Il nuovo materiale di quantum efficacemente individua i segni in anticipo delle malattie neurologiche

Che cosa se il cervello potesse diagnosticare la sua propria malattia? I ricercatori stanno provando a creare un materiale che “pensa che„ come il cervello facesse, che sarebbe più sensibile ai segni in anticipo delle malattie neurologiche quale Parkinson.

Il pensiero è molto lontano, ma la Purdue University ed i ricercatori del laboratorio nazionale di Argonne hanno costruito un nuovo materiale che può “ascoltare almeno.„

La lingua-franca è correnti ioniche, che aiutano il cervello per eseguire una reazione particolare, state necessarie per qualcosa fondamentale quanto inviando un segnale respirare. La rilevazione degli ioni significa anche la rilevazione della concentrazione di molecola, che servisce da indicatore della salubrità del cervello.

In uno studio pubblicato nelle comunicazioni della natura, i ricercatori dimostrano la capacità di un materiale di quantum di ricevere automaticamente l'idrogeno una volta collocati sotto la fetta del cervello di un modello animale. Quantum significa che il materiale ha beni elettronici che entrambi non possono essere spiegati da fisica classica e che elasticità una barriera unica sopra altri materiali utilizzati nell'elettronica, quale silicio.

La barriera, in questo caso, è forte, elettroni “correlati„ che fanno il musicale extra-sensibile e extra materiale.

“Lo scopo è di colmare la lacuna fra come l'elettronica pensano, che è via gli elettroni e come il cervello pensa, che è via gli ioni. Questo materiale ci ha aiutati a trovare un ponte potenziale,„ ha detto Zhang haitiano, un collega postdottorale di Gilbreth nella facoltà di ingegneria e nel primo autore di Purdue sul documento.

A lungo termine, questo materiale potrebbe anche portare la capacità “di scaricare„ il vostro cervello, i ricercatori dicono.

“Imagine che mette un apparecchio elettronico nel cervello, di modo che quando le funzioni naturali del cervello cominciano deteriorarsi, una persona ha potuto ancora recuperare le memorie da quell'unità,„ ha detto Shriram Ramanathan, un professore di Purdue di organizzazione dei materiali di cui il laboratorio si specializza nella tecnologia ispirata da cervello di sviluppo.

“Possiamo dire con confidenza che questo materiale è una via potenziale a sviluppare un'unità di calcolo che memorizzerebbe e trasferirebbe le memorie,„ lui ha detto.

I ricercatori hanno verificato questo materiale su due molecole: Glucosio, uno zucchero essenziale per produzione di energia e dopamina, un messaggero chimico che regolamenta il movimento, le risposte emozionali e la memoria.

Poiché gli importi della dopamina sono in genere bassi nel cervello e perfino si abbassano per la gente con la malattia del Parkinson, individuare questo prodotto chimico è stata notoriamente difficile. Ma individuare i livelli della dopamina presto significherebbe più presto il trattamento della malattia.

“Questo materiale di quantum è circa nove volte più sensibile a dopamina che metodi che utilizziamo corrente nei modelli animali,„ ha detto Alexander Chubykin, un assistente universitario delle scienze biologiche nell'istituto di Purdue per la neuroscienza integrante, basato sulla sosta di scoperta.

Il materiale di quantum deve la sua sensibilità alle forti interazioni fra i cosiddetti “elettroni correlati.„ I ricercatori in primo luogo hanno trovato che quando hanno collocato il materiale in contatto con le molecole del glucosio, gli ossidi avrebbero afferrato spontaneamente l'idrogeno dal glucosio via un enzima. Lo stessi sono accaduto con dopamina rilasciata da una fetta del cervello del mouse.

La forte affinità ad idrogeno, come indicato quando i ricercatori al laboratorio nazionale di Argonne hanno creato le simulazioni degli esperimenti, permesso il materiale per estrarre gli atomi da sè - senza un'alimentazione.

“Il fatto che non abbiamo fornito la potenza al materiale affinchè conteniamo l'idrogeno significa che potrebbe portare l'elettronica molto a bassa potenza con l'alta sensibilità,„ Ramanathan ha detto. “Questo ha potuto essere utile per il sondaggio degli ambienti inesplorati, pure.„

I ricercatori egualmente dicono che questo materiale potrebbe percepire gli atomi di un intervallo delle molecole, oltre appena glucosio e dopamina. Il punto seguente sta creando un modo affinchè il materiale “parli indietro„ con cervello.

Il lavoro è stato supportato dalle entità multiple, compreso l'amicizia di Gilbreth dalla facoltà di ingegneria alla Purdue University, al National Science Foundation, all'ufficio dell'aeronautica per ricerca scientifica, all'istituto della salute mentale nazionale, all'ufficio della ricerca navale ed al Dipartimento per l'energia di Stati Uniti l'ufficio di scienza.

Questa ricerca egualmente allinea con la celebrazione dei salti giganti di Purdue, riconoscente gli avanzamenti globali dell'università fatti nel AI e nella salubrità come componente anniversario di Purdue del 150th. Ciò è uno dei quattro temi del festival di un anno delle idee della celebrazione, destinati per montrare Purdue come centro intellettuale che risolve le emissioni nell'ambiente.

Sorgente: https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2019/Q2/new-quantum-material-could-warn-of-neurological-disease.html