekat nove vakcine kod ljudi je još uvek otvoreno pitanje i problem budućih istraživanja, ali ako bude imala isti efekat kao kod miševa, pušači će moći uživaju u duvanu, bez straha da će razviti zavisnost. Drugim rečima, moći će da prekinu uživanje u duvanu, kad god požele.

Doktor na svom ličnom primeru izučava dijabetes na molekularnom nivou

Značajna prekretnica u polju personalizovane medicine.

Već, više od dve godine, genetičar sa Stanford univerziteta Majkl Snajder (Michael Snyder) donira svoje (živo) telo nauci. On i njegove kolege istraživači su ispitali DNK, RNK, proteine i metabolike, stvarajući neverovatno detaljni profile njegovog personalnog „omicsa“.

U engleskom jeziku neologizam omics neformalno ukazuje na polje istraživanja u biologiji koje se završava sa sufiksom omics (genomics, proteomics, metabolomics). Pomenuti  sufiks se koristi da bi se ukazalo na predmet tih studija, kao što je genome, proteome ili metabolome.

Neprekidno su pratili, u realnom vremenu (i na molekularnom nivou) napade virusa na njegove ćelije, i shvatili su da, na opšte iznenađenje da je podložan razvijanju dijabetesa (tip II). Sledi još bolje iznenađenje za nas: Odlučili su da gledaju kako se taj dijabetes razvija. Pojam žrtve izmišljen ponovo…

Sve u svemu, ovaj „projekat“ predstavlja prvu studiju koja prati, na molekularnom nivou, razvoj bolesti jedne osobe. Ovakav pristup predstavlja prekretnicu u razvoju tzv. lične ili personalne medicine (nije isto što i lična higijena :D). Sem toga to je i prvo osmatranje pojave (da ne kažemo rađanja) bolesti i njenog detaljnog praćenja kao se razvija. Sve ove aktivnosti se dešavaju pod okriljem mediciniskog univerziteta u Stanfordu.

Još od samih početaka proučavanja matrice DNK lanca kod čoveka, lična medicina (ili bolje personalizovana medicina) je svojim razvojem obećavala mnogo dobrih stvari, a među njima i mogućnost predviđanja pojavljivanja određenih bolesti kod posmatranog pacijenta. Do sada je to rađeno na relaciji lekar-pacijent to je uvek podrazumevalo dve osobe, barem. Sa ovakvim pristupom, čini se da malo šta može promaći osobi koja se bavi istraživanjem, jer je u isto vreme i pacijent i istraživač.

Istraživanje ide dalje od izučavanja genoma, tačnije prete se sve važnije strukture u organizmu. Pratili su sve: DNK, RNK, metabolike, proteine i anti tela u njegovim ćelijama. Svi ti aspekti Snajderovog organizma čine jedinstveni i lični „Omics“ profil ili skraćeno (na engleskom integrative Personal „Omics“ Profile) iPOP. Cilj je bio da se prostudiraju i procene rizici od razboljevanja i da se prouči psihološko stanje pacijenta zavisno od toga kada je zdrav ili bolestan.

Sam Snajder, koji je vodio celu studiju, je na svakih dva meseca davao uzorke svoje krvi dok je bio zdrav, da bi de uporedilo sa uzorcima krvi koje je davao dok je bolestan. Na taj način on je 20 puta „davao“ krv (nema smisla d kažem da ju je „puštao“). Tim, koji je radio uz njega, se sproveo ogroman broj testova što je dalo na hiljade podataka, na kojima su sprovede kompleksni algoritmi i tehnike obrade (drugačije rečeno – teška i mukotrpna statistička analiza i klasifikacija podataka).

Na početku, tim je detaljno pregledao Snajderov genom i otkrio da on ima predispozicije za dijabetes tipa II, i pored toga što u njegovo familiji nema osobe koja ima sliče karakteristike i nema značajne faktore rizika u svom životu (nije debeo, ne puši, itd.). Takođe, analizirali su genom njegove majke.

Kada se Snajder razboleo sa vrlo nezgodnom virusnom infekcijom, njegove kolege su posmatrale nivo šećera u njegovoj krvi, koji se tokom bolesti povećao. On je odmah promenio svoj način ishrane i životne navike. Na posletku, uspeo je da snizi nivo glukoze, tvrde istraživači. Ova mala epizoda ukazuje kako poznavanje situacije na genetičkom nivou može poslužiti da se poboljša stanje pacijenta.

Tokom istraživanja, istraživači su otkrili promene u Snajderovom t-RNK (t = transkriptivni) i genomu kada su uporedili njegovo zdravo i bolesno stanje. Tako su mogli otkriti kako se telo menja kao odgovor na uticaj raznih fenomena.

„Detaljni opis „omics“ profila tajedno sa sekvenciranjem genoma može pružiti molekularne i psihološke informacije od medicinskog značaja.“ tvrde istaživači. „Personalni pristup se može postati uobičajeni pristup rada prilikom praćenja stanja pacijenta i njegovog lečenja.“

Studija je objavljena u žurnalu Cell.

Prilažem sliku koja bi trebala, donekle, da objasni kompleksnost sprovedenog istraživanja.

Prve slike na svetu koje pokazuju kretanje atoma u molekulu

Istraživači pri državnom univerzitetu u američkoj državi Ohajo (Ohio) su uspeli da naprave prve slike atoma koji se kreću u molekulu!

Koristili su novu tehnologiju, koja, na neki način, pretvara elektrorne unutar molekula u svojevrsne bliceve ili fleš lampe. Na trenutak osvetljavajući molekul, ovi elektoni omogućavaju da se zaviri u njegovu unutrašnjost. Ceo metod pravljenja slika omogućava da se na novi način sagledaju molekuli, ali se naučnici nadaju da će im ovaj novi uvid u  izlgled molekula omogućiti da vrlo diskretno i precizno upravljaju hemijskim reakcijama na atomskom nivou.

Izvor: Gizmodo