جستجو در تالارهای گفتگو

[h=1] ترمیم بافت آسیب دیده قلب با سلول‌های آموزش دیده [/h] » سرویس: علمي و فناوري - علم و فناوري جهان کد خبر: 94103018399 چهارشنبه ۳۰ دی ۱۳۹۴ - ۱۲:۰۵ محققان در دانشگاه کلمبیا برای اولین بار توانستند با تحریک الکتریکی سلول‌های جدید، عملکرد آنها را بهبود بخشند و به بیماران قلبی و عروقی کمک کنند. به گزارش سرویس علمی ایسنا، بازگرداندن قلب انسان به عملکرد منظم پس از یک آسیب مانند حمله قلبی، به چالشی برای محققان پزشکی تبدیل شده است. در حالی که این افراد از آسیب‌های مذکور جان سالم به در می‌برند اما آسیب دائمی به این اندام از طریق بافت اسکار، توانایی آن را برای پمپاژ کردن خون کاهش داده و منجر به عوارض بیشتری می‌شود. یک راه ممکن که پیش روی دانشمندان قرار دارد استفاده از سلول‌های بنیادی انسان برای تولید کاردیومیوسیت‌ها یا سلول‌های عضله قلب و سپس تزریق آن‌ها به قلب است. سال گذشته محققان دانشگاه واشنگتن در پژوهشی توانستند با توسعه یک روش جدید، این سلول‌ها را در یک مقیاس بی‌سابقه‌ تولید و تزریق کنند. اما این تیم مانند دیگر کسانی که در این زمینه کار می‌کردند، پس از کاشت این سلول‌های مهندسی شده، با مشکلاتی مواجه شدند.برای مثال در هفته‌های بعد از تزریق، بی نظمی ( آریتمی) در ضربان قلب بیماران مشاهده شد که این نتیجه ناتوانی سلول‌های جدید برای هماهنگی با عضلات اطراف بود. اما در پژوهش جدید، محققان دانشگاه کلمبیا توانستند با تحریک الکتریکی این سلول‌ها، آن‌ها را آموزش داده و عملکردشان را تقویت کنند. این تیم سلول‌های بنیادی مهندسی شده بافت قلب انسان را در معرض سیگنال‌های الکتریکی متناسب قرار دادند که مانند سیگنال‌های تولید شده توسط قلب بودند. آن‌ها با انجام این کار توانستند سلولهای بنیادی جوان را که در بافت آسیب دیده قلب قرار می‌گیرند به بلوغ رسانده، عملکرد انقباضی آن‌ها را تنظیم و توانایی آن‌ها را بهبود بخشند. محققان در حقیقت این سلول‌ها را آموزش دادند تا الگوی تپنده قلب را اتخاذ کنند. دانشمندان همچنین دریافتند که این کار هم اتصال بین سلولها را افزایش می‌دهد و هم سبب تنظیم ضربان قلب می‌شود. این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.

سیاهچاله‌ها زمانی‌ به وجود می‌‌آیند که ستاره‌ها در یک ابرنواختر می‌میرند. حال سوال اینجاست که سفیدچاله چیست؟ می‌خواهیم از قدرت تخیل خود استفاده کنیم و در مورد موجودات خیالی صحبت کنیم، مانند اسب تک شاخ، یا حتی عجیب‌تر و نادرتر از آن‌. قصد داریم راجع به سفیدچاله‌ها صحبت کنیم ولی‌ قبل از شروع بحث، بهتر است اطّلاعات کمی در مورد سیاهچاله‌ها داشته باشیم. سیاهچاله‌ها به محل‌هایی‌ در کیهان گفته می‌‌شود که ماده و انرژی به صورت بسیار متراکم و فشرده در کنار هم قرار دارند به طوری که سرعت فرار آنها از سرعت نور بسیار بیشتر است. اگر بخواهیم سیاهچاله را به طور کامل توضیح دهیم به روابط فانتزی ریاضی‌ نیز داریم، اما از نظر فیزیکی این طور می‌توان گفت که سیاهچاله‌ها واقعی‌ هستند و توسط نظریه نسبیت اینشتین پیش بینی‌ شده و در طول چند دهه ی گذشته کشف و مشاهده شده اند. وقتی‌ که ستاره های عظیم- بسیار بزرگ تر از خورشید ما-در یک ابرنواختر می‌‌میرند، یک سیاهچاله به وجود می‌‌آید. حال ببینیم سفیدچاله چیست و چگونه به وجود می آید؟ زمانی که متخصصان نجوم و فیزیک در حال بررسی‌ فضای اطراف سیاهچاله از نظر ریاضی‌ بودند، سفیدچاله تجسم و ساخته شد. با مطرح کردن سفیدچاله، فرض بر این شد که هیچ جرمی در افق رویداد سیاهچاله وجود ندارد. حالا با وجود این فرض که تکینگی سیاهچاله یا به عبارتی مرکز سیاهچاله هیچ جرمی ندارد، چه اتفاقی‌ خواهد افتاد؟ سفیدچاله‌ها مفاهیم ریاضی‌ و انتزاعی هستند که وجود خارجی‌ ندارند و نظریه‌ای نیست که ستاره شناسان به منظور توجیه یک مشاهده ی غیر معمول مثل ظهور تابش غیر عادی‌ ارائه داده باشند. حال اگر سفیدچاله‌ها واقعا وجود داشته باشند که بعید به نظر می‌‌رسد، رفتاری بر عکس سیاهچاله‌ها خواهند داشت- درست مانند همان چیزی که ریاضیات در این زمینه پیش بینی‌ می‌‌کند. یعنی‌ به جای اینکه مانند سیاهچاله‌ها همه چیز را در خود ببلعند، آن‌ را مانند فواره‌ای از شکلات سفید به بیرون پرتاب می‌کند. یکی‌ دیگر از مفاهیم ریاضی‌ سفیدچاله این است که سفیدچاله‌ها از نظر تئوری وجود دارند اگر کوچکترین ذره‌ای از ماده به محدوده ی افق رویداد سیاهچاله وارد نشود. به محض این که حتی یک اتم هیدروژن وارد این محدوده شود، کل سفیدچاله فرو خواهد ریخت. از آنجایی که کیهان در حال حاضر مملو از ماده‌های سرگردان است، حتی اگر سفیدچاله‌ها از آغاز کیهان و تولد کیهان به وجود آماده باشند، تا به امروز حتما از هم پاشیده اند. با وجود آنچه گفته شد، هنوز هم تعدادی از فیزیکدانان هستند که سفیدچاله‌ها را فراتر از یک فرضیه می‌دانند. هال هاگرد و کارلو روولی از دانشگاه اکسی‌ مارسی در فرانسه در حال مطالعه بر روی عملکرد سیاهچاله‌ها با استفاده از شاخه‌ای از فیزیک نظری به نام گرانش کوانتومی حلقوی هستند. از نظر تئوری، تکینگی یک سیاهچاله تا کمترین حد پیش بینی‌ شده در فیزیک به سمت پایین فشرده خواهد شد. و سپس به صورت یک سفیدچاله به مکان اولیه باز خواهد گشت( جهشی به حالت اولیه اما این دفعه به صورت یک سفیدچاله خواهد داشت). اما به دلیل اتساع زمانی‌ شدیدی که در اطراف سیاهچاله وجود دارد، میلیاردها سال طول خواهد کشید که حتی کمترین جرم‌ها ظاهر شوند. اگر پس از بیگ بنگ، سیاهچاله‌هایی‌ در مقیاس بسیار کوچک به وجود آمده بود، امروزه احتمالاً ما باید منتظر پدیدار شدن آنها به صورت سفیدچاله می‌بودیم. مگر اینکه طبق گفته ی استیون هاوکینگ، این سفیدچاله ها محو شده باشند. در نظریه ی جالب دیگری که توسط فیزیکدانان ارائه شده است بنابر تعریف سفیدچاله‌ها- محل‌هایی‌ که مقدار عظیمی‌ از ماده و انرژی خود به خود در کنار هم قرار گرفته اند- سفیدچاله‌ها ممکن است توضیحی راجع به بیگ بنگ ارائه دهند. در همه ی این نظریه ها، سفیدچاله‌ها در حد روابط فانتزی ریاضی‌ هستند و از آنجایی که روابط ریاضی‌ به ندرت با واقعیت همخوانی دارد، سفیدچاله‌ها احتمالا تخیلی‌ بیش نیستند! منبع: سایت بیگ بنگ

محققان مرکز اختر فیزیک هاروارد-‌اسمیتسونین، نسل جدیدی از ابرکامپیوترها را به هدف شبیه سازی چگونگی ترکیب اتم‌ها در فضا و تشکیل مولکول‌ها و خوشه های غنی از کربن به کار گرفتند. تصویر یک شبیه سازی کامپیوتری از تشکیل مولکول‌های آلی‌ پیچیده در فضا را نشان می‌‌دهد. ساختارهای مولکولی کروی که بر روی سطح گرافین در دمای ۳۰۰۰ درجه ی کلوین تشکیل شده است مشابه فولرن‌ها هستند. اتم‌های قرمز رنگ در حالت گازی و اتم‌های سفید رنگ مربوط به سطح هستند. فضای بین ستاره‌ها خالی‌ نیست، اما شامل مقدار فراوانی‌ از ماده ای پراکنده است، که حدود ۵ تا ۱۰ درصد از جرم کل کهکشان ما را (بدون در نظر گرفتن ماده ی تاریک) تشکیل می دهد. در حالی‌ که قسمت عمده ی این ماده از گاز تشکیل شده(گاز هیدروژن بیشترین سهم را داراست)، بخش کوچک و در عین حال مهم، از این ماده شامل مولکول‌های غنی از کربن مانند اتان، بنزن، پروپاینال، متانول و سایر الکل ها، سیانیدها، اسید آمینوهای ساده و حتی مولکول های بزرگ تر( هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای و فولرن باکمینستر‌ها) با حداقل ۵۰ اتم کربن میباشد. فراوانی نسبی بعضی از اجزا مانند سیانیدها تقریبا مشابه آنچه در دنباله دارها در سامانه ی خورشیدی ما دیده شده، می باشد. مسئله‌ ی مهم و در عین حال حل نشده برای ستاره شناسان این است که این مولکول های آلی‌ پیچیده چگونه به وجود آمده اند. پاسخ به این سوال احتمالا به ذرات غبار میان ستاره‌ای مرتبط است. این ذرات ریز حدود یک درصد از جرم ماده ی بین ستاره‌ای را تشکیل داده و عمد‌تاً از سیلیکات به همراه کربن و/یا سایر عناصر شیمیایی ساخته شده اند. به نظر می‌‌رسد وجود این ذرات به منظور فراهم ساختن بستری برای واکنش شیمیایی بین مولکول‌های گاز و سایر مولکول‌ها در فضای بین ستاره‌ای ضروری هستند. دو اخترفیزیکدان بنام های دیوید مارشال‌ و حسین صادقپور دانشمند ایرانی، نسل جدیدی از ابرکامپیوتر ادیسه هاروارد به هدف شبیه سازی ترکیب اتم‌ها در فضا و تشکیل مولکول‌های غنی از کربن و خوشه‌ها چه در حالت گازی و چه بصورت سطحی از ذرات غبار کیهانی به کار بردند. آنها در این شبیه سازی، دمایی‌ بین ۱۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه کلوین (معرف دمای‌ فضای بین ستاره ای) و تعداد ۴۱۲۸ اتم ( در هر دو حالت ذکر شده در بالا) را در نظر گرفتند. اگرچه این تعداد اتم بسیار بیشتر از تراکم واقعی‌ ماده ی بین ستاره‌ای است و تخمینی غیر واقعی‌ به نظر می‌‌رسد؛ اما هنوز این محاسبات کامپیوتری نشان دهنده ی یک روند معقول میباشد. محققان دریافتند که در دماهای پایین، سطح ذرات به تسریع واکنشی که در حالت گازی اتفاق می‌‌افتاد کمک می‌‌کند. همچنین آنها افزودند که دمای سطح، فاکتور مهمی در تعیین ساختار مولکولی و به خصوص پیچیدگی‌ هندسی آنها می‌‌باشد. مطالعات صورت گرفته، بینش جدیدی را در مورد تشکیل مولکول‌های بزرگ غنی شده ی کربن در سطوح کربنی اختر فیزیکی‌ به وجود آورده است. محققان در این مطالعات اینطور نتیجه گیری کردند که، به عنوان مثال، اگرچه امکان شکل گیری مولکول های شاخ دار و زنجیره‌‌ای بزرگی‌ بر روی سطوح ذرات وجود دارد ولی‌ آنها انرژی کافی‌ برای چسبیدن به سطح مربوطه را نداشته و در نتیجه به حرکت در می‌‌آیند. حال در دمای‌ ۱۰۰۰ درجه کلوین، این مولکول‌ها تمایل دارند که به سطح چسبیده و تشکیل خوشه‌های بزرگ مجرد را بدهند که ممکن است به شکل ساختار‌های پیچیده تری مانند فولرن باکمینستر ظاهر شوند. جزئیات بیشتر این پژوهش در Royal Astronomical Society منتشر شده است. منبع: سایت بیگ بنگ