Istraživanja

Moždanim implantatima protiv ovisnosti o drogi i alkoholu

Velika multicentrična studija britanskih institucija koristi duboku moždanu stimulaciju za liječenje žudnje i recidiva teške ovisnosti 📷 Brain-PACER
Mladen Smrekar subota, 22. ožujka 2025. u 06:00

Istraživači su nam predstavili i silicijsko kvantno računalo koje se napaja iz obične utičnice, superračunalo za popravak DNK, nuklearne baterije i - plastiku iz izmeta

Ljudima koji pate od teške ovisnosti o alkoholu i opioidima nudi se novi način liječenja uz pomoć metode zvane Brain-PACER. Riječ je o tehnologiji "moždanog pacemakera" koja uključuje umetanje elektroda u mozak kako bi se modulirale moždane aktivnosti i žudnje te poboljšala samokontrola. Duboka moždana stimulacija (DBS) iskušavat će se na dobrovoljcima u sveučilišnim bolnicama u Cambridgeu i Londonu. Dosad je nekoliko studija pokazalo da je DBS učinkovit u liječenju ovisnosti, no suradnja između Sveučilišta u Cambridgeu, Kings Collegea u Londonu i Sveučilišta u Oxfordu, prva je velika multicentrična studija koja koristi DBS za liječenje žudnje i recidiva teške ovisnosti.

Tanke elektrode pažljivo se postavljaju na precizna mjesta u mozgu. Za ovisnost, elektrode se postavljaju u područja uključena u nagrađivanje, motivaciju i donošenje odluka 📷 University of Cambridge
Tanke elektrode pažljivo se postavljaju na precizna mjesta u mozgu. Za ovisnost, elektrode se postavljaju u područja uključena u nagrađivanje, motivaciju i donošenje odluka University of Cambridge

Osjeti virtualne svjetove

Inženjeri Sveučilišta Northwestern osmislili su nosivi uređaj koji potiče kožu na niz složenih osjeta i tako korisniku daje mogućnost da "osjete" virtualne svjetove. Ovaj tanak i fleksibilni uređaj lako se pričvršćuje na kožu i pruža realističnija senzorna iskustva što ga čini korisnim "alatom" u igrama i virtualnoj stvarnosti, ali i kao dobrodošla vještina za ispomoć osobama s oštećenim vidom ili onima s protezama.

Uređaj se sastoji od šesterokutnog niza od 19 pokretača, koji pružaju dodirnu povratnu informaciju 📷 Northwestern University
Uređaj se sastoji od šesterokutnog niza od 19 pokretača, koji pružaju dodirnu povratnu informaciju Northwestern University

Uređaj opisan u časopisu Nature sastoji se od heksagonalne mreže 19 malih magnetskih aktuatora ugrađenih u tanki, fleksibilni silikonski materijal. Svaki aktuator pruža različite osjete kroz vibracije, pritisak i pomicanje, a podatke o okolini Bluetoothom prima iz pametnog telefona i prevodi ih u taktilne. Zamjena vizualnih informacija osjetom dodira korisnicima omogućava da "vide" prostor neovisno o vidu. Uređaj je, tvrde, energetski efikasan zahvaljujući "bistabilnom" dizajnu zbog kojeg se energija troši samo kad aktuatori mijenjaju poziciju, što omogućava duži rad baterije.


Superračunalo za popravak DNK

Prije no što je u studenom prošle godine povučen iz upotrebe, nekad najmoćnije superračunalo Summit iz Nacionalnog laboratorija Oak Ridge otkrilo je detalje o kompleksnom procesu popravka oštećene DNK. Američki istraživači iskoristili Summit kako bi stvorili molekularni plan popravka oštećene DNK, što je omogućilo bolje razumijevanje kompleksnih interakcija između enzima i drugih molekula uključenih u taj proces.

Superračunalo Summit otkrilo je kako se oštećeni lanci DNK kirurški popravljaju uz pomoć metode popravka ekscizije nukleotida, NER  📷 Tanmoy Paul
Superračunalo Summit otkrilo je kako se oštećeni lanci DNK kirurški popravljaju uz pomoć metode popravka ekscizije nukleotida, NER Tanmoy Paul

Zahvaljujući ovim naprednim simulacijama, opisanim u časopisu Nature, mogle bi se razviti novi načini liječenja bolesti povezanih s oštećenjem DNK, kao što su rak i genetske bolesti.


Umjetni mišić koji se savija u više smjerova

Inženjeri MIT-a razvili su novu metodu uzgoja umjetnog mišićnog tkiva koje se može saviti u više koordiniranih smjerova. Ova tehnika otvara put razvoju mekanih, savitljivih robota koji mogu prolaziti kroz uske prostore gdje tradicionalni strojevi ne mogu. Nova metoda, opisana u časopisu Biomaterials Science, uključuje 3D ispis malog otiska s mikroskopskim brazdama širokim kao jedna stanica. Otisak se zatim utiskuje u meki hidrogel i inseminira stvarnim mišićnim stanicama. Stanice rastu duž brazda unutar hidrogela, formirajući vlakna. Kad se vlakna stimuliraju, mišić se skuplja u više smjerova, slijedeći orijentaciju vlakana.

Umjetna struktura pokretana mišićima vuče i koncentrično i radijalno, slično kao što šarenica u ljudskom oku djeluje tako da širi i sužava zjenicu 📷 MIT News
Umjetna struktura pokretana mišićima vuče i koncentrično i radijalno, slično kao što šarenica u ljudskom oku djeluje tako da širi i sužava zjenicu MIT News

Za demonstraciju, istraživači su izradili umjetnu zjenicu koja se savija koncentrično i radijalno, baš kao što se ljudska sužava i širi. Istraživači sad ovu metodu planiraju primijeniti ovu metodu na druge tipove stanica i istražiti različite arhitekture mišića.


Roboti nove generacije

Google DeepMind nedavno je predstavio dva AI modela, Gemini Robotics i Gemini Robotics-ER, dizajnirana za poboljšanje kontrole robota. Prvi raspolaže VLA (vision-language-action) mogućnostima koje mu omogućavaju tumačenje vizualnih prikaza, razumijevanje jezičnih naredbi i izvršavanje pokreta. Drugi pak naglašava "utjelovljeno razmišljanje" (embodied reasoning), ima naprednu prostornu svijest i robotičarima omogućava da je integriraju s postojećim sustavima kontrole robota.

Ovi modeli trebali bi, kažu, poboljšati način na koji roboti različitih oblika percipiraju i komuniciraju s okolinom, omogućiti preciznije i delikatnije pokrete i unaprijediti mogućnosti humanoidnih pomoćnika. Oni bi trebali biti od pomoći u brojnim područjima, od kućanstva do industrijskih pogona, gdje će moći izvoditi niz zadataka koji zahtijevaju preciznost i nježnost.


Nuklearne baterije kao alternativa litiju

Nezadovoljni performansama litij-ionskih baterija, istraživači korejskog Instituta za znanost i tehnologiju Daegu-Gyeongbuk okrenuli su se radioaktivnom ugljiku kao izvoru sigurnih, malih i pristupačnih nuklearnih baterija koje bi mogle trajati desetljećima ili dulje, bez punjenja. Rezultate svog rada predstavit će na proljetnom sastanku Američkog kemijskog društva ACS Spring 2025 https://www.acs.org/meetings/acs-meetings/spring.html koji se održava ovih dana.

Mala betanaponska ćelija osjetljiva na boju ima radiougljik i na katodi i na anodi, što povećava njenu učinkovitost pretvorbe energije 📷 DGIST
Mala betanaponska ćelija osjetljiva na boju ima radiougljik i na katodi i na anodi, što povećava njenu učinkovitost pretvorbe energije DGIST

Istraživači su proizveli prototip betanaponske baterije s ugljikom-14, nestabilnim i radioaktivnim oblikom ugljika. Ovaj radioaktivni izotop ugljika stvara samo beta zrake i kao nusproizvod iz nuklearnih elektrana jeftin je, lako dostupan i lako se reciklira. A budući da se vrlo sporo razgrađuje, baterija napajana radiokarbonom teoretski bi mogla trajati tisućljećima. U praksi, ove dugotrajne nuklearne baterije mogle bi, na primjer, pokretati ugrađeni pacemaker, eliminirajući potrebu za kirurškim zahvatima zbog njegove zamjene.


'Zvučne enklave' za privatno slušanje bez slušalica

Istraživači sveučilišta Penn State razvili su tehnologiju koja omogućava stvaranje lokaliziranih zvučnih enklava, što znači da se zvuk može usmjeriti samo na određeno mjesto ili osobu bez smetnje drugima.

Zvučne enklave stvaraju se na sjecištu dva ultrazvučna vala 📷 Jiaxin Zhong i sur.
Zvučne enklave stvaraju se na sjecištu dva ultrazvučna vala Jiaxin Zhong i sur.

Njihovo rješenje, predstavljeno u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, koristi ultrazvučne valove koje ljudsko uho ne čuje, koji se pretvaraju u čujne samo na mjestu gdje se presijecaju dva ultrazvučna vala. Time se omogućava privatan razgovor u javnim prostorima ili slušanje glazbe bez upotrebe slušalica. Tehnologija na žalost zasad još nije spremna za komercijalnu upotrebu zbog problema s kvalitetom zvuka i energetskom učinkovitošću.


Silicijsko kvantno računalo napajano iz utičnice

Irski startup Equal1 predstavio je Bell-1, prvo silicijsko kvantno računalo koje može raditi na standardnoj električnoj utičnici. Bell-1 koristi hibridni kvantno-klasični silicijski čip i sadrži šest kubita, a dizajniran je za rješavanje složenih problema, otkrivanje lijekova, kriptografiju i umjetnu inteligenciju.

Kvantno računalo Bell-1 temeljeno na siliciju 📷 Equal1
Kvantno računalo Bell-1 temeljeno na siliciju Equal1

Ovo računalo koristi kriohladnjak koji može postići temperature od 0.3 Kelvina bez potrebe za vanjskim dilucijskim hladnjacima, što ga čini praktičnim za komercijalnu upotrebu. Ova tehnologija predstavlja značajan korak prema praktičnoj primjeni kvantnog računarstva u realnim okruženjima.


Obnovljiva plastika od bakterija iz izmeta

Bakterija E. coli najčešće se nalazi u crijevima i izmetu toplokrvnih životinja, a korejski istraživači kažu da bismo je mogli iskoristiti za izradu biorazgradive plastike. Kemičari Korejskog naprednog instituta za znanost i tehnologiju KAIST kombinirali su aminokiselinu s hidroksi kiselinama koje se prirodno nalaze u voću, mlijeku i šećernoj trski te im dodali šećer kako bi stvorio plastiku iz E. coli.

Obnovljiva seplastikamože dobiti i iz izmeta, uvjeravaju nas korejski istraživači 📷 KAIST
Obnovljiva seplastikamože dobiti i iz izmeta, uvjeravaju nas korejski istraživači KAIST

Autori istraživanja, objavljenog na stranicama Nature Chemical Biology, kažu da su uspjeli proizvesti oko 55 grama plastike po litri smjese, a proizvodnja bi se, tvrde, lako mogla i povećati. Uz to, istraživači nasuvjeravaju da su fizikalna, toplinska i mehanička svojstva plastike usporediva s onima polietilena, jedne od najraširenijih plastičnih masa na bazi nafte.