Grudzień 2016

Skanowanie mózgu pozwoli ustalić poziom inteligencji

Czy macie wrażenie, że urodziliście się, by zrobić coś konkretnego? Czy jest pewna umiejętność lub pewna dziedzina wiedzy, w której czujecie się jak ryba w wodzie? Okazuje się, że odpowiedzialne za to mogą być układy połączeń neuronowych w ludzkim mózgu.

 

Różni ludzie mają różne predyspozycje. Informacje na ten temat są zlokalizowane w różnych częściach mózgu, w połączeniach między nimi oraz w konektomach (czyli mapach sieci połączeń neuronowych). W dzisiejszych czasach, jakkolwiek niewiarygodnie to brzmi, neurolodzy potrafią ocenić ludzką inteligencję na podstawie skanów mózgu (techniki tomografii). Dodatkowo, tylko kwestią czasu jest, kiedy będą oni w stanie odczytać indywidualny zestaw mocnych i słabych stron danej jednostki.

 

Naukowcy z Yale przeprowadzili stosowne badania. Zdefiniowali inteligencję jako abstrakcyjne rozumowanie, znane także jako płynne. Jest to, ich zdaniem, zdolność do rozpoznawania wzorców, rozwiązywania problemów oraz identyfikowania związków. Płynna inteligencja jest znana także jako prognostyk naukowej wydajności. Mimo to, abstrakcyjne rozumowanie jest wciąż trudne do nauczenia i standardowe testy często pomijają ten problem.

 

Badacze tego zagadnienia mogli dokładnie przewidzieć jak dany uczestnik spisze się podczas rozwiązywania testu dzięki zeskanowaniu ich mózgu za pomocą rezonansu magnetycznego. Zrekrutowano 126 osób, uczestniczących w projekcie badań nad konektomem. Projekt ten polegał na oznaczaniu wszystkich połączeń wewnątrz ludzkiego mózgu, w celu lepszego zrozumienia, jak one działają oraz co znaczą rzeczy, takie jak intelekt czy emocje. Na potrzeby badań, naukowcy z Yale poddali uczestników serii różnych testów, dzięki którym mogli oszacować parametry, takie jak pamięć, inteligencja, zdolności motoryczne i umiejętności abstrakcyjnego myślenia.

 

Badaczom udało się ustalić łączność w 268 osobnych obszarach mózgu. Dzięki temu, mogli ocenić jak mocne były połączenia, jak były aktywne oraz jak aktywności zostały skoordynowane między poszczególnymi obszarami. Naukowcy odkryli, że konektom każdej osoby był tak samo unikalny, jak jej odciski palców. Dzięki tomografii, mogli zidentyfikować i odróżnić jednego uczestnika od pozostałych z 99 % dokładnością. Badacze z Yale potrafili też ocenić, czy dany homosapiens był zaangażowany w ich działania, czy też odlatywał myślami gdzie indziej, nie przejmując się eksperymentem.

 

Była studentka i współautorka tych badań, Emily Finn, powiedziała:

"Im więcej poszczególne obszary mózgu będą ze sobą rozmawiać, tym szybciej będziesz w stanie przetwarzać informacje i wyciągać wnioski."

Płynna inteligencja jest szczególnie zaakcentowana w połączeniach między płatami przednim i ciemieniowym. Im silniejsza i szybsza jest komunikacja między tymi dwoma obszarami, tym lepsze będą wyniki podczas testu na abstrakcyjne myślenie. Właśnie te regiony, tak naprawdę czynią nas ludźmi i wynoszą nas "na wyższy level", gdyż są odpowiedzialne za takie funkcje, jak pamięć czy język.

Źródło: Webs'r'us/CFCF/CC-BY 2.0

Badacze z Yale wierzą, że dzięki pogłębianiu wiedzy na temat ludzkich konektomów, będą w stanie opracować nowe metody leczenia zaburzeń psychiatrycznych. Choroby takie jak schizofrenia bardzo się różnią w zależności od pacjenta u którego występują. Jeśli udałoby się ustalić co jest tak unikalnego w przypadku danej jednostki, psychiatra mógłby zastosować leczenie dopasowane idealnie do jego potrzeb. Zrozumienie działania konektomu dałoby naukowcom wgląd w to, jak przebiega choroba i jak pacjent może zareagować na daną terapię bądź metodę leczenia. Jednakże trzeba mieć świadomość, że są także inne zastosowania, z którymi niekoniecznie możemy się czuć komfortowo.

 

Według badań Todda Constable'a, zdobyta wiedza mogłaby przykładowo zostać wykorzystana do skanowania mózgów dzieci aby określić ich dokładną lokalizację np. w szkole. W ten sposób można by też oceniać, czy dany kandydat posiada odpowiednie kwalifikacje do wykonywania zawodu. Skany mogłyby nam powiedzieć, kto jest podatny na wszelkiego rodzaju uzależnienia lub w jakim środowisku naukowym student może w pełni rozkwitnąć i być jak najbardziej produktywnym. Dzięki temu, program nauczania mógłby ulegać zmianom, w zasadzie z dnia na dzień, tak aby jak najbardziej odpowiadał potrzebom uczniów. Także stresogenne testy pisemne bądź ustne, przeszłyby do lamusa i zostałyby zastąpione przez zwykły skan mózgu.

 

Peter Bandettini z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego w USA powiedział, że skany mózgu mogą pewnego dnia być używane przez zakłady pracy, aby ocenić który kandydat posiada pożądane predyspozycje, bądź cechy charakteru. Z kolei Richard Haier, naukowiec z Uniwersytetu w Kalifornii przewiduje, że urzędnicy więzienni mogą używać skanów w stosunku do więźniów aby określić, czy są oni skłonni do używania przemocy.

 

Nie jest wykluczone, że pewnego dnia dowiemy się jak zwiększyć ludzką inteligencję, m.in. dzięki takim badaniom jak te. Ważne, aby pamiętać, że studia nad inteligencją ciągle raczkują i są na dość wczesnym etapie. Niemniej, według naukowców z Yale, podążamy we właściwym kierunku. Niektórzy obawiają się złego wykorzystania wspomnianej wcześniej technologii. Laura Cabrera z Uniwersytetu Michigan State, na co dzień zajmująca się kwestiami neuroetyki, przedstawiła swój punkt widzenia na ten temat:

"Co, jeśli towarzystwo ubezpieczeniowe odmówi wypłacenia należytej sumy z powodu skanu mózgu, który wykazał tendencję do uzależnień bądź innych skłonności? To, że u kogoś jest większe ryzyko podążania w niewłaściwym kierunku, wcale nie musi oznaczać, że faktycznie stanie się to kiedyś problemem. W przypadku braku odpowiednich wytycznych, szybko możemy zobaczyć banki, szkoły, uniwersytety i inne instytucje biorące udział w neuro-dyskryminacji. Silne prawa muszą być na swoim miejscu, tak aby można było się bronić przeciwko niewłaściwemu wykorzystaniu skanów mózgu."

Nasza obecna wiedza o ludzkich konektomach wciąż jest ograniczona. Przykładowo, możemy ocenić tylko i wyłącznie obecny stan połączeń wewnątrz mózgu. Nie wiemy, jak się rozwiną z biegiem czasu. Płynna inteligencja jest jedynie jednym z wielu różnych rodzajów. Wciąż zostaje wiele do odkrycia i jesteśmy jeszcze daleko od zastosowania takiej technologii w realnym świecie. Nie ma za to wątpliwości, że potencjał jest wielki.

 

Dodaj komentarz

loading...

Polscy naukowcy stworzyli nowy typ ładowalnych baterii

Naukowcy z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego opracowali nowy typ ładowalnych baterii, które są bezpieczniejsze, bardziej wydajne i ekologiczne. Można je stosować nawet w samochodach elektrycznych czy w większych maszynach.

 

W wyniku współpracy Wydziału Chemii UW i ekspertów z Instytutu Chemii Przemysłowej, opracowano polimerowy elektrolit, który minimalizuje ryzyko zapłonu baterii litowej. Jak wyjaśnia dr Bartosz Hamankiewicz z Wydziału Chemii UW, ogniwo bazuje na znanych i wykorzystywanych komercyjnie materiałach elektrodowych, lecz dzięki modyfikacji, udało się zminimalizować użycie lotnych składników, co podniosło bezpieczeństwo eksploatacji baterii.

 

Podstawowe materiały elektrodowe, wykorzystane do produkcji nowego akumulatora, to tlenki o strukturze spinelu: litowo-tytanowy, użyty jako elektroda ujemna, oraz tlenek litowo-manganowy – jako elektroda dodatnia. Oddziela je membrana polimerowa, która zastępuje elektrolit w stanie ciekłym.

 

Nowa bateria zapewnia większy stopień bezpieczeństwa, co ma ogromne znaczenie zwłaszcza w przypadku samochodów elektrycznych. Uszkodzony akumulator w trakcie jazdy może wywołać eksplozję. Zastosowanie nowych materiałów pozwala przechowywać i przewozić baterię w stanie naładowanym, co pozwala obniżyć koszty magazynowania i transportu.

 

Warto dodać, że naukowcy pracują nad opatentowaniem swojego wynalazku i wkrótce powinien zostać objęty międzynarodową ochroną patentową. Do tej pory, akumulator testowany był jedynie w laboratorium, lecz Uniwersytecki Ośrodek Transferu Technologii będzie pracował nad jego komercjalizacją.

 

Dodaj komentarz

loading...

Misja kosmiczna do Alfa Centauri jest narażona na promieniowanie kosmiczne

W kwietniu 2016 roku, gdy Stephen Hawking i rosyjski miliarder Jurij Milner ogłosili projekt Breakthrough Starshot, wszyscy byli zafascynowani możliwością szybkiego zbadania najbliższego nam układu Alfa Centauri, położonego "jedynie" 4,3 roku świetlnego od Ziemi. Jednak każda inicjatywa, w pewnym momencie, napotyka na problemy. W tym przypadku, problem jest oczywisty - miniaturowe statki kosmiczne będą narażone na promieniowanie, które może sprawić, że aparatura zostanie uszkodzona zanim dotrze do swojego celu.

 

Przypomnijmy, że w ramach projektu Breakthrough Starshot, Hawking i Milner chcą zbudować miniaturowe i niezwykle lekkie statki kosmiczne, które będzie można wystrzelić do odległego systemu gwiezdnego. Urządzenie wielkości znaczna pocztowego, przy masie 1 grama, według założeń będzie mogło dotrzeć do systemu Alfa Centauri w ciągu 20 lat. Potężny laser o mocy 100 gigawatów mógłby rozpędzić statek kosmiczny do ponad 200 000 000 km/h, tj. około 20% prędkości światła.

Miniaturowe aparatury podczas długiego lotu będą narażone na promieniowanie kosmiczne. Może się okazać, że w trakcie misji, urządzenie ulegnie uszkodzeniu i przestanie prawidłowo funkcjonować. W takiej sytuacji, należałoby powtórzyć całą misję od nowa. Zdaniem naukowców z NASA i koreańskiego instytutu KAIST, promieniowanie jest największym problemem. Ministatki kosmiczne mogą oczywiście otrzymać dodatkowe zabezpieczenie, lecz wtedy zwiększy się ich masa, a co za tym idzie, podróż do układu Alfa Centauri wydłuży się.

 

Specjaliści proponują więc aby zastosować tranzystory z nanodrutu, które w razie konieczności ogrzeją i naprawią układ. Zespół z KAIST już testował to rozwiązanie - uszkodzenia wynikające z radiacji można naprawiać wielokrotnie. Można byłoby wyłączać chipy co kilka lat, ogrzewać je wewnętrznie aby przywrócić ich sprawność i ponownie je uruchomić.

 

Naukowcy uważają, że jest to całkiem dobre rozwiązanie. Lecz zanim wyruszymy z pierwszą misją kosmiczną do układu Alfa Centauri, minie jeszcze sporo czasu. Specjaliści powinni również zastanowić się nad drugą, równie istotną kwestią - miniaturowe statki kosmiczne będą narażone na różne obiekty w przestrzeni kosmicznej. Należy brać pod uwagę, że zanim aparatura opuści Układ Słoneczny, musi jeszcze przedostać się przez dwa pasy planetoid...

 

Dodaj komentarz

loading...

Testy wykazały, że stellarator W7-X funkcjonuje prawidłowo

W zeszłym roku, w Instytucie Fizyki Plazmowej Maxa Plancka w niemieckim Greifswald, stellarator Wendelstein 7-X (W7-X) po raz pierwszy wytworzył plazmę helową. Pojawiło się jednak pytanie, czy urządzenie faktycznie będzie pracować zgodnie z przewidywaniami. Na szczęście, najnowsze testy rozwiały wszelkie wątpliwości.

 

Zespół badawczy z Niemiec i USA potwierdził, że największy na świecie stellarator W7-X potrafi wytworzyć supersilne, trójwymiarowe pola magnetyczne, które spełniają oczekiwania naukowców, zaangażowanych w projekt. Testy miały ogromne znaczenie, ponieważ pola magnetyczne pozwolą zawiesić plazmę tak aby nie dotykała ścian komory reaktora.

 

Badania polegały na wysyłaniu wiązki elektronów wzdłuż linii pola magnetycznego. Następnie przecinano je z pomocą pręta fluorescencyjnego, co spowodowało, że światło zaczęło przyjmować kształt odpowiadający polu magnetycznemu, tak jak przedstawiono na poniższym zdjęciu.

Źródło: Nature Communications

Stellarator to urządzenie, które służy do wytwarzania plazmy i przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej. Dzięki niemu, możemy uzyskać nieograniczone źródło energii. Nie jest to łatwe zadanie, gdyż wewnątrz reaktora muszą powstać warunki takie, jakie panują we wnętrzu gwiazd. Plazma musi uzyskać temperaturę 100 milionów stopni Celsjusza, aby zaszły w niej wspomniane reakcje termojądrowe.

 

Dodaj komentarz

loading...

Młody wynalazca z Rosji przekształcił klapek w myszkę komputerową dla niepełnosprawnych

Wynalazki odmieniają nasz świat i ułatwiają życie. Czasem wystarczy połączyć dwa zupełnie odmienne od siebie przedmioty i powstanie coś nowego. W taki właśnie sposób powstała specjalna myszka komputerowa dla osób niepełnosprawnych.

 

Sergey Halyavin, student z rosyjskiego miasta Kuszwa, połączył klapek z myszką komputerową. Jego myszko-laczek posiada wszystkie niezbędne części, jakie powinno zawierać każde urządzenie wskazujące, tj. przewód USB, dwa przyciski i rolkę. Dodatkowo, obudowa tego urządzenia wyposażona jest w podświetlenie LED.

Sergey Halyavin - źródło: © Galina Sokolova

Nietypowe urządzenie rosyjskiego studenta powstało z myślą o osobach, które nie posiadają rąk. Jak sam twierdzi, jego kolega cierpi na zaburzenia mięśniowo-szkieletowe i nie jest w stanie posługiwać się komputerem. Sergey Halyavin przetestował wynalazek na sobie i już po dwóch tygodniach mógł grać w gry komputerowe.

 

Student ma zamiar ulepszyć swój myszko-laczek - przyszła wersja urządzenie będzie bezprzewodowa. Trzeba przyznać, że jest to bardzo pomysłowy wynalazek.

 

Dodaj komentarz

loading...

Za kilka lat, ciężarówki wodorowe Nikola One pojawią się w USA i Kanadzie

Za kilka lat, na amerykańskich i kanadyjskich drogach pojawią się pierwsze ciężarówki wodorowe. 1 grudnia, Nikola Motor Company zaprezentowała prototyp ekologicznego pojazdu o niesamowitych osiągach.

 

Nowa ciężarówka Nikola One wyposażona jest w silnik elektryczny, wspomagany przez ogniwa wodorowe. Takie rozwiązanie oferuje szereg korzyści - większa moc, lepsze przyspieszenie, mniejsza masa i znacznie lepszy zasięg. Taka ciężarówka może pokonać nawet 1930 km na jednym naładowaniu.

Źródło: Nikola One

Kolejna korzyść, która zadowala szczególnie wyznawców teorii globalnego ocieplenia, to brak emisji dwutlenku węgla. Obecnie największym problemem dla pojawienia się nowych wodorowych ciężarówek jest brak odpowiedniej infrastruktury. Jednak wkrótce ma się to zmienić, gdyż na terenie USA i Kanady powstanie sieć stacji, przeznaczonych dla tych pojazdów.

Źródło: Nikola One

Ciężarówki wodorowe firmy Nikola Motor Company mają pojawić się na ulicach najpóźniej w 2020 roku. Technologia w pierwszej kolejności zaleje rynek amerykański i kanadyjski, a potem, być może, również i europejski.

 

Dodaj komentarz

loading...

Powstała pierwsza mobilna broń do unieszkodliwiania bezzałogowców

Firma Droneshield opracowała broń dalekiego zasięgu, Dronegun, która jest w stanie neutralizować niepożądane drony znajdujące się w naszej okolicy. Broń tłumi sygnał GPS, zmuszając maszynę do lądowania w danym punkcie.

 

Strzelba na drony ma zasięg do 2 km. Działa na podobnej zasadzie jak większość sygnałów sterujących systemami UAV. Dotychczas znane rozwiązania tego typu musiały być montowane na pojazdach, a Dronegun jest przenośny, a na dodatek może być kontrolowany tylko przez jedną osobę.

Zamysł twórców tej broni przeciwko bezzałogowym pojazdom latającym był taki, aby Dronegun mógł obsłużyć nawet niedoświadczony człowiek. Potencjalnymi nabywcami mogą być zakłady pracy, albo ludzie pragnący za wszelką cenę zachować prywatność na swojej ziemi.

 

Dodaj komentarz

loading...

W australijskim szpitalu powstanie drukarnia ludzkich narządów i tkanek

Technologia druku przestrzennego jest bardzo przydatna w wielu dziedzinach. Już dziś, dzięki drukarkom 3D, powstają ludzkie narządy, choć w dalszym ciągu nie nadają się one do transplantacji. Prędzej czy później, taki stan rzeczy z całą pewnością ulegnie zmianie.

 

Biodrukarki 3D pozwalają na produkcję ludzkiej skóry i różnych organów wewnętrznych. Uniwersytet Technologiczny Queensland (QUT) w Brisbane chce utworzyć nowy instytut, który będzie zajmował się rozwojem druku 3D do tego stopnia, aby wyprodukowane organy nadawały się do przeszczepu. Twórcy tej inicjatywy chcą aby technologia ta radykalnie odmieniła medycynę i pozwoliła tworzyć dowolne organy na zawołanie.

 

Herston Biofabrication Institute powstanie w przyszłym roku na terenie szpitala. Produkcja kości czy chrząstki nie sprawia obecnie tyle problemu, co drukowanie tkanek i narządów. Jednak badania w nowym australijskim instytucie mają właśnie przyspieszyć proces wdrażania biodrukarek 3D w medycynie.

 

Dodaj komentarz

loading...