بسته خبری علم و فناوری
از آرامش روانی فقط با تنفس تا گیاهی با ویژگی تصفیه هوا عالی
ابوالفضل امیری
برکه: پژوهشگران "دانشگاه پنسیلوانیا" در بررسی جدیدی دریافتهاند که تنفس ممکن است بتواند به تنظیم واکنش عصبی و برقراری آرامش روانی کمک کند.
پزشکان سلامت روان و مربیان مدیتیشن مدتهاست که تنفس عمدی را با توانایی القای آرامش درونی مرتبط میدانند اما دانشمندان به طور کامل نمیدانند که مغز چگونه در این فرآیند نقش دارد.
پژوهشگران کالج مهندسی "دانشگاه پنسیلوانیا"(Penn State) با استفاده از "تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی" یا "افامآرآی"(fMRI) و الکتروفیزیولوژی، یک ارتباط بالقوه را میان تنفس و تغییر فعالیت عصبی در موشها شناسایی کردند.
پژوهشگران از روشهای چندوجهی همزمان برای پاک کردن صدایی که معمولا با تصویربرداری مغز مرتبط است و مشخص کردن مکانهایی که تنفس در آنجا فعالیت عصبی را تنظیم میکند، استفاده کردند.
"نانیین ژانگ"(Nanyin Zhang)، مدیر مرکز تحقیقات سلامت روان در دانشگاه پنسیلوانیا گفت: تقریبا یک میلیون مقاله در مورد افامآرآی منتشر شدهاند. افامآرآی، یک روش تصویربرداری غیر تهاجمی است که به پژوهشگران امکان میدهد تا فعالیت مغز را در لحظه بررسی کنند.
وی افزود: پژوهشگران حوزه تصویربرداری معتقد بودند که تنفس، یک اثر فیزیولوژیکی غیر عصبی مانند ضربان قلب یا حرکت بدن در تصویربرداری افامآرآی است. مقاله ما این ایده را مطرح میکند که تنفس دارای یک مولفه عصبی است و با تعدیل فعالیت عصبی، بر سیگنال افامآرآی تأثیر میگذارد.
پژوهشگران با اسکن امواج مغزی جوندگان در حالت استراحت و تحت بیهوشی با استفاده از افامآرآی، شبکهای از مناطق مغزی دخیل در تنفس را نشان دادند.
ژانگ ادامه داد: تنفس یک نیاز مشترک تقریبا برای همه حیوانات زنده است. ما میدانیم که تنفس توسط ناحیهای در ساقه مغز کنترل میشود اما تصویر کاملی از این که چگونه سایر نواحی مغز تحت تاثیر تنفس قرار میگیرند، نداشتیم.
پژوهشگران همزمان با افامآرآی، از الکتروفیزیولوژی عصبی که ویژگیهای الکتریکی و سیگنالها را در سیستم عصبی اندازهگیری میکند، استفاده کردند تا تنفس را با فعالیت عصبی در "قشر دستبندی"(Cingulate cortex) مرتبط کنند. قشر دستبندی، ناحیهای از مغز در مرکز نیمکره مغز است که با واکنش عاطفی و تنظیم کردن آن ارتباط دارد.
استفاده از افامآرآی و الکتروفیزیولوژی به طور همزمان، به پژوهشگران امکان داد تا تغییرات سیگنال افامآرآی غیر عصبی را طی فرآیند جمعآوری دادهها بررسی کنند.
ژانگ معتقد است که یافتههای این پژوهش، بینشی را در مورد نحوه ارتباط فعالیت عصبی و سیگنالهای افامآرآی در حالت استراحت ارائه میدهند که میتواند به تحقیقات تصویربرداری آینده در مورد درک چگونگی تغییر سیگنالهای عصبی در حالت استراحت کمک کند.
وی افزود: همان طور که حیوانات نفس میکشیدند، ما به نوسان درآمدن فعالیت مغز آنها با ریتم تنفس را اندازهگیری کردیم. زمانی که این روش به انسانها تعمیم داده شود، میتواند اطلاعاتی را در مورد این موضوع ارائه دهد که چگونه کنترل تنفس رایج در تمرینهای مدیتیشن ممکن است به کاهش استرس و اضطراب کمک کند.
به گفته ژانگ، همبستگی بین فعالیت عصبی در قشر دستبندی و ریتم تنفس ممکن است نشان دهد که ریتم تنفس بر وضعیت احساسی تأثیر میگذارد.
ژانگ گفت: زمانی که در حالت اضطراب هستیم، اغلب تنفس ما تندتر میشود. در واکنش به این تغییر، گاهی اوقات نفس عمیقی میکشیم. یا زمانی که تمرکز میکنیم، تمایل داریم نفس خود را حبس کنیم. این کارها نشان میدهند که تنفس میتواند بر عملکرد مغز ما تأثیر بگذارد. تنفس به ما امکان میدهد تا زمانی که نیاز به تغییر عملکرد مغز داریم، احساسات خود را کنترل کنیم. یافتههای ما از این ایده حمایت میکنند.
وی افزود: درک ما در مورد آنچه در مغز رخ میدهد، هنوز سطحی است. اگر پژوهشگران این آزمایش را روی انسانها با استفاده از روشهای مشابه تکرار کنند، ممکن است بتوانند توضیح دهند که مدیتیشن چگونه فعالیت عصبی را در مغز تعدیل میکند.
نتایج این پژوهش، به صورت آنلاین در مجله "eLife" در دسترس قرار گرفت.
دانشمندان "کالج دانشگاهی لندن"، مینیچشمهایی را در آزمایشگاه پرورش دادهاند که ممکن است بتوانند به درمان نابینایی کمک کنند.
چشمهایی که در ظرف آزمایشگاهی پرورش یافتهاند، ممکن است شبیه به داستانهای علمی-تخیلی به نظر برسند اما دانشمندان را یک گام به درمان نابینایی نزدیکتر کردهاند.
دانشمندان "کالج دانشگاهی لندن" (UCL)، نخستین شبکیه مصنوعی را در آزمایشگاه از سلولهای بنیادی کودکان مبتلا به "سندرم آشر" (Usher syndrome) پرورش دادهاند.
استفاده از مینیچشمها در مطالعه سندرم آشر، شواهد مهم جدیدی را در مورد این موضوع ارائه کرده است که چه مشکلی در چشم پیش میآید و باعث انحطاط شبکیه میشود. انحطاط شبکیه، یکی از دلایل اصلی نابینایی است که در آن، سلولهای حساس به نور به نام سلولهای میلهای و مخروطی از بین میروند.
این مینیچشمها میتوانند به بیش از ۳۰ هزار نفر در بریتانیا که در معرض خطر نابینایی ناشی از بیماریهای ارثی هستند، کمک کنند و برای حدود ۶۰ هزار سالمند که مبتلا به "دژنراسیون ماکولا" (Macular degeneration) ناشی از افزایش سن هستند، امید ایجاد کنند.
در این پژوهش، سلولهای بنیادی از بیماران جوان مبتلا به سندرم ژنتیکی نادر آشر که در "بیمارستان گریت اورمند استریت" (GOSH) بستری بودند، گرفته شدند. سپس پژوهشگران، آنها را برای ایجاد سلولهای بنیادی که میتوانند به هر سلولی در بدن تبدیل شوند، دوباره برنامهریزی کردند.
پژوهشگران، فرآیندهای مشاهدهشده در نوزادان موجود در رحم را طی ۹ ماه در آزمایشگاه تقلید کردند تا هفت نوع سلول ظاهر شوند، یک الگوی دقیق را تشکیل دهند و به یک مینیشبکیه تبدیل شوند. این کار به پژوهشگران امکان داد تا ببینند که چه مشکلی در سندروم آشر که یک بیماری ژنتیکی است و منجر به نابینایی و کاهش شنوایی میشود، پیش میآید.
نقش مهم را سلولهایی به نام "سلولهای مولر" (Müller cells) بر عهده دارند که از شبکیه عبور میکنند و انرژی چشم را تامین میکنند. این پیشرفت، نتایجی را به شواهد روبهرشدی اضافه میکند مبنی بر این که سلولهای مولر در همه انواع انحطاط شبکیه نقش دارند. این امر احتمالا به این دلیل است که سلولهای مولر در برخی افراد آسیب میبینند و به درستی از سلولهای حساس به نور شبکیه حمایت نمیکنند.
"جین سودن" (Jane Sowden)، استاد زیستشناسی رشد و ژنتیک در موسسه بهداشت کودکان موسسه گریت اورمند استریت و پژوهش ارشد این پروژه گفت: توانایی استفاده از مینیچشمها، یک چالش است که گروههای علمی زیادی روی آن کار میکنند. من معتقدم که در ۱۰ سال آینده، بسیاری از موارد نابینایی ارثی قابل برگشت خواهند بود. این شبکیهها واقعا به ما کمک میکنند تا ببینیم ورای چشم چه میگذرد. این موضوع برای مطالعه سندرم آشر مهم است و شاید در آینده بتواند به ایجاد درمانهایی کمک کند که برای مشکلات پیچیدهتری مانند دژنراسیون ماکولا ناشی از افزایش سن ارائه میشوند.
سندروم آشر حدود ۱۰ هزار نفر را در بریتانیا تحت تاثیر قرار میدهد و باعث میشود که بینایی آنها به تدریج بدتر شود و در بزرگسالی نابینا شوند.
در این پژوهش، مینیچشمها از سلولهای بنیادی سه کودک مبتلا به سندروم آشر پرورش یافتند. این مینیچشمها که اندازه آنها حدود یک میلیمتر است، در مقایسه با مینیچشمهای ساختهشده از سلولهای بنیادی کودکان سالم، به مشکلات اولیه در مورد سلولهای میلهای حسگر نور دچار هستند.
در این پژوهش مشخص شد که سلولهای مولر در شبکیه چشم به دلیل نقص ژنتیکی آسیب دیدهاند و احتمالا در حال مرگ هستند. این امر ممکن است اثر ضربهای روی میلهها و مخروطهای چشم داشته باشد.
اگر سلولهای مولر در سندرم آشر مهم هستند، پس احتمالا در انواع مختلف دژنراسیون شبکیه نیز نقش مهمی دارند. این بدان معناست که آنها میتوانند در سایر بیماریهای مربوط به دژنراسیون شبکیه مانند بیماری چشمی ناشی از افزایش سن نقش داشته باشند که از هر ۴۰ نفر بالای ۵۰ سال، یک نفر را تحت تاثیر قرار میدهد.
یافتههای مربوط به سلولهای مولر و نشانههای آشکار فشار در سلولهای میلهای حساس به نور، از تجزیه و تحلیل ۴۰ هزار سلول در مینیچشمها به دست آمد.
دانشمندان امیدوارند که در آینده، داروهایی بسازند که بتوانند فرآیندهای عامل نابینایی را متوقف کنند. برای آزمایش این داروها احتمالا باید از مینیچشمهای بیشتری استفاده کرد.
این پژوهش، در "Stem Cell Reports" به چاپ رسید.
این گیاه اصلاح ژنتیکی شده کار ۳۰ دستگاه تصفیه هوا را انجام میدهد و حتی میتواند ترکیبات آلی فرار را جذب کند.
یک استارتاپ مستقر در پاریس به نام نئوپلنتس(Neoplants) یک گیاه را برای انجام کار ۳۰ دستگاه تصفیه کننده هوا اصلاح ژنتیکی کرده است.
این شرکت یک گیاه پوتوس(Epipremnum aureum) و همچنین میکروبیوم ریشه آن را برای تولید "Neo P۱" که یک تصفیه کننده قدرتمند هوا است، مهندسی ژنتیکی کرد. اکنون این گیاه جدید و فوق کارآمد وارد بازار شده است و به خوبی میتواند صنعت تصفیه هوا را متحول کند.
گیاه پوتوس یا پتوس یا لوکَژ از خانواده گلشیپوریان است. پوتوسها بومی جزایر سلیمان هستند. این گیاه را در گلخانههای گرم نگهداری و تکثیر میکنند، ارزش تزئینی آن مرهون رنگهای ابلق مرکب زرد تند و سفید مایل به کرم است. پوتوس از گیاهان آپارتمانی بالارونده است.
زیرخانوادهای که پوتوس به آن تعلق دارد، برگانجیریوارها است. همچنین جزو گیاهان رونده محسوب میشود و رشد سریعی دارد. به این معنا که پس از بلند شدن ساقهها و رشد برگها میتوان یک مسیر را برایش مشخص نمود و این توانایی را دارد که در مسیر مورد نظر بدون خاک و تنها با در آب ماندن رشد کند و مکان مورد نظر را به مکانی زیبا و دل انگیز تبدیل کند. این گیاه علاوه بر زینت بخشیدن به محیط، به تصفیه هوا نیز کمک میکند و نقش بسزایی در تولید اکسیژن و پاکسازی هوا دارد.
اکنون این اختراع جدید به طور قطع محبوب میشود. پاتریک توربی زیست شناس مولکولی و مدیر ارشد فنی شرکت نئوپلنتس میگوید: یکی از پیامدهای همهگیری بیماری کووید-۱۹ این است که مردم خیلی بیشتر از قبل به آنچه در هوا استنشاق میکنند، توجه دارند.
عدم نیاز به برق
یکی از ویژگیهای اصلی این نوآوری این است که به برق نیاز ندارد و در نتیجه آلودگی نیز ندارد. علاوه بر این، در زمانی که آتش سوزیهای جنگلی بسیاری از مناطق را دچار مشکل میکند، تصفیه هوا تقاضای زیادی دارد.
این اختراع جدید حتی پتانسیل حذف ترکیبات آلی فرار(VOC) را دارد که تصفیه کنندههای هوای معمولی نمیتوانند آنها را پردازش کنند. این به این دلیل است که این ترکیبات آنقدر کوچک هستند که نمیتوان آنها را با روشهای سنتی گرفت.
با این حال، این گیاهان به گونهای اصلاح شدهاند که میتوانند حتی کوچکترین ذرات را بگیرند و جذب و متابولیزه کنند. Neo P۱ دقیقاً این کار را انجام میدهد و در یکی از رایجترین گیاهان نیز پدید آمده است.
لیونل مورا یکی از همبنیانگذاران و مدیر اجرایی استارتاپ نئوپلنتس میگوید: ما با یکی از محبوبترین گیاهان آپارتمانی در آمریکای شمالی شروع کردیم. با این حال، این کار آسانی نبود، زیرا ژنوم گیاه پوتوس که به پیچک شیطان نیز معروف است، نقشهبرداری نشده بود. بنابراین گروه ما ابتدا از این کار شروع کرد.
توربی از این کار به عنوان "تلاش برای ساختن یک هواپیما در حین پرواز" یاد میکند.
تمام این فرآیند چهار سال به طول انجامید، اما در نهایت مهندسان گیاهی تولید کردند که میتواند چهار آلاینده اصلی هوای داخل خانه، از جمله فرمالدئید و تولوئن را متابولیزه کند و حتی میتواند VOCهای خاصی را جذب کند.
آزمایشهای بیشتر منجر به نتایج بهتری شد
مهندسان به همین بسنده نکردند. آنها همچنین روی میکروارگانیسمهایی که در ریشههای گیاه زندگی میکنند، آزمایش کردند و ژنهایی را از باکتریهای اکستروموفیل وارد کردند که با مصرف مواد شیمیایی سمی در محیطهای نامناسب رشد میکنند. این تغییر به طور قابل توجهی ظرفیت متابولیسم آلاینده گیاه را افزایش داد.
سپس برای تطابق بیشتر با استانداردهای سازمان غذا و داروی آمریکا(FDA) و جلوگیری از عوارض جانبی، مهندسان از آزمایش بر روی بخشهایی از ژنوم که میتواند بقای گیاه را در طبیعت افزایش دهد، اجتناب کردند.
توربی میگوید: ما به گیاه مزیت انتخابی نمیدهیم. ما کاری نمیکنیم که سریعتر رشد کند و همچنین مقاومت آن را در برابر آفتکشها افزایش نمیدهیم. ما به هیچ یک از اینها دست نمیزنیم.
اکنون این شرکت بر روی اصلاح انواع دیگر گیاهان برای پاسخگویی به سلیقههای مختلف متمرکز شده است. همچنین در حال کار بر روی کاهش قیمت عرضه این گیاه اصلاح شده است که در حال حاضر قیمت آن ۱۷۹ دلار تعیین شده است.
پژوهشگران دانشگاه واشنگتن در سال ۲۰۱۸ گیاه پوتوس را برای حذف کلروفرم و بنزن از هوای اطراف آن اصلاح ژنتیکی کردند، در حالی که در آن زمان، این فناوری یک فناوری انقلابی تلقی میشد. اکنون نئوپلنتس آن کار را با جهش قابل توجهی روبرو کرده است که یک گیاه پوتوس به تنهایی قادر است کار ۳۰ دستگاه تصفیه هوا را انجام دهد.
نام : | |
ایمیل : | |
*نظرات : | |
متن تصویر: | |