Revolucionarni mikročip, ki oponaša človeške možgane, bi lahko pospešil zdravljenje Alzheimerjeve bolezni
Evropski raziskovalci so razvili napredno tehnologijo z imenom “možgan-na-čipu”, ki posnema delovanje človeških možganov in bi lahko prinesla preboj v zdravljenju Alzheimerjeve bolezni in drugih nevroloških obolenj. Ta edinstveni mikročip je plod projektnega dela, ki ga financira EU, in predstavlja velik korak naprej pri razumevanju, kako prebojne tehnologije lahko olajšajo razvoj novih zdravil za nevrološke bolezni.
Inovacija v znanosti: Možgani na čipu
Na čelu raziskovalne skupine je doktorica Raquel Rodrigues, strokovnjakinja za kemijo in biologijo iz Mednarodnega iberijskega nanotehnološkega laboratorija (INL) v portugalski Bragi. Skupaj s sodelavci je uspela izoblikovati mikročip, ki posnema delovanje človeških možganov, kar omogoča podrobno analizo nevroloških procesov. Projekt nosi ime BrainChip4MED in se je zaključil februarja 2024, po dveh letih intenzivnih raziskav.
Rodriguesova pojasnjuje: »Možgani so zelo kompleksen in skrivnosten organ. Da bi razumeli, kako delujejo, potrebujemo elektronski nadzor nad celicami in eksperimentalnimi deli.«
Možgan-na-čipu: Kako deluje?
Mikročip, ki je po velikosti primerljiv s prstom, vključuje več mikrokanalov, skozi katere tečejo tekočine. Ta tehnologija, imenovana mikrofluidika, omogoča analizo zelo majhnih količin snovi in testiranje več vzorcev hkrati, s čimer znižuje stroške raziskav. Glavna značilnost tega mikročipa je, da ustvarja kompleksni mikrobiosenzorski sistem, s katerim je mogoče v realnem času spremljati, kako novi nanoterapevtiki vplivajo na možgane.
Ena od ključnih nalog raziskovalcev je bila rekreacija krvno-možganske bariere na mikročipu. Ta tanek sloj celic ščiti možgane pred toksini in bakterijami, vendar hkrati predstavlja izziv za razvoj novih zdravil, saj lahko skozi bariero prehajajo le zelo majhne molekule.
Rodriguesova poudarja: »Naš mikročip uporablja biološko membrano, ki zelo natančno posnema krvno-možgansko bariero. Ostali podobni sistemi uporabljajo fizične ovire iz polimernih materialov, mi pa smo razvili bolj realistično biološko bariero.«
Pospeševanje razvoja zdravil za Alzheimerjevo bolezen
Vse štiri trenutno na voljo zdravila za Alzheimerjevo bolezen zgolj lajšajo simptome, ne pa zdravijo bolezni. Raziskovalci verjamejo, da se to zgodi zato, ker farmacevtska podjetja težko razvijejo zdravila, ki bi bila zmožna prebiti krvno-možgansko bariero. Razvoj teh zdravil je drag in tvegan, zato farmacevtske družbe nerade vlagajo sredstva, če niso prepričane o uspehu.
EU financiranje za projekt BrainChip4MED rešuje ta problem z inovativnim mikročipom, ki omogoča testiranje zdravil na bolj realističen način. Raziskovalci lahko sedaj s to tehnologijo preverijo, ali bo določeno zdravilo sposobno prodreti skozi krvno-možgansko bariero, še preden ga testirajo na ljudeh. To ne samo prihrani čas in sredstva, ampak tudi prispeva k zmanjšanju testiranja na živalih, kar ima etične in praktične prednosti.
Pomen novih tehnologij za prihodnost zdravljenja
Z boleznimi možganov se v Evropi spopada približno 165 milijonov ljudi, kar predstavlja eno največjih javnozdravstvenih težav. Stroški, povezani z zdravljenjem teh bolezni, v EU znašajo okoli 800 milijard evrov, kar se bo ob staranju prebivalstva le še povečalo. Te bolezni vključujejo znane nevrodegenerativne motnje, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, pa tudi epilepsijo, depresijo, možgansko kap in številne druge nevrološke motnje.
INL, ki ga financirata portugalska in španska vlada ter podpira EU, je vodilni raziskovalni inštitut na področju nanomedicine in mikrofluidike. Doktor Manuel Bañobre-López, vodja raziskovalne skupine za nanomedicino, je pojasnil, da so s projektom BrainChip4MED razvili mikročip, ki bo omogočil bolj natančno in zanesljivo testiranje novih zdravil.
Obeti za prihodnost
Čeprav je osnovna različica mikročipa že razvita, raziskovalci poudarjajo, da bo potrebno še nekaj časa in dodatnih raziskav, preden bo tehnologija pripravljena za komercialno uporabo in klinične preizkuse. Rodriguesova poudarja: »Boj proti Alzheimerjevi bolezni je eden najpomembnejših izzivov današnjega časa. Da bi bili uspešni, moramo najti nova zdravila. Naša tehnologija je pomemben korak naprej v tej smeri.«
Razvoj mikročipa, ki simulira človeške možgane, odpira nova vrata za boljše razumevanje nevroloških bolezni in učinkovitosti zdravil. To je revolucionarni korak naprej, ki bi lahko pomembno vplival na prihodnost zdravljenja Alzheimerjeve bolezni in drugih nevroloških motenj.
Napisal: E. K.
Vir: www, Freepik
Ne boste verjeli, koliko decimalk števila PI si je zapomnil ta GENIJ
Ste vedeli, da število PI ni le matematični simbol, ampak skriva tudi vrsto neverjetnih dejstev, šokantnih rekordov in celo nesrečnih zgodb? Ta fascinantna konstanta, ki jo učenci spoznavajo v šoli, ima precej globlji pomen in je predmet številnih tekmovanj ter bizarnih dogodkov.
Kaj je število PI?
Število PI, ki ga običajno označujemo s simbolom π, je matematična konstanta, ki označuje razmerje med obsegom kroga in njegovim premerom. Njegova vrednost se začne z 3,14159…, kar pomeni, da ima neskončno decimalnih mest. Čeprav se v praksi pogosto uporablja le nekaj decimalnih mest (na primer 3,14), so matematiki obsedeni z natančnejšimi vrednostmi. Dandanes poznamo več kot 31 bilijonov decimalk števila PI, vendar ta številka še vedno ni končna, saj je število iracionalno.
Šokantni rekordi – spomin in tehnologija
Eden najzanimivejših vidikov števila PI so rekordi, povezani z njegovim zapomnitvijo. V svetu potekajo različna tekmovanja, kjer se tekmovalci trudijo zapomniti si čim več decimalk števila PI. Najbolj impresiven rekord trenutno drži Indijec Rajveer Meena, ki si je leta 2015 zapomnil kar 70.000 decimalnih mest. Za dosego tega neverjetnega podviga je porabil več kot 9 ur, medtem ko je bil ves čas pokrit z očesno prevezo, da bi se izognil distrakcijam.
Rekord v zapomnitvi decimalk števila PI trenutno drži Suresh Kumar Sharma iz Indije, ki si je leta 2015 zapomnil kar 70.030 decimalnih mest. Ta dosežek je trajal približno 17 ur. To pomeni, da je med recitiranjem brez napak navedel več kot 70 tisoč decimalnih mest, kar je neverjeten podvig za človeški spomin.
Matematične nesreče – ko postane preveč
Kljub temu, da število PI zveni kot preprosta matematična konstanta, se za njim skrivajo tudi tragične zgodbe. Leta 2006 je japonski profesor matematike Yasumasa Kanada, ki je več let svojega življenja posvetil računanju in zapisovanju decimalk števila PI, utrpel hudo duševno izčrpanost.
S svojo ekipo je leta 2002 postavil rekord v izračunu kar 1,24 bilijona decimalk števila PI. Pri tem je uporabil superračunalnik. Njegova obsedenost z računanjem PI mu je povzročila resne zdravstvene težave, kar je pretreslo znanstveno skupnost. To je žalosten opomin, da se lahko prekomerna osredotočenost na en sam cilj konča tragično.
Čeprav PI pogosto povezujemo z matematiko, pa je njegova prisotnost povsod okoli nas. Znanstveniki so odkrili, da je PI pomemben za razumevanje valovanja svetlobe, strukture DNA in celo za napovedovanje gibanja planetov. V naravi ga lahko vidimo tudi pri vzorcih rasti školjk in cvetov, kar je še en dokaz, da ima to število izjemno globoko vlogo pri delovanju sveta, ki ga poznamo.
Zakaj je PI tako privlačno število?
Za večino ljudi je število PI zanimivo zaradi njegove neskončnosti. Večina števcev in učenjakov želi raziskati, kako daleč lahko pridejo v računanju novih decimalk ali zapomnitvi le-teh. Leta 2019 je Googlova računalniška inženirka Emma Haruka Iwao postavila nov rekord v računanju največjega števila decimalk števila PI. Uporabila je Googlovo računalniško moč in izračunala 31,4 bilijonov decimalnih mest, kar je trajalo kar 121 dni neprekinjenega delovanja superračunalnika.
Nesreče in norosti ob dnevu PI
Vsako leto 14. marca matematiki po vsem svetu praznujejo dan PI (ker se 3/14 ujema s prvimi tremi decimalnimi mesti števila PI). To je postalo priljubljen dogodek v številnih šolah in univerzah, kjer organizirajo tekmovanja v zapomnitvi decimalk, matematične izzive in posebne pite v obliki PI. Vendar pa ta dan ni vedno minil brez zapletov. Leta 2018 je skupina študentov v ZDA med praznovanjem števila PI zaradi prekomernega uživanja sladkih pite doživela hudo slabost, zaradi česar so morali v bolnišnico. Čeprav dogodek ni imel resnih posledic, je to dober opomin, da lahko tudi preveč praznovanja škodi.
Kdo bo naslednji rekorder?
Število PI bo še naprej fasciniralo matematike in radovedneže po vsem svetu. Pričakujemo, da se bodo rekordi v računanju novih decimalk še naprej podirali, saj napredek v računalniški tehnologiji omogoča hitrejše in natančnejše izračune. Kljub temu pa ostaja vprašanje, ali bo nekdo v prihodnosti uspel preseči mejo 100.000 zapomnjenih decimalk. Le čas bo pokazal, kaj bodo prinesli novi rekordi.
Število PI je veliko več kot le matematični simbol – za njim se skrivajo neverjetni rekordi, tragične zgodbe in številne zanimivosti, ki osupnejo vsakega radovedneža. Njegova neskončnost, prisotnost v naravi, kot tudi rekordni dosežki povezujejo številne vidike našega sveta. Čeprav je PI za marsikoga le šolska formula, ostaja ena izmed najbolj fascinantnih matematičnih skrivnosti.
Napisal: N. Z.
Vir: X
