Istraživači Zaklade Champalimaud identificirali ključni neuronski krug uključen u seksualno odbacivanje i tako otkrili skupinu moždanih stanica koje utječu na to hoće li ženka prihvatiti ili odbiti pokušaje parenja, ovisno o njezinom reproduktivnom ciklusu. Studija objavljena u časopisu Neuron pruža nove uvide u to kako mozak upravlja društvenim i reproduktivnim ponašanjem.

Naprednim tehnikama poput fotometrije vlakana koja prati aktivnost mozga u stvarnom vremenu mjerenjem signala kalcija, istraživači su promatrali ponašanje neurona osjetljivih na progesteron kod ženki miševa tijekom interakcija s mužjacima. Pokazalo se da ti neuroni u prednjem dijelu VMH djeluju kao vratari za seksualno odbacivanje. Kad je ženka izvan svog plodnog ciklusa ti neuroni postaju vrlo aktivni i potiču odbacivanje. Ali tijekom plodnosti njihova se aktivnost smanjuje, što omogućuje parenje, objašnjavaju istraživači. Ti su rezultati potvrđeni optogenetičkim eksperimentima u kojima su ti neuroni selektivno aktivirani svjetlom.

"Umjetno stimuliranje tijekom plodne faze izazvalo je ponašanje odbijanja poput udaranja nogama i boksanja. Iako su ženke bile plodne, ponašale su se kao da nisu", otkrivaju istraživači koji upozoravaju da VMH postoji kod ljudi i vjerojatno ima slične uloge. "Tek smo zagrebli po površini, ali ova nas otkrića vode korak bliže razumijevanju kako neuronski mehanizmi i unutarnja stanja pokreću složene društvene interakcije, od seksualnog ponašanja do agresije i dalje."

Sad se vi pitate - a što je sa ženama iz naslova? Pa to je dobronamjerni klikbejt - da napokon pročitate i nešto pametno, a ne samo plitko štivo kao inače.

Idemo dalje u ovotjedne zanimljivosti iz svijeta znanosti...

Ručno napravljen DNK nanorobot

Sićušna "ruka" s četiri prsta sastavljena od jednog dijela DNK može otkriti i pokupiti virus poput onoga koji uzrokuje kovid i čak spriječiti virusne čestice da uđu u stanice i zaraze ih, javljaju bioinženjeri Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign. Njihov NanoGripper, opisan u časopisu Science Robotics, može se programirati za interakciju s drugim virusima ili za prepoznavanje staničnih površinskih markera za ciljanu isporuku lijekova, kao što je liječenje raka.

Prsti sadrže DNK aptamere, posebno programirane da se vežu za molekularne mete i pokreću prste da se savijaju kako bi se omotali oko nje. Na suprotnoj strani, gdje bi na ruci bilo zapešće, NanoGripper se može pričvrstiti na površinu biosenzora ili uređaja za isporuku lijekova. Tako je uz pomoć senzora fotonskih kristala izrađen i brzi, 30-minutni test na kovid koji odgovara osjetljivosti standardnih qPCR molekularnih testova.

Osim u dijagnostici, NanoGripper bi se, kažu, mogao primijeniti i u preventivnoj medicini; istraživači su naime da se njegove „ruke” omotavaju oko vanjske strane virusa, što blokira interakciju šiljastih proteina s receptorima na površini stanica i tako sprečava infekciju. Istraživači razmišljaju i o antivirusnom spreju za nos s NanoGripperom koji bi spriječio interakciju inhaliranih virusa sa stanicama u nosu.

Birmingham Blade: urbana vjetroturbina koju je dizajnirao AI

Stručnjaci dizajnerskog studija EvoPhase i tvrtka KwikFab predstavili su Birmingham Blade, prvu urbanu vjetroturbinu koju je dizajnirala AI. Ova vjetroturbina prilagođena je uvjetima vjetra točno određenog geografskog područja, a simulacije su pokazale da je Birmingham Blade do sedam puta učinkovitiji od postojećih dizajna.

"Trebali smo turbinu koja bi mogla uhvatiti relativno niske brzine vjetra u Birminghamu, a istovremeno upravljati turbulencijama uzrokovanim okolnim zgradama. Dizajn je također morao biti kompaktan i lagan kako bi odgovarao krovnim instalacijama", objašnjavaju dizajneri. Aluminijska verzija bit će smještena na krovu zgrade u Birminghamu, a konačni proizvod bit će dostupan krajem 2025. U međuvremenu dizajneri već rade na drugom dizajnu, prilagođenom vremenskim uvjetima kakvi vladaju u Edinburghu.

'Cheerios efekt'

Isti fenomen koji omogućuje kornjašima da plutaju po jezercima uzrokuje i skupljanje žitnih pahuljica u zdjelici. Istraživači Sveučilišta Harvard isprintali su okrugle plastične pakove promjera oko centimetra kako bi ovaj "Cheerios efekt” iskoristili u robotima. Unutar svakog paka nalazi se zračna komora za uzgon i sićušni spremnik goriva s alkoholom koji ima nižu površinsku napetost od vode, u koncentracijama od 10 do 50 posto. Alkohol postupno istječe iz paka, tjerajući ga preko površine vode, javlja New Scientist.

Alkohol je korišten kao gorivo jer isparava, za razliku od sapuna koji na kraju kontaminira vodu. Pokazalo se da je rezultat to bolji što je alkohol jači. "Pivo bi bilo jako loše; votka je vjerojatno najbolja stvar koju možete koristiti dok biste s apsintom imali previše pogona”, objašnjavaju istraživači. Pri najvećim brzinama, roboti su se kretali brzinom od 6 centimetara u sekundi, a neki pakovi su se pokretali čak 500 sekundi.

Ispisivanjem pakova s ​​više od jednog izlaza za gorivo istraživači stvoriti veće uređaje koji su iscrtavali široke krivulje ili se vrtjeli na licu mjesta. Ovi 3D ispisani uređaji mogli bi, kažu njihovi tvorci, biti korisni u obrazovanju, a moglo bi ih se iskoristiti i u ekološkim ili industrijskim procesima, za raspršivanje po okolišu ili taloženje materijala tijekom vremena.

Gorivo iz emisija ugljika

Kemičari Državnog sveučilišta u Ohiju razvili su novi način hvatanja i pretvaranja ugljičnog dioksida u metan, čime bi se buduće emisije plinova mogle pretvoriti u gorivo. Korištenjem atoma nikla položenih na naelektriziranu površinu, istraživali su naime uspjeli karbamat, zarobljeni oblik ugljičnog dioksida, pretvoriti izravno u metan.

"Idemo od molekule koja ima nisku energiju i od nje proizvodimo gorivo koje ima visoku energiju. Dok drugi hvataju, obnavljaju i zatim pretvaraju ugljični dioksid u koracima, dok mi štedimo energiju radeći ove korake istovremeno", objašnjavaju istraživači u radu objavljenom u Journal of the American Chemical Society.

Otkriven moždani put koji kontrolira disanje

Neuroznanstvenici Salk instituta identificirali su specifičan moždani krug koji regulira voljno disanje. Koristeći miševe, otkrili su skupinu neurona u frontalnom korteksu koji se povezuje s moždanim deblom, što upravlja bitnim funkcijama poput disanja. Njihova otkrića pokazuju da nam ova veza između složenijih regija mozga i centra za disanje u donjem dijelu moždanog debla omogućuje koordinaciju disanja s našim trenutačnim ponašanjem i emocionalnim stanjem.

"Otkrivanjem specifičnog moždanog mehanizma odgovornog za usporavanje disanja, naše bi otkriće moglo ponuditi znanstveno objašnjenje za blagotvorne učinke praksi poput joge i svjesnosti na ublažavanje negativnih emocija", istraživači. Njihova studija u časopisu Nature Neuroscience opisuje skup moždanih stanica i molekula koje bi se mogle ciljano terapeutski koristiti za sprečavanje hiperventilacije i reguliranje anksioznosti, panike ili posttraumatskih stresnih poremećaja. Istraživači će nastaviti analizirati krug kako bi utvrdili mogu li ga lijekovi aktivirati da uspori disanje na naredbu. Uz to, tragaju i za suprotnim krugom brzog disanja, za koji vjeruju da je također povezan s emocijama. Ukratko, kažu, oni žele stvoriti terapeutike koji bi mogli trenutačno usporiti disanje i pokrenuti mirno, meditativno stanje.

Optičkim vlaknima protiv ozljeda mozga

Optička vlakna su sredstvo za prijenos informacija nevjerojatno velikim brzinama; međutim, tehnologija se može koristiti za više od pukog pružanja brze internetske veze. Istraživači Imperial Collegea u Londonu razvili su senzorski sustav optičkih vlakana koji bi mogao pomoći medicinskim stručnjacima u praćenju komplikacija nakon traumatske ozljede mozga. Tehnologija opisana u časopisu ACS Sensors prati šest biomarkera istovremeno, kontinuirano i automatski kako bi pružila ključne informacije o zdravlju mozga u laboratorijskim testovima.

Istraživači su opremili šest optičkih vlakana s fluorescentnim vrhovima specifičnim za svaki od šest ključnih biomarkera zdravlja mozga: temperaturu, pH i koncentracije otopljenog kisika, glukoze, iona natrija i iona kalcija. Vlakna su ugrađena u kateter debljine 2,5 mm kako bi se stvorio sustav senzora cerebrospinalne tekućine. Algoritmi vođeni strojnim učenjem odvojili su fluorescentne signale jedne od drugih, omogućivši jednostavno očitavanje svakog biomarkera.

Blackbird: leteći taksi koji se kreće u svim smjerovima

Nova vrsta letećeg automobila uskoro bi mogla prevoziti putnike nebom koristeći novu tehnologiju pogona, vjeruju inženjeri austrijskog CycloTecha koji su predstavili nacrte BlackBirda, letjelice koja koristi prilagođenu alternativu propelerima. Nazvan CycloRotor, ovaj potpuno električni pogonski sustav temelji se na principu pogona s vertikalnom osovinom (VSP) koji se često koristi na tegljačima i trajektima. Riječ je o kružnom rotoru s malim lopaticama propelera iznutra, koji se okreću i mogu se koristiti i za pogon i za upravljanje.

Pomicanjem središta oko kojeg se okreću lopatice propelera, letjelica može promijeniti svoju brzinu i smjer. Svaka lopatica propelera može se nagnuti kako bi proizvela usmjereni potisak, poput krila zrakoplova, i može se precizno poravnati kako bi poslala letjelicu u određenim smjerovima ili rotirala u zraku. CycloRotori će uvelike poboljšati manevarske sposobnosti BlackBird demonstratora, omogućujući mu da se kreće ili vrti u bilo kojem smjeru dok je u zraku i precizno ispravlja svoju putanju, tvrde u CycloTechu. Ova tehnologija, kažu, izdvaja BlackBird od eVTOL letjelica poput onih koje testira DARPA, kao i prototipova zračnih taksija koji koriste tradicionalnije dizajne propelera.

Antena koja mijenja oblik

Korištenjem najsuvremenijih aditivnih proizvodnih tehnika i legura za pamćenje oblika, istraživači Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) izradili su antenu koja mijenja oblik na temelju svoje temperature. Antena, opisana u ACS Applied Engineering Materials, omogućila bi komunikaciju preko šireg niza radiofrekvencijskih pojaseva. Jedna takva antena, tvrde, mogla bi obavljati posao više antena fiksnog oblika, dinamički se prilagođavati dostupnosti spektra i mijenjati širinu snopa radi prebacivanja između komunikacija kratkog i dugog dometa.

Ova radikalno inovativna tehnologija mogla bi naći i široku primjenu, od mobilnih telekomunikacijskih mreža do svemirskih misija. Osim tehnologije prilagodljivog oblika, APL je odlučio patentirati i novi električni vod za zagrijavanje spirale, metodu za kontrolu antene te metodu i proces za korištenje legura s memorijom oblika za stvaranje faznog antenskog niza.

Vortex Beam za ultra-siguran prijenos podataka

Znanstvenici Sveučilišta Tsinghua razvili su revolucionarnu optičku tehnologiju koja bi mogla dramatično povećati kapacitet i sigurnost prijenosa podataka. Koristeći novu vrstu prostorno-frekvencijske metapovršine koja manipulira svjetlosnim snopovima oni su dobili "savršeni vektorski vrtložni snop super kapaciteta" (SC-PVVBs). Ove svjetlosne zrake, kažu, posjeduju zamršene prostorne i polarizacijske karakteristike i mogu nositi ogromne količine informacija. SC-PVVB tehnologija naime nadilazi ograničenja lokalnim krpanjem prostorne frekvencije te tako stvara više podatkovnih kanala, od kojih svaki može neovisno pohranjivati ​​i prenositi informacije.

Novi pristup, opisan u časopisu eLight, omogućuje preciznu kontrolu nad strukturom i polarizacijom zrake, dopuštajući najmanje 13 različitih podatkovnih kanala. A to bi, tvrde, moglo dovesti do ultra-sigurnih optičkih komunikacijskih sustava velikog kapaciteta. Jedna od ključnih inovacija je mogućnost kontrole prostornog intenziteta i polarizacije tih zraka na lokalnoj razini, što omogućuje ugrađivanje informacija u tri dimenzije svjetlosnog snopa. Potencijal ove tehnologije, uvjereni su kineski istraživači, nadilazi puki prijenos podataka i mogao bi se iskoristiti za optičku enkripciju, sigurnu komunikaciju, pa čak i manipulaciju česticama.

Elektroničke tetovaže za praćenje aktivnosti mozga

Znanstvenici su razvili novu tehnologiju koja može mjeriti moždane valove uz pomoć elektroničkih, privremenih tetovaža. Istraživači Teksaškog sveučilišta u Austinu kažu da bi ova metoda mogla poslužiti za brže i praktičnije praćenje aktivnosti mozga i dijagnosticiranje neuroloških stanja poput napadaja, epilepsije i tumora mozga u usporedbi s tradicionalnim testovima elektroencefalograma (EEG).

Tehnologija, opisana u časopisu Cell Biomaterials, testirana je na pet osoba s kratkom kosom, a rezultati pokazuju da e-tetovaže jednako dobro otkrivaju moždane valove kao i konvencionalne EEG elektrode. Uz to, e-tetovaže mogle su ostati na glavama i mogle bilježiti aktivnost mozga više od jednog dana, dok su EEG elektrode počele otpadati nakon šest sati. Nakon mjerenja e-tetovaže mogu se jednostavno obrisati alkoholnim maramicama ili isprati šamponom.

Istraživači sad moraju utvrditi rade li ove e-tetovaže kod pacijenata sa specifičnim neurološkim stanjima, kao i kod onih s različitim duljinama i tipovima dlačica ili kožnih alergija, a planiraju i izraditi tintu koja se hvata za jastuk. To bi pak omogućilo mjerenje aktivnosti mozga tijekom noći, što bi bilo korisno za dijagnosticiranje poremećaja spavanja. Dakako, istraživači bi u e-tetovaže htjeli ugraditi i bežične prijenosnike podataka kako bi sustav bio potpuno prenosiv.

Fotonski procesor za ultrabrze AI izračune

Znanstvenici s MIT-a razvili su potpuno integrirani fotonski procesor koji može izvesti sve ključne proračune duboke neuronske mreže optički na čipu. Njihov optički uređaj uspio je dovršiti ključna izračunavanja za zadatak klasifikacije strojnog učenja za manje od pola nanosekunde uz postizanje više od 92 posto točnosti, a to su performanse u rangu tradicionalnog hardvera.

Čip, sastavljen od međusobno povezanih modula koji tvore optičku neuronsku mrežu, proizveden je korištenjem komercijalnih procesa, što bi moglo omogućiti skaliranje tehnologije i njezinu integraciju u elektroniku. Dugoročno, ovaj fotonski procesor, opisan u časopisu Nature Photonics, mogao bi omogućiti brže i energetski učinkovitije duboko učenje za računalno zahtjevne aplikacije poput Lidara, znanstvenih istraživanja u astronomiji i fizici čestica ili brzih telekomunikacija.

Robotska ptica

Inspirirani pticama, istraživači švicarskog EPFL-a sklopili su robota s nogama i krilima moji može i hodati i letjeti. Njihov RAVEN (Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments) ima noge koje mogu skakati, hodati i skakutati, ali i jednostavan mehanizam, dovoljno lagan da s njim može poletjeti, što je dosad bilo teško postići.

Iako im dizajn nije tako složen kao višesegmentna anatomija nogu pravih ptica, RAVEN-ovi udovi imaju strukture koje oponašaju kuk, gležanj i stopalo s kojima može poskočiti u polijetanje, baš poput ptice. Pokazalo se da ta sposobnost značajno pridonosi početnoj brzini polijetanja i energetski je učinkovitija od polijetanja bez skoka. Dizajn nogu također omogućuje niz načina kretanja kao što su hodanje, skakanje preko praznine i skakanje na prepreku. Iako je potrebna daljnja optimizacija sustava, RAVEN bi mogao nadahnuti dizajn svestranijih strojeva koji mogu koristiti više načina kretanja, zaključuju autori.

GPS alternativa za navigaciju uz pomoć zvijezda

Australski istraživači razvili su nebeski navigacijski sustav koji koristi vizualne podatke sa zvijezda umjesto da se oslanja na globalni sustav za pozicioniranje. Naime, inženjeri Sveučilišta Južne Australije kombinirali su nebesku navigaciju s tehnologijom koja se temelji na vidu kako bi pružili alternativni način noćne navigacije u okruženjima gdje GPS nije dostupan ili nepouzdan. Rezultati njihovog rada opisani su u časopisu Drones, a najbolje od svega je to što se ovaj lagani, pristupačni nebeski navigacijski sustav može integrirati u standardne dronove kao pouzdana rezerva s impresivnom preciznošću.

Sustav se oslanja na algoritam koji koristi vizualne podatke sa zvijezda i obrađuje ih kroz standardne sustave autopilota. Testiranje bespilotne letjelice s fiksnim krilima pokazalo je precizno pozicioniranje unutar četiri kilometra – izvanredno postignuće s obzirom na jednostavnost i cijenu sustava. A oslanjanjem na pasivnu nebesku navigaciju umjesto na signale globalnog navigacijskog satelitskog sustava (GNSS), dronovi postaju otporni na ometanje.

"Odbijanje GNSS-a sve je veći izazov, a naše istraživanje rješava taj nedostatak. Razvili smo metodu navigacije koja je otporna, neovisna o vanjskim signalima i ostvariva s jeftinim, lako dostupnim komponentama. To ga čini primjenjivim na razne UAV-ove, od komercijalnih dronova do naprednijih obrambenih aplikacija”, hvale se istraživači.