از داروهای ضد پیری تا اتصال مغز ۳ انسان به یکدیگر

به گزارش ایسنا، پژوهشگران سراسر جهان با فناوری‌های خود سبب تسهیل زندگی بسیاری از افراد شده‌اند در این خبر قصد داریم ۴ اختراع پیچیده و در عین حال جالب سال ۲۰۱۸ را معرفی کنیم.

سیناپس مصنوعی

پژوهشگران "مؤسسه ملی فناوری و استاندارد" ایالات متحده آمریکا در سال ۲۰۱۸ موفق به توسعه سیناپس‌های مصنوعی شدند. محققان یک سیناپس جدید ساختند که می‌تواند شکاف موجود در محاسبات نورومورفیک را پر کند و راه تکامل "مغز مصنوعی" را هموار سازد. تیم تحقیقاتی مؤسسه ملی استانداردها و تکنولوژی یک "سیناپس" (سوئیچ ابررسانا) را که مانند همتای بیولوژیکی خود یاد می‌گیرد، ساختند. این سوئیچ می‌تواند پردازنده‌ها را به هم متصل کرده و دقیقاً همانطور که مغز انسان اطلاعات را ذخیره می‌کند، اطلاعات را در سیستم‌های کامپیوتری ذخیره کند.

سیناپس ابداع شده توسط محققان مؤسسه ملی استانداردها و تکنولوژی(NIST) یک سوئیچ اتصال بین سیگنال‌های الکتریکی ورودی و سیگنال‌های خروجی است.

این سیناپس‌ها به همان شیوه که سیناپس انسان به سرعت بین دو سلول مغز سوئیچ می‌کند، عمل می‌کنند. ابداع محققان دارای یک طراحی داخلی قابل انعطاف است که می‌تواند براساس تجربه یا محیط تغییر کند.

محققان توضیح دادند که هرچه سیگنال‌های الکتریکی که بین پردازنده‌ها شلیک می‌شوند، بیشتر باشد، اتصال‌هایساخته شده توسط سیناپس قوی‌تر خواهد بود و درست مانند همتایان واقعی خود، سیناپس‌های مصنوعی نیز مدارهای قدیمی را همراه با ایجاد موارد جدید حفظ می‌کنند.

با این حال، برخلاف سیناپس انسان، این سیناپس مصنوعی به طور قابل توجهی سریع‌تر از مغز انسان حرکت می‌کند. یک سلول مغزی ۵۰ بار در ثانیه سیگنال الکتریکی شلیک می‌کند، در حالی که سیناپس NIST یک میلیارد سیگنال در هر ثانیه با یک دهم انرژی مورد نیاز مغز انسان شلیک می‌کند.

محققان اندازه‌گیری کردند و دریافتند انرژی مورد نیاز این سیناپس مصنوعی کمتر از ۱ اتوژول (attojoule) یعنی ۱۰ به توان منفی ۱۸ ژول است. این میزان انرژی کمتر از میزانی است که به طور طبیعی در دمای اتاق به عنوان انرژی پس‌زمینه یافت می‌شود.

داروهای ضد پیری

سالانه داروهای زیادی تحت عنوان داروی جوانسازی و یا داروهای ضد پیری روانه بازار می‌شوند که برخی از آنها نه تنها در جوانسازی بافت‌های بدن نقشی ایفا نمی‌کنند بلکه برخی از آنها عوارض جبران ناپذیری نیز دارند اما پژوهشگران در سال گذشته میلادی موفق به توسعه داروهایی شدند که می‌تواند سبب امیدواری افراد شود. پژوهشگران طی آزمایشات خود در سال ۲۰۱۸ دریافتند داروهایی که مهار کننده‌های mTOR نامیده می‌شوند، می‌توانند سیستم ایمنی سالمندان را تقویت کنند و طول عمر را نیز افزایش دهند. آزمایش دیگری که پژوهشگران اکنون در حال انجام آن هستند، آزمایش بر روی "داروهای سنولیتیک یا داروهای ضد پیری"(senolytic drugs) است.

نخستین هواپیمای بدون سیستم پیشرانه

پژوهشگران ام. آی. تی در سال ۲۰۱۸ موفق به ساخت نخستین هواپیمای حالت جامد جهان شدند. هواپیمای مذکور در پرواز آزمایشی توانست مسافت ۶۰ متر را طی و ثابت کند که بدون نیروهای پیشران یا موتور جت نیز پرواز امکانپذیر است.

در الکترونیک، "حالت جامد"(solid state) به مدار یا وسیله‌ای گفته می‌شود که کاملاً از اجزای جامد ساخته شده و حرکت الکترون‌ها یا دیگر حاملان بار در بستر مواد جامد انجام می‌گیرد. مواد بلورین، چندبلوری، "اَریخت"(solid amorphous) را می‌توان برای دستیابی به حالت جامد بکار برد، اما معمولاً از نیمه‌رسانای بلوری در این ساختارها استفاده می‌شود.

این پرواز پیشرفتی در فناوری "باد یونی"(ionic wind) به شمار می‌آید زیرا در آن یک میدان الکتریکی قدرتمند برای تولید یون‌های متشکل از نیتروژن استفاده می‌کنند که این یون‌ها نیز پس از خروج از هواپیما، نیروی رانش ایجاد می‌کنند.

رانش یا "تراست"(Thrust) نیرویی واکنشی است که جسم را در جهت مخالف به حرکت در می‌آورد، هنگامی که یک سامانه جرمی از یک سو رها می‌شود یا به بیرون فشرده می‌شود. گاه برای این مفهوم واژه پیشرانش هم بکار می‌رود. پیشرانش، رانش رو به جلو و پس‌رانش، رانش رو به عقب است. رانش هواپیما را در هوا به جلو می‌برد. رانش برای مقابله با نیروی اصطکاک در هواپیما یا نیروی وزن در راکت استفاده می‌شود. این نیرو در هواپیما توسط موتور هواپیما و در راکت توسط سیستم‌های سوختی ایجاد می‌شود.

سیم‌های قسمت بالایی بال این هواپیما، نیروی الکتریکی بالغ بر ۶۰۰ وات برق دارند که ۴۰ هزار ولت انرژی از طریق آنها عبور می‌کنند و این یک نیروی مناسب و کافی برای ایجاد "آبشارهای الکترونی"(electron cascades) است که در نهایت می‌تواند مولکول‌های هوا را در نزدیکی سیم شارژ کند، سپس این مولکول‌های شارژ شده در امتداد میدان الکتریکی به سمت یک سیم دوم در عقب بال حرکت می‌کنند و در مسیر حرکت به مولکول‌های خنثی هوا برخورد می‌کنند و انرژی را به آنها انتقال می‌دهند. مولکول‌های خنثی هوا نیز از عقب هواپیما خارج شده و نیروی محرک را فراهم می‌کنند.

نتیجه این عملیات یک سیستم پیش‌ران است که به طور کاملاً الکتریکی، با صدای بسیار کم و با قدرت بالا عمل می‌کند.

پهنای بال هواپیمای مذکور ۵ متر و وزن آن ۲.۴۵ کیلوگرم است. همچنین هواپیما مذکور مجهز به یک پکیج باتری و یک مبدل قدرت بالا است. پژوهشگران ام. آی. تی امیدوارند تا در آینده نزدیک، دامنه و سرعت هواپیما را افزایش دهند.

اتصال مغز سه انسان به یکدیگر

پژوهشگران حوزه اعصاب در سال ۲۰۱۸ توانستند با اتصال مغز سه انسان به یکدیگر آنان را قادر به اشتراک گذاشتن افکارشان کنند.

پژوهشگران با استفاده از دو روش به نام "الکتروانسفالوگرافی"(EEGs) و "تحریک مغناطیسی مغز"(TMS) موفق به انجام این کار شدند. آنان این شیوه نوین "BrainNet" نامیدند.

تحریک مغناطیسی مغز یا بطور دقیق‌تر تحریک مغناطیسی مغز از راه جمجمه(Transcranial magnetic stimulation) که به اختصار به آن "TMS" می‌گویند، به یک روش تحریک مغناطیسی عصبی گفته می‌شود که بر روی نواحی کوچک و محدودی از مغز اعمال می‌شود. در این روش، یک مولد میدان مغناطیسی یا سیم پیچ را در نزدیکی سر بیمار قرار می‌دهند. این سیم‌پیچ، از طریق القای الکترومغناطیسی، یک جریان الکتریکی خفیف در ناحیهٔ زیرین خود در مغز ایجاد می‌کند. سیم‌پیچ مذکور در عین حال به یک دستگاه ضربان‌ساز یا محرک متصل است که جریان برق را به آن هدایت می‌کند.