Jan. 13th, 2009

Knocking at the life's door


Neapšaubāmi, viena no lielākajām mistērijām dzīvības sakarā ir tās aizsākšanās apstākļi. Zinātnē vispārpieņemtā abioģenēzes teorija postulē, ka dzīvība ir radusies no arvien komplicētākām reakcijām organisko vielu molekulu starpā, līdz kādā brīdī šādi bija attīstījušās abas dzīvības informācijas nesējmehānisma pamatsastāvdaļas - RNS un DNS, kā arī vairāki vienkāršāki palīgenzīmi. Kaut arī šai teorijai būtisku trūkumu nav, tās pretinieki kā kontrargumentu mēdz izmantot salīdzinoši mazo varbūtību, ka "vienā peļķē" vienlaikus attīstījās visas iepriekšminētās sastāvdaļas. Šo kontrargumentu ir iespējams viegli apgāzt ar norādi uz apstākli, ka neizdevušos "mēģinājumu" uz protodzīvības skatuves varēja būt tūkstošiem, līdz vienā no tiem aizsākās turpināties spējīgas formas, taču kopš vakardienas zinātnei ir pieejams praktisks, atkārtojams un daudz spēcīgāks arguments par šo loģikas izpausmi; cilvēkam ir izdevies radīt visā pilnībā funkcionējošas protodzīvības formas bez DNS palīdzības, izmantojot tikai enzīmiem bagātu vidi un RNS molekulas.

Skripsa Izpētes institūta Kalifornijā zinātniekiem (kuri jau agrāk, 2004. gadā, bija guvuši vērā ņemamus rezultātus autokatalītisku reakciju izpētē un reproducēšanā, kuras, ļoti iespējams, spēlēja fundamentālu lomu protodzīvības veidošanās procesos) ir izdevies panākt, ka t.s. "imortalizētās" jeb tīrās RNS molekulas, ievietotas aminoskābēm un enzīmiem bagātā vidē (kas varētu būt visai tuva "pirmatnējam buljonam", kurā attīstījās protodzīvības molekulas), sāk pašreplicēties (kopēt sevi) un, pēc laika, uzrādīt ķīmiskajai evolūcijai līdzīgus "uzvedības" paternus, pievienojot savai struktūrai komponentus no apkārtējās vides un pat absorbējot citas RNS molekulas, izmantojot tās par sava veida "superkatalizatoru", kas implantē "apēdāju" struktūrā neatkarīgi attīstījušos ķīmisko struktūru, daudzkārt paātrinot evolūcijas procesus.

"What we've found could be stated as relevant to how life begins, at that key moment when Darwinian evolution starts in chemical substance," ("Mēs varam apgalvot, ka esam pietuvojušies apstākļiem, kuros ķīmiskās reakcijas iegūst darviniskās evolūcijas aprises, aizsākot dzīvības veidošanos") savā ziņojumā vēstī Džeralds Džoiss un Treisija Linkolna, pētījumu komandas vadošie zinātniskie līdzstrādnieki.

Saites:
1 - īss raksts par pētījumu
2 - ziņojuma audioieraksta fragments
3 - pilns ziņojums PDF formātā

Jan. 9th, 2009

fora.tv


Fora.tv ir pilna ar H+ prezentācijām, lekcijām un debatēm. Piemēram:
http://fora.tv/2008/12/12/Tan_Le_Brings_the_Force_to_Life_with_Mind_Control_Device
http://fora.tv/2008/11/17/Designing_and_Building_Organisms_Simple_As_Writing_Code
http://fora.tv/2008/11/17/Dangers_of_Closed_Source_Bioengineering

Nov. 4th, 2008

The ultimate map


Nozīmīgs šķērslis dažāda līmeņa panākumiem gan neiroloģijā un neiropatoloģijā, gan transhumānisma un ekstropisma centienos ir nespēja precīzi orientēties smadzeņu šķietami bezgalīgi sarežģītajā (smadzeņu sastāvā ietilpst aptuveni 1011 neironu, kurus savā starpā saista aptuveni 1014 aksonu un sinapšu) labirintā, kurā datu plūsmas paralēlisma un sarežģītības līmenis ir tik augsts, ka daudzas no "domāšanas mehānisma" interpretācijām atsakās turpināt analītisku skatījumu un pievēršas dažāda veida "paranormālajiem" modeļiem, kuri smadzeņu bioķīmisko, elektromagnētisko un, iespējams, kvantu procesu vietā nostāda tādas nepārbaudītas un nepārbaudāmas struktūras, kā "energoinformatīvo lauku", "dvēseli" utt. Pretlīdzeklis šiem ideoloģiskajiem un tehnoloģiskajiem traucēkļiem ir dažādās smadzeņu kartēšanas metodes, kuru uzdevums ir izveidot pēc iespējas precīzāku sinaptiskās telpas plānu, ļaujot pētīt smadzeņu "drukātajā platē" notiekošos procesus in vitro, atdalot pašus pētījumus no ķirurga naža.

Vienas no līdz šim precīzākajām metodēm kartēšanas (brain mapping) jomā līdz šim ir bijušas neinvazīvas, kā tas ir fMRI (functional magnetic-resonance imaging, funkcionālā magnētrezonanses izmeklēšana), pozitronu emisijas tomogrāfijas utt. gadījumā. Šādu metožu šķietamā priekšrocība ir spēja veikt attēla veidošanu, nebojājot pētāmo paraugu, taču daudz būtiskāki ir to trūkumi, proti, attēla asuma zudumi, starojuma kūli raidot caur galvaskausa virsmu, kā arī izšķirtspējas ierobežojumi, kuru kārta šobrīd ir aptuveni 0.1 cm - daudz par maz mēģinājumiem izveidot pilnu neironu izvietojuma un savienojumu karti.

Radikāli jaunu gaismu šajos pētījumos vieš Harvardas zinātnieki ar mēģinājumiem izveidot galēji detalizētu smadzeņu karti, kurā tiktu atspoguļota katra atsevišķā neirona sinaptiskās saites un to savstarpējais izvietojums, tādējādi aizsākot jaunu bioloģijas un medicīnas "krustojumu" - konektomiku, kuras uzdevums ir smadzeņu fiziskās struktūras datu iegūšana un interpretācija.

Jaunās pētījumu tehnoloģijas pamatā ir t.s. ATLUM (automatic tape-collecting lathe ultramicrotome, automātiskais nepārtrauktas darbības slāņu apkopošanas ultramikrotomijas instruments), ar kura palīdzību paraugsmadzenes tiek sadalītas aptuveni 1 µm plānās "šķēlītēs", kuras tiek fotografētas ar skenējošā elektronu mikroskopa palīdzību. No iegūtajiem datiem (pašreizējais standarts paredz 5000 × 4000 pikseļu izšķirtspējas attēlu sēriju; kopējais datu apjoms peles smadzeņu pilnai konektogrammai varētu sasniegt vairākus simtus petabaitu) tiks izveidota augstas izšķirtspējas (ar kārtu aptuveni 50 nm) smadzeņu trīsdimensiju karte - topošo pētījumu pamatmateriāls.

Smadzeņu darbības vispārējais elektroķīmisms šobrīd ir izpētīts pietiekami labi, un to "elektriskās shēmas" iegūšana varētu izrādīties ārkārtīgi nozīmīgs solis smadzeņu darbības izpratnes ainas veidošanā, īpaši tādu procesu izpratnē, kā neironu datu izvades skaitliskā korekcija (ja neirona ķermenim ir aptuveni 50 aksonu, taču vienā laika vienībā signāls tiek nodots tikai piecās vai sešās sinapsēs, rodas jautājums - kā tiek noteikts tas, tieši kuras piecas no tām piedalīsies šajā datu nodošanas aktā), instinkta strukturālā "uzglabāšana" (ļoti iespējams, ka instinkti smadzenēs glabājas savdabīgas read-only memory veidolā, kuru definē noteiktu smadzeņu apgabalu pastāvīgi konfigurēta starpneironu struktūra) utt.

P.S. Šis raksts attiecas uz aptuveni piecus mēnešus senu pagātni. Šobrīd atbilde uz jautājumu par skaitlisko korekciju ir jau zināma - sk. iepriekšējo rakstu.

De operis humanem memoriæ*


Pirms dažām dienām, 2008. gada 27. oktobrī, grupai zinātnieku no Djūka universitātes medicīnas institūta izdevies veikt atklājumu, kas var tikt novērtēts kā smadzeņu atmiņas pamatfunkciju darbības skaidrojums. Līdz šim lielākā no mīklām neironu darbībā bija tā dēvētais ārējais plastiskais selektīvisms, kas izpaužas kā neirona spēja koordinēt izvadsignālu uz noteiktām tā sinapsēm, tajā pašā laikā atstājot atlikušās sinapses neierosinātā stāvoklī.

Kā izrādās, šī koordinācija tiek īstenota kā miozīna 5b molekulu reaģētspēja uz kalcija jonu plūsmu smadzeņu hipokampiskajos kodolos. Šī proteīna molekulas ar vienu galu ir dinamiski piestiprinātas pie aktīna mikrošķiedru tīkla, līdz ar to tās var pārvietoties no viena sinaptiskā kanāla uz citu, savukārt otrā to galā atrodas noteikti enzīmi, kas saista neirotransmiteru molekulu paketes (endosomas) un gluži burtiski "ievieto" tās attiecīgajā kanālā. "Šīs endosomas var tikt uzskatītas par mūsu atmiņu dinamisko pamatvienību," apgalvo M. Ēlers, izpētes grupas vadītājs.

Miozīns 5b zinātniekiem ir pazīstams jau sen, un tas veic ķīmisko vielu mikrotransporta funkcijas arī citās ķermeņa šūnās (pārveidota augstāk aplūkotā shēma ir, piemēram, muskuļu darbības pamatā), taču būtisks jaunatklājums ir tā fundamentālā nozīme smadzeņu darbībā.


1 Par cilvēka atmiņas darbībām (lat.)

July 2013

Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   

Syndicate

RSS Atom

tag list