혁신적인 지진 이미징 기술을 사용한 인간 두뇌의 매우 상세한 이미지
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.재료의 거동을 조사하기 위해 원자를 '간지럽 히기'
로 리즈 대학 애니메이션은 그래 핀 결정에서 실리콘 원자의 진동 에너지를 보여줍니다. 크레딧 : D. Kepaptsoglou, SuperSTEM, 2020 년 3 월 6 일
나노 기술의 최첨단에서 일하는 과학자와 엔지니어는 큰 도전에 직면 해 있습니다. 재료에서 단일 원자의 위치가 해당 재료의 기본 특성을 변경할 수있는 경우 과학자는 도구 상자에 원자가 어떻게 작동하는지 측정 할 무언가가 필요합니다. 프랑스 파리의 소르본느 (Sorbonne) 대학 동료들과 공동으로 리즈 대학 (Leeds of University)이 이끄는 연구팀이 처음으로 튜닝 포크 (Tunk fork) 아이디어와 관련이없는 진단 기술을 개발할 수 있음을 보여 주었다. 튜닝 포크는 에너지 가 공급 될 때 고정 톤을 생성합니다 . 그러나 포크가 어떻게 든 변경되면 소리가 나지 않습니다. 톤이 바뀝니다. 연구팀이 사용하는 기술은 고체의 단일 원자에서 전자 빔을 발사하는 것과 관련이 있습니다. 그 에너지 흐름은 그것과 그것을 둘러싸고 있는 원자 들이 진동하게합니다. 이는 전자 포크로 기록 할 수있는 튜닝 포크의 고정 톤과 유사한 고유 한 진동 에너지 지문을 생성합니다. 그러나 단일 원자 불순물이 존재하는 경우, 다른 화학 원소, 예를 들어 그 불순물의 진동 에너지 지문이 변할 것입니다. 재료는이 정확한 위치에서 '소리가 날 것'입니다. 이 연구는 과학자들이 원자 불순물에 대한 물질을 모니터링 할 수있는 가능성을 열어줍니다. 이번 연구 결과는 주사 전자 현미경의 단일 원자 진동 분광법으로, Science 지에 발표되었다 . 이 프로젝트를 이끌었던 리즈의 전자 현미경 교수 인 쿠엔틴 람세 (Quentin Ramasse)는 다음과 같이 말했다.
그래 핀 결정에서 실리콘의 단일 원자를 보여주는 전자 현미경에서 촬영 한 이미지. 밝은 색상으로 이미지의 왼쪽에 있습니다. 크레딧 : Q. Ramasse, SuperSTEM
"이것은 수십 년 동안 예측되었지만 이러한 진동 변화를 직접 관찰 할 수있는 실험적인 기술은 없었습니다. 우리는 처음으로 결함 서명을 원자 정밀도로 기록 할 수 있음을 보여줄 수있었습니다." 연구진은 EPSSRC (Engineering and Physical Research Council)의 지원을받는 영국 고급 전자 현미경 검사 시설 인 SuperSTEM Laboratory를 사용했습니다. 이 시설은 물질의 원자 구조를 조사하기 위해 세계에서 가장 앞선 시설을 보유하고 있으며, University of Leeds (이에 관여 한 York 대학, 옥스포드 대학 등)가 이끄는 학술 컨소시엄 후원으로 운영되고 있습니다. 맨체스터, 글래스고 및 리버풀뿐만 아니라 프로젝트). 과학자들은 큰 그래 핀 결정 (단 하나의 원자 두께의 탄소 형태)에 실리콘의 단일 불순물 원자를 위치시킨 다음 전자 현미경 의 빔 을 그 원자에 직접 집중시켰다 . Ramasse 교수는“우리는 전자빔으로 충돌하여 실리콘 원자가 움직이거나 진동하게함으로써 공정에서 들어오는 전자빔의 에너지 일부를 흡수하게되고 현재 에너지의 양을 측정하고있다 흡수되었습니다. " 이 애니메이션은 실리콘이 진동하는 방식과 진동이 주변 원자에 영향을 미치는 방식을 개략적으로 설명하며 소르본 대학 (Sorbonne University)의 Guillaume Radtke 박사 팀이이 프로젝트를 공동으로 수행 한 이론적 계산에서 영감을 얻었습니다. Radtke 박사는“우리가 관찰 한 진동 반응은이 특정 규소 원자가 그래 핀 격자 내에 어떻게 위치하는지에 유일하다”고 덧붙였다. "우리는 그것의 존재가 어떻게 주변의 탄소 원자 네트워크를 교란 시킬지 예측할 수 있지만, 이러한 실험은 이제 우리가 미묘한 변화와 같은 원자 정밀도로 측정 할 수 있기 때문에 진정한 기술적 성과를 나타냅니다."
더 탐색 전자 빔으로 단일 원자 조작 추가 정보 : FS Hage et al. 주사 투과 전자 현미경, Science (2020) 에서의 단일 원자 진동 분광법 . DOI : 10.1126 / science.aba1136 저널 정보 : 과학 리즈 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-atom-behavior-materials.html
.우주 상추 : 영양이 풍부하고 안전한 작물은 장거리 우주 임무를 지원하는식이 보충제입니다
에 의해 프론티어 우주 비행사 Steve Swanson은 2014 년 6 월에 일부 작물을 수확합니다. 크레딧 : NASA, 2020 년 3 월 6 일
우주 비행사들은 과일, 견과류, 초콜릿, 새우 칵테일, 땅콩 버터, 닭고기, 쇠고기 등 가공되고 사전 포장 된 공간 배급량에 살고 있습니다. 이들은 종종 가열, 동결 건조 또는 조사에 의해 살균되어 마지막으로 만들어졌으며 미국 우주국 NASA의 주요 과제는 안전하고 신선한 음식을 기내에서 재배하는 방법을 알아내는 것이 었습니다. 식물 과학의 프론티어에 대한 새로운 연구에서 케네디 우주 센터의 연구원 인 크리스티나 코다다드 박사와 공동 저자들은 국제적으로 탑승 한 'Outredgeous'품종의 로메인 상추 샐러드 작물의 성공적인 재배를보고했습니다. 우주 정거장 (ISS). 그들은 우주에서 자란 상추에는 질병을 유발하는 미생물이없고 먹는 것이 안전하며 적어도 지구에서 자란 식물만큼 영양가가 높은 것으로 나타났습니다. 이것은 지구보다 낮은 중력과 더 강한 복사 하에서 자라는 데에도 불구하고 있습니다. 식이 요법의 환영하는 변화와는 별도로, 신선한 농산물은 우주 비행사에게 비타민 K, B1 및 C (포장 된 배급이 덜 풍부하고 장기 보관 중에 분해되는 영양소)뿐만 아니라 추가 칼륨을 추가로 제공합니다. 또한 작물 재배는 다가오는 Artemis-III 임무 (2024 년까지 남극에 인간을 착륙시킬 예정), 현재 SpaceX 프로그램 및 화성에 대한 NASA의 첫 번째 승무원 임무와 같은 장거리 우주 임무에 특히 유용 할 것입니다. 2020 년대 후반 Khodadad는“ NASA가 더 긴 임무를 수행함에 따라 승무원에게 안전한 지속 가능한 시스템에서 식품을 재배하는 능력이 중요해질 것입니다. 샐러드 유형의 잎이 많은 녹색 채소 는 적은 자원으로도 재배하고 신선하게 소비 할 수 있습니다.
우주 비행사 인 Scott Kelly와 Kjell Lindgren은 2014 년 8 월 ISS에서 자란 상추를 맛 봅니다. 크레딧 : NASA
2014-2016 년 사이에 상추는 채소 생산 시스템 ( "Veggie"라고하는 별명)의 표면 멸균 종자, LED 조명이 장착 된 성장 챔버 및 물 시스템으로 특별히 우주에서 작물을 재배하도록 설계된 ISS 기내에서 재배되었습니다. 작물은 선원들이 성숙한 잎의 일부를 먹었을 때까지 (심지어 악영향을 끼치 지 않을 때까지) 33 ~ 56 일 동안 채소 유닛 내부에서 방해받지 않고 자랐습니다. 나머지는 화학적 및 생물학적 분석을 위해 지구로 다시 수송 될 때까지 빙빙되었다. 컨트롤로서 과학자들은 동일한 조건에서 지구의 컨트롤 플랜트를 성장 시켰습니다. 온도, 이산화탄소 및 습도 데이터가 ISS에 기록되어 케네디 우주 센터의 실험실에서 24-48 시간 지연되어 복제 되었기 때문에 가능했습니다 . 우주에서 자란 양상추는 일부 (전부는 아님) 실험에서 우주에서 자란 식물 조직이 칼륨, 나트륨, 인, 황 및 아연과 같은 원소가 더 풍부 해졌지만, 페놀 계뿐만 아니라 항 바이러스, 항암 및 항 염증 활성이 입증 된 분자. 우주 및 지구에서 자란 상추에는 유사한 수준의 안토시아닌 및 기타 항산화 제가 포함되어있어 자유 반응성 산소 라디칼에 의한 세포 손상을 방지 할 수 있습니다. 또한 식물에서 자라는 미생물 군집도 조사했습니다. 전형적인 지구에서 자란 식물들은 다양한 미생물을 가지고 있습니다. 여기에는 공무원 (호스트에게 해를 끼치거나 혜택을주지 않는)이라고 불리는 전문적이고 유익한 손님 또는 우연한 동료가 포함될 수 있습니다. 이것들은 식물의 건강과 식품으로서의 적합성에 영향을 줄 수 있기 때문에 연구진은 차세대 DNA 시퀀싱 기술을 사용하여 상추에서 자라는 곰팡이와 박테리아의 군집을 특성화했습니다.
우주 비행사 셰인 킴 브러 (Shane Kimbrough)는 2016 년 11 월 ISS의 'Veggie'실 앞.
그들은 잎에서 15 개의 가장 풍부한 미생물 속과 뿌리에서 20 개의 가장 풍부한 미생물 속을 확인했으며,이 미생물의 다양성과 정체성은 우주에서 자란 상추와 비슷하다는 것을 발견했습니다. ISS의 고유 한 조건을 감안할 때 이러한 유사성은 놀랍습니다. 과학자들은 이것이 별개의 미생물 군집의 발전을 선호 할 것이라고 기대했습니다. 중요하게도, 검출 된 박테리아 속은 인간에게 질병을 일으키는 것으로 알려져 있지 않습니다. 추가 시험에서 잎은 대장균, 대장균, 살모넬라 균 및 S. 아우 레 우스와 같은 농작물을 가끔 오염시키는 것으로 알려진 위험한 박테리아를 가지지 않았으며, 곰팡이 및 곰팡이 포자의 수는 생산량에 대한 정상적인 범위에 있음을 확인했습니다. 인간 소비를 위해. 저자들은 우주에서 채소를 재배 한 양상추를 먹는 것이 안전하다고 결론 지었다. 이러한 고무적인 결과 추가로 도움이 추진 우주 비행사로, 우주 정거장 온보드 다른 영양과 맛이 작물 실험에 대한 문을 열 공간 . "국제 우주 정거장은 미래의 장기 임무를위한 테스트 베드 역할을하고 있으며 이러한 유형의 작물 성장 테스트는 미세 중력에서 효과적으로 성장할 수있는 후보군을 확장하는 데 도움이됩니다. 미래의 테스트는 다른 유형의 잎이 많은 작물을 연구 할 것입니다. 물론 고추와 토마토 같은 작은 과일 등의 도움을 보충 제공으로 신선한 농산물을 우주 비행사 다이어트에 대해 "공동 저자 박사 지오이 마사, 케네디 우주 센터에서 프로젝트 과학자는 결론. 더 탐색 공간에 샐러드? 우주 비행사는 자신의 채소를 재배하려고합니다.
추가 정보 : Christina LM Khodadad et al., 식물 우주의 국경 , 국제 우주 정거장에서 자란 상추 작물의 미생물 및 영양 분석 (2020). DOI : 10.3389 / fpls.2020.00199 프론티어 제공
https://phys.org/news/2020-03-space-lettuce-nutritious-safe-crops.html
.슈퍼 컴퓨팅을 통한 기존 약물 화합물에 대한 초기 연구로 코로나 바이러스에 대항 할 수 있음
레이첼 하켄 회색으로 표시된 화합물은 시안 색으로 표시된 SARS-CoV-2 스파이크 단백질에 결합하여 자주색으로 표시된 인간 안지오텐신-전환 효소 2 또는 ACE2 수용체에 도킹되지 않도록 계산되었습니다. 출처 : 미국 에너지 부 Micholas Smith / Oak Ridge National Laboratory 2020 년 3 월 6 일
에너지 부의 오크 리지 국립 연구소 (Oak Ridge National Laboratory)의 연구원들은 세계에서 가장 강력하고 똑똑한 수퍼 컴퓨터 인 서밋 (Summit)을 사용하여 SARS-CoV-2 코로나 바이러스와의 싸움에 대한 추가 연구가 필요한 77 개의 소분자 약물 화합물을 확인했습니다. COVID-19 질병 발병. 두 연구원 은 코로나 바이러스의 주요 "스파이크 (spike)"단백질에 결합 할 가능성이 가장 높은 화합물 을 선별하기 위해 8,000 개가 넘는 화합물의 정상에서 시뮬레이션을 수행 하여 숙주 세포를 감염시킬 수 없게 만들었습니다. 그들은 바이러스 실험 실험에서 가치가있는 관심있는 화합물을 평가했다 . 그들은 ChemRxiv에 결과를 발표했습니다. 이 아이디어는 코로나 바이러스의 숙주 세포 로의 진입 점에 대한 관심에서 비롯된 것 입니다. 중국 연구자들이 바이러스를 시퀀싱 할 때, 2003 년 SARS 전염병 동안 26 개국으로 퍼진 중증 급성 호흡기 증후군 (SAS)과 같은 메커니즘 중 하나에 의해 신체가 감염된다는 사실을 발견했습니다. 두 바이러스 구조의 유사성 새로운 바이러스에 대한 연구를 촉진했습니다. 테네시 대학 총재이자 UT / ORNL 분자 생물 물리 센터 소장 인 Jeremy C. Smith는 두 바이러스가 같은 방식으로 세포에 "도킹"될 수 있다는 가정에서 일했습니다. 팀원과 UT / ORNL CMB 박사 후 연구원 인 Micholas Smith는 구조의 초기 연구를 기반으로 코로나 바이러스 스파이크 단백질 (S- 단백질이라고도 함)의 모델을 구축했습니다. "우리는 최근에이 바이러스에 문헌에 게시 된 정보를 바탕으로 철저한 계산 모델을 설계 할 수 있었다"Micholas 스미스는 언급했다 출판 연구 에 과학 중국 생명 과학 . 감독관의 임의 할당을 통해 Summit에서 계산 시간 을 얻은 후 Micholas Smith는 화학 시뮬레이션 코드를 사용하여 분자 역학 시뮬레이션을 수행하여 단백질에서 원자와 입자의 움직임을 분석했습니다. 그는 코로나 바이러스의 S- 단백질 스파이크에 도킹하는 다른 화합물을 시뮬레이션하여 스파이크가 사람 세포에 달라 붙는 것을 막을 수 있는지 확인했습니다.
https://youtu.be/IRtBKUeAly4
Micholas Smith는“Summit을 사용하여 S- 단백질 스파이크에 결합 할 가능성과 관련된 일련의 기준에 따라 이들 화합물의 순위를 매겼습니다. 연구팀은 약물 및 천연 화합물과 같은 77 개의 소분자 화합물이 실험 실험에 가치가있을 것으로 생각되는 것을 발견했다. 시뮬레이션에서, 화합물은 인간 세포로의 진입에 중요한 스파이크 영역에 결합하여 감염 과정을 방해 할 수있다. Science 에서 매우 정확한 S- 단백질 모델 이 출시 된 후, 팀은 새로운 버전의 S- 단백질로 계산 연구를 빠르게 다시 실행할 계획입니다. 이로 인해 가장 많이 사용되는 화학 물질의 순위가 변경 될 수 있습니다. 연구자들은 유용성에 대한 결정을 내리기 전에 실험적으로 77 개의 화합물을 테스트 할 필요성을 강조했다. "Summit은 우리가 필요로하는 시뮬레이션 결과를 신속하게 얻기 위해 필요했습니다. 일반 컴퓨터에서 몇 달이 걸리는 데 하루나 이틀이 걸렸습니다."라고 Jeremy Smith는 말했습니다. "우리의 결과는 우리가 무한 코로나 바이러스에 대한 치료 또는 치료를 찾았다는 것을 의미하지는 않습니다. 그러나 우리의 계산 결과가 미래의 연구에 정보를 제공하고 실험자들이 이러한 화합물을 추가로 조사하는 데 사용할 프레임 워크를 제공 할 수 있기를 바랍니다." 그래야이 바이러스를 완화하는 데 필요한 특성을 보이는지 알 수있을 것입니다. " 계산 후에는 실험이 이루어져야합니다. 제레미 스미스에 따르면, 전산 스크리닝은 유망한 실험 연구 후보자들에게 본질적으로 "빛을 비춘다"고 제레미 스미스 (Jeremy Smith)에 따르면 특정 화학 물질이 바이러스와 싸울 것임을 확인하는 데 필수적이다. 결과를 빨리 얻으려면 Summit과 같은 슈퍼 컴퓨터를 사용하는 것이 중요했습니다.
더 탐색 인간의 SARS 코로나 바이러스 -2 확산 방지 추가 정보 : Smith, Micholas; Smith, Jeremy C. (2020) : COVID-19에 대한 용도 변경 치료법 : SARS-CoV-2 바이러스 스파이크 단백질 및 바이러스 스파이크 단백질-인간 ACE2 인터페이스에 대한 수퍼 컴퓨터 기반 도킹. ChemRxiv. 사전 인쇄. doi.org/10.26434/chemrxiv.11871402.v3 저널 정보 : 과학 중국 생명 과학 , 과학
https://phys.org/news/2020-03-early-drug-compounds-supercomputing-combat.html
.혁신적인 지진 이미징 기술을 사용한 인간 두뇌의 매우 상세한 이미지
주제 : BrainImperial College 런던의료 영상 에 의해 임페리얼 칼리지 런던 (IMPERIAL COLLEGE LONDON) , 2020 3월 6일 파형 뇌 영상 크레딧 : Imperial College London
런던 임페리얼 칼리지 (Imperial College London)와 UCL 연구원들은 npj Digital Medicine 에 오늘 (2020 년 3 월 6 일) 출판 된 그들의 개념 증명 연구가 보다 우수 할 수있는 인간 두뇌의 고 충실도 임상 영상의 개발을위한 길을 열었다 고 말합니다. 기존 기술. MRI, CT 및 PET 스캐닝과 같은 기존의 뇌 이미징 방법과 달리,이 기술은 모든 환자의 이미징에 적용 할 수 있으며, 의존도가 높은 환자의 지속적인 모니터링에 적합 할 수 있습니다. 구급차를 통해 휴대용으로 만들 수 있고 병원에 도착하기 전에 빠른 조사를 가능하게하는 비교적 작은 장치로 제공 될 수 있습니다. 연구진은 음파가 이미 초음파 스캐닝에 사용되므로이 기술은 안전 할 것이라고 확신하고 있으며이 기술은 유사한 음향 강도를 사용합니다. 헬멧처럼 착용하도록 설계된 새로운 장치는이 장벽을 극복 할 수있는 반면 초음파는 뼈를 쉽게 통과 할 수 없습니다.
팬텀 설정 회로도 (a) 인간 뇌에서 주요 조직 유형의 음향 특성을 모방 한 팬텀 구성 요소의 도식적 표현. (b) 결과의 재구성 된 지오메트리에 대한 참조로 사용되는 회백질 모방의 구성 프로세스의 세부 사항. 크레딧 : Guasch et al. / 임페리얼 칼리지 런던
새로운 접근법은 빠르고 보편적으로 적용 가능한 고화질 영상이 필수적인 뇌졸중 (사망의 두 번째 가장 흔한 원인이자 성인 신경 장애의 가장 흔한 원인)에 대해 조사 된 환자에게 특별한 가치가 있습니다. 임페리얼의 지구 과학 및 공학부 책임자 인 Lluís Guasch 박사는 다음과 같이 말했습니다. 브라이언 윌리엄스 (Bryan Williams) 교수 NIHR UCL 병원 생명 의학 연구 센터는 부분적으로 연구에 자금을 지원했으며 다음과 같이 말했다. 뇌졸중 및 다양한 뇌 질환. “이 약속에 부응하면 큰 발전이 될 것입니다. 또한 다른 과학 분야의 방법을 사용하여 엔지니어와 임상의 사이의 협력이 어떻게 혁신적인 혁신을 의료 서비스에 도입 할 수 있는지에 대한 멋진 그림입니다.” 초월 분야 지구 과학자들은 지진 데이터와 FWI (Full Waveform Inversion)라는 계산 기술을 사용하여 지구 내부를 매핑합니다. 지진 감지기 (지진계)의 지진 데이터는 지진을 예측하고 석유 및 가스 저수지를 검색하는 데 사용할 수있는 지각의 3D 이미지를 추출하는 FWI 알고리즘에 연결됩니다. 이제 임페리얼 연구원들은 의료 영상에 이러한 접근 방식을 적용하여 뇌의 고해상도 이미지를 생성하는 궁극적 인 목표로 음파를 사용하는 방법을 개발했습니다.
어쿠스틱 트랜스 듀서 배열이있는 헬멧 어쿠스틱 트랜스 듀서 배열이 늘어선 헬멧. 크레딧 : Imperial College London
그들은 두개골을 통해 음파를 보내는 어쿠스틱 트랜스 듀서 배열이 줄 지어 헬멧을 만들었습니다. 머리를 통해 전파되는 초음파 에너지는 헬멧을 통해 컴퓨터로 기록되고 공급됩니다. 그런 다음 FWI를 사용하여 두개골 전체의 사운드 잔향을 분석하여 내부의 3D 이미지를 구성합니다. 연구원들은 건강한 자원 봉사자에 대한 헬멧을 테스트 한 결과, 기록 된 신호의 품질이 알고리즘이 상세 이미지를 생성하기에 충분하다는 사실을 발견했으며 뇌에서 산란 된 에너지가 해석 될 수 있다고 확신했습니다. 또한 컴퓨터 모델링을 사용하여 두개골을 안전한 강도로 관통 할 수있을 정도로 낮은 사운드 주파수를 가진 고해상도 이미지를 얻을 수 있음을 발견했습니다.
팬텀 결과 비교 두개골 모방 (a)이없는 연조직 팬텀 (a)과 두개골 모방 (b)에 대한 제안 된 기법 (전파 형 반전, FWI)과 재구성 결과의 비교. 이미지 사이의 모양 차이는 강성 두개골 슬리브 안에 삽입하는 동안 압축 및 변형 될 때 소프트 팬텀의 변화로 인한 것입니다. 크레딧 : Guasch et al. / 임페리얼 칼리지 런던
그들은 음파가 뇌의 고해상도 이미지를 구성하는 데 효과적이라는 것을 입증하기 위해 다양한 유형의 인간 뇌 조직의 특성을 기반으로 상세한 컴퓨터 시뮬레이션을 만들었습니다. Guasch 박사는“FWI가 인간의 두개골 내부 이미징 작업에 적용된 것은 이번이 처음입니다. FWI는 일반적으로 지구 물리학에서 지구의 구조를 매핑하는 데 사용되지만, 지구 과학자, 생명 공학자 및 신경 학자로 구성된 공동 연구팀은이를 사용하여 인간 두뇌의 3D 초음파 이미지를 생성하는 안전하고 저렴하며 이식 가능한 방법을 개발하고 있습니다.” 잠재적 임상 사용 자기 공명 영상 (MRI)은 일반적으로 뇌의 고해상도 이미지를 얻는 가장 좋은 방법이며, 뇌졸중, 뇌암 및 뇌 손상을 포함한 많은 신경계 장애를 조사하는 데 사용됩니다. 그럼에도 불구하고 MRI는 절대 영도 보다 3도 이상 으로 냉각 된 크고 복잡하며 값 비싸고 휴대가 불가능한 대형 기계가 필요하며, 금속 임플란트 나 이물질의 존재를 철저히 배제 할 수없는 환자에게는 사용할 수 없습니다. 이것은 뇌졸중으로 의심되는 환자와 같이 잠재적으로 변경된 의식을 가진 환자에게 응급 사용을 어렵게하거나 불가능하게 만듭니다. 연구자들은 그것이 인간의 실험에서 성공하면 그들의 장치가 이러한 장애를 극복 할 것이라고 말한다.
생체 외 및 실리콘 내 데이터 머리를 통한 전송 후 생체 외 및 실리코 데이터. a) 생체 외 실험실 실험의 기하학. b) 두개골이없는 중앙 변환기에 의해 실험실에서 기록 된 데이터. c) 두개골로 기록 된 동등한 생체 외 데이터. d) 두개골과 실리코 데이터의 동등 물. e) 두개골과 함께 정밀하게 샘플링 된 선형 배열에 기록 된 실험실 생체 외 데이터. f) 3D로 시뮬레이션 된 동등한 수치 데이터. 물리적 스컬과 수치 모델은 명목상 동일하지만 자세하게 다르며, 수치 모델에는 물리 변환기와 해당 지원 하드웨어에 의한 산란의 영향이 포함되지 않습니다. 그림 b–d는 최대 진폭으로 정규화됩니다. b에서 정규화되지 않은 진폭은 c에서의 진폭보다 약 5 배 더 크다. 크레딧 : Guasch et al.
UCL의 공동 저자 인 Parashkev Nachev 교수는 다음과 같이 말했습니다 :“이것은 의학에서 고급 계산의 놀라운 힘을 생생하게 보여줍니다. 알고리즘 혁신과 수퍼 컴퓨팅을 결합하면 안전하고 비교적 간단하며 확립 된 물리학, 즉 인간 조직을 통한 음파의 전달로부터 뇌의 고해상도 이미지를 검색 할 수 있습니다. “MRI의 실용성은 적시에 개입이 가장 큰 영향을 미치는 급성 환경에서 항상 적용 가능성을 제한합니다. 신경학은 수십 년 동안 보편적으로 적용 할 수있는 새로운 이미징 방식을 기다리고 있습니다. 전체 파형 반전이 그 해답이 될 수 있습니다.” 다음으로, 연구자들은 임상 적 맥락에서 평가 될 수있는 장치의 첫 단계로서 정상적인 인간 두뇌의 실시간 영상을위한 새로운 프로토 타입을 제작할 것입니다.
참고 문헌 : 2020 년 3 월 6 일, npj Digital Medicine , Lluís Guasch, Oscar Calderón Agudo, Meng-Xing Tang, Parashkev Nachev 및 Michael Warner의“인간 뇌의 전체 파형 반전 영상” . 링크 DOI : 10.1038 / s41746-020-0240-8
.음, 꼬리가 보인다
A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)
B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
Park Soo-jin is a meteorologist. She is Lee Hyun Kyu's friend of the same age.
.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정
박수진 1, 제1저자 연구원
박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어
추상
유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
참고.
https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/
https://phys.org/news/2019-09-black-hole-center-galaxy-hungrier.html
https://phys.org/news/2019-09-programmable-swarmbots-flexible-biological-tools.html
https://phys.org/news/2019-10-hard-ceramic-tough-steel-newly.html
http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html
또 다른 모델은 TOI-700d를 구름이없는 전 지구의 현대 지구 버전으로 묘사합니다. 별빛이 행성의 대기를 통과 할 때 이산화탄소와 질소와 같은 분자와 상호 작용하여 스펙트럼 선 (spectral line)이라고하는 독특한 신호를 생성합니다.”또한 과학자들은 TOI-700d의 20 가지 모델 게시되었습니다 .
버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.
.과학자들은 실제로 일부 물방울이 실제로 표면에 닿지 않고 표면에서 튀는 이유를 설명 할 수 있습니다
TOPICS : 지구 물리학나노 기술University Of WarwickWater 으로 워릭 대학 2020년 2월 26일 물방울 바운스 물방울 바운스를 보여주는 이미지. 크레딧 : University of Warwick
물방울이 표면에 떨어지면 물이 튀거나 표면을 깨끗하게 코팅하거나 특별한 조건에서 비치 볼처럼 튀어 오를 수 있습니다
표면과의 충돌 속도가 적당 할 때만 물방울이 튀어 나와서 매우 얇은 나노 스케일 에어 쿠션을 만들어 리바운드
낙하 충돌은 차세대 전자 제품의 3D 프린팅 및 스프레이 냉각과 같은 기술에 없어서는 안되며,이를 이해하면 이러한 분야의 미래 발전에 도움이 될 수 있습니다
워릭 대학교 연구원들은 이제 왜 일부 물방울이 실제로 표면에 닿지 않고 비치 볼처럼 튀는지를 설명 할 수 있습니다. 이제 미래의 물방울 기술의 설계 및 엔지니어링을보다 정확하고 효율적으로 만들 수 있습니다. 액체 방울과 표면 또는 다른 방울 사이의 충돌은 항상 발생합니다. 예를 들어, 구름의 작은 물방울이 서로 충돌하여 더 큰 물방울을 형성하여 결국 자동차 앞 유리와 같은 고체에 떨어지거나 떨어질 수 있습니다. 방울은 충돌 지점 후에 다르게 작동 할 수 있으며, 일부는 스플래시를 만들고, 일부는 표면을 깨끗하게 코팅하고, 일부는 비치 볼처럼 튀어 오르기도합니다. Warwick 대학의 연구원들은 오늘 Physical Review Letters 에 실린 기사 에서 일부 물방울이 튀는 실험적 관찰에 대한 설명을 발견했습니다. 놀랍게도, 낙하의 운명은 높이가 나노 미터의 규모에 도달 할 수있는 작은 공기 쿠션의 거동에 의해 결정됩니다. 규모 감각을 얻으려면 정원 트램폴린에서 튀는 달 크기를 생각해보십시오. 실험실 조건 에서처럼 표면이 완벽하게 매끄 럽더라도 방울 분자와 벽 분자 사이의 친화력 (반 데르 발스 인력으로 알려진)은 대부분의 경우 방울이 표면에 뭉쳐져 표면을 막을 수 있음을 의미합니다. 잘 튀는. 이 연구는 매우 상세한 수치 시뮬레이션을 통해 물방울이 튕겨서 충돌 속도가 옳 아야한다는 것을 밝혀 냈습니다. 낙하 속도가 너무 빠르면 에어 쿠션이 너무 얇아집니다. 너무 느리고, 반 데르 발스의 어트랙션 시간을 갖습니다. 그러나 완벽한 속도에서 드롭은 바를 청소하는 높은 점퍼와 같이 깨끗한 바운스를 수행 할 수 있습니다. 워릭 대학교 공과 대학 던컨 로커 비 교수는 다음과 같이 언급했다. “드롭 충돌은 오늘날 잉크젯 인쇄 및 내연 기관과 같은 오늘날 우리가 사용하는 기술에 없어서는 안될 요소입니다. 액적 충돌에 대해 더 잘 이해하면 금속에서의 3D 프린팅과 같은 새로운 기술의 개발에 도움이 될 수 있습니다. 정확도 와 효율성은 궁극적으로 충돌 후의 낙하에 영향을 미치기 때문입니다.” 워릭 대학교 수학 연구소의 제임스 스프 리틀 즈 박사는 다음과 같이 덧붙입니다. “중요하게, 에어 쿠션은 너무 얇아서 우주 공간의 공허함과 유사하게 분자가 교차 할 때 서로 절대 만나지 않을 수 있으며, 기존 이론은이를 설명하지 못합니다. 우리가 개발 한 새로운 모델링 방식은 기후 과학을위한 클라우드 물리학부터 차세대 전자 기기를위한 스프레이 냉각에 이르기까지 액적 기반 현상에 응용할 수있게되었습니다.”
참조 :“벽을 튀기다 : Mykyta V. Chubynsky, Kirill I. Belousov, Duncan A. Lockerby 및 James E. Sprittles, 2020 년 2 월 26 일, 물리적 검토 편지 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 124.084501
.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포
논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,
June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.
소개
세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf
.과학자들은 또한 붉은 행성(mars)에서 화석화 된 미생물 생명의 징후를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다
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