Scientists Use Physics to Understand the Mystery of Consciousness
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.Hubble Deep Space Quest Makes Surprising Find in the Early Universe
허블 딥 스페이스 퀘스트, 초기 우주에서 놀라운 발견
주제 :천문학천체 물리학유럽 우주국허블 우주 망원경NASA인기 있는 으로 ESA / 허블 2020년 6월 5일 초기 우주 예술가의 삽화 이 작가의 인상은 초기 우주를 보여줍니다. 크레딧 : ESA / Hubble, M. Kornmesser 및 NASA
딥 스페이스 퀘스트는 첫 번째 별을 찾지 못해 우주 진화의 타임 라인을 뒤로 밀고 있습니다. 그리스 신화에서“카오스”의 우주 기원에서 태어난 첫 번째 신들은 타이탄의 종족을 만들었습니다. 강력한 타이탄은 결국 올림푸스의 신들에 의해 대체되었습니다. 현대 우주론에서, 전설적인 타이탄의 별과 동등한 별은 소위 인구 III 별이며, 빅뱅 이후 태어난 최초의 별이었습니다. 이 가상의 별들은 타이탄만큼 애매합니다. 산소 (질소, 질소, 탄소 및 철과 같은 더 무거운 원소를 포함하는 태양)와 같은 오늘날의 별과는 달리, 인구 III 별은 가장 큰 도가니의 도가니에서 처음으로 만들어진 소수의 원시 원소로만 만들어 졌을 것입니다 쾅. 우리 태양보다 훨씬 더 크고 밝으며, 그들은 신생 우주의 더러워진 공허에 대한 군주로서 도전적으로 불타 올랐을 것입니다. 유럽 우주국의 Rachana Bhatawdekar가 이끄는 유럽 연구팀은 빅뱅 후 약 5 억에서 10 억년을 조사함으로써 애매한 1 세대 별을 찾기 시작했다. 그들은 퀘스트에서 허블, NASA 의 스피처 우주 망원경 및 지상 기반의 초대형 망원경의 관측을 사용했습니다.유럽 남부 천문대의. 그들은 우주에서 거대한 확대 렌즈 역할을하는 거대한 전경 은하단의 중력 렌즈 성능을 사용하여 이전에 관찰 된 것보다 10 ~ 100 배 더 희미한 배경 은하의 밝은 이미지를 발견했습니다. 불행하게도,이 우주 시간 간격에서이 1 세대 인구 III 별에 대한 증거는 발견되지 않았다. 그럼에도 불구하고이 결과는 은하계가 이전에 생각했던 것보다 빅뱅 이후에도 형성되어 왔음을 보여주기 때문에 중요하다. NASA / ESA 허블 우주 망원경 의 새로운 결과 는 초기 우주에서 최초의 별과 은하의 형성이 이전에 생각했던 것보다 빨리 일어난다는 것을 암시합니다. 유럽의 천문학 자 팀은 우주가 단지 5 억년 전으로 거슬러 올라가는 한, 인구 III 별이라고 알려진 1 세대 별에 대한 증거를 발견하지 못했습니다. 최초의 은하의 탐사는 현대 천문학에서 여전히 중요한 도전으로 남아 있습니다. 우리는 우주에서 첫 번째 별과 은하가 언제 어떻게 형성되는지 모릅니다. 이러한 질문은 허블 우주 망원경으로 심층 영상 관찰을 통해 해결할 수 있습니다. 허블은 천문학 자들이 빅뱅 후 5 억년 이내에 우주를 다시 볼 수있게 해줍니다.
갤럭시 클러스터 MACS J0416 NASA / ESA 허블 우주 망원경의이 이미지는 은하 클러스터 MACS J0416을 보여줍니다. 허블 프론티어 필드 프로그램 (Hubble Frontier Fields) 프로그램에 의해 연구되고있는 6 개의 은하 클러스터 중 하나입니다. 과학자들은 클러스터 내부의 암흑 물질의 분포를 연구하기 위해 클러스터 내부 조명 (파란색으로 표시)을 사용했습니다. 학점 : NASA, ESA 및 M. Montes (뉴 사우스 웨일즈 대학교)
유럽 우주국의 Rachana Bhatawdekar가 이끄는 유럽 연구팀은 초기 우주에서 1 세대 별을 연구하기 시작했다. 인구 III 별으로 알려진이 별들은 빅뱅에서 나온 원시 재료로 만들어졌습니다. 인구 III 별은 수소, 헬륨 및 리튬으로 만 이루어져야하며, 이러한 별의 핵심에서 프로세스 이전에 존재했던 유일한 원소는 산소, 질소, 탄소 및 철과 같은 더 무거운 원소를 생성 할 수 있습니다. Bhatawdekar와 그녀의 팀은 클러스터 MACS J0416과 Hubble Space Telescope와의 평행 필드 (NASA의 Spitzer Space Telescope 및 지상 기반 Very 유럽 남부 천문대의 대형 망원경). Bhatawdekar는 새로운 결과에 대해“우리는이 우주 시간 간격에서이 1 세대 인구 III 별에 대한 증거를 찾지 못했다”고 말했다. 결과는 허블 프론티어 필드 프로그램의 일환으로 허블 우주 망원경의 광 시야 카메라 3 및 측량 용 고급 카메라를 사용하여 달성되었습니다. 이 프로그램 (2012 년부터 2017 년까지 6 개의 먼 은하단을 관측 한)은 은하단과 그 뒤에 위치한 은하를 중력 렌즈 효과로 확대하여 가장 깊이 관찰 한 결과, 이전에 관측 된 것보다 10 ~ 100 배 희미한 은하계를 드러 냈습니다. . 전경 은하단의 덩어리는 뒤에있는 먼 물체의 빛을 구부리고 확대하기에 충분히 큽니다. 이를 통해 허블은 이러한 우주 돋보기를 사용하여 공칭 작동 능력을 벗어난 물체를 연구 할 수 있습니다. Bhatawdekar와 그녀의 팀은 이러한 중력 렌즈를 구성하는 밝은 전경 은하에서 빛을 제거하는 새로운 기술을 개발했습니다. 이것은 그들이 우주가 10 억년이되지 않았을 때의 거리에서, 이전에 허블에서 관측 된 것보다 더 낮은 질량을 가진 은하를 발견 할 수있게 해주었다. 우주 시대의이 시점에서, 이성적인 별 집단에 대한 증거의 부족과 많은 저 질량 은하의 식별은이 은하가 우주의 재 이온화의 후보가 될 가능성이 높다는 제안을지지한다. 초기 우주에서이 재 이온화 기간은 중성 은하 간 매개체가 첫 번째 별과 은하에 의해 이온화되었을 때입니다. Bhatawdekar는“이러한 결과는 우리가 생각했던 것보다 훨씬 일찍 은하계가 형성되어 왔음을 보여줌으로써 천체 물리학 적 결과를 심화시켰다. "이것은 또한 초기 우주의 저 질량 / 은하가 재 이온화에 책임이 있다는 생각을 강력하게지지한다." 이 결과는 또한 최초의 별과 은하의 형성이 허블 우주 망원경으로 탐사 할 수있는 것보다 훨씬 일찍 일어난다는 것을 암시한다. 이것은 우주의 초기 은하를 연구하기 위해 다가오는 NASA / ESA / CSA James Webb 우주 망원경에 대한 추가 연구의 흥미로운 영역을 남깁니다 . 이 결과는 Bhatawdekar 등의 2019 이전 논문 과 MNRAS (Month Astronomical Society)의 월간 공지의 다음 호에 게재 될 논문을 기반으로합니다 . 이 결과는 또한 236 차 미국 천문 학회 회의에서 기자 회견에서 발표되고 있습니다. 이 연구에서 유럽의 천문학 자 팀은 R. Bhatawdekar와 CJ Conselice로 구성되어 있습니다. 허블 우주 망원경은 NASA와 ESA (유럽 우주기구) 간의 국제 협력 프로젝트입니다. 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 Goddard 우주 비행 센터는 망원경을 관리합니다. 메릴랜드 주 볼티모어에있는 우주 망원경 과학 연구소 (STScI)는 허블 과학 운영을 수행합니다. STScI는 워싱턴 DC의 천문학 연구소 협회에서 NASA를 위해 운영하고 있습니다.
https://scitechdaily.com/hubble-deep-space-quest-makes-surprising-find-in-the-early-universe/
New study reveals cracks beneath giant, methane gushing craters
새로운 연구 결과, 거대한 메탄 분화구 아래의 균열
Maja Sojtaric, CAGE-북극 가스 수화물, 기후 및 환경 센터 바 렌츠 해의 해저에서 발견되는 분화구는 폭 1km, 깊이 35m입니다. 그들은 여전히 메탄을 유출하고 있습니다. 크레딧 : Malin Waage JUNE 5, 2020
2017 년 사이언스 (Science) 에 발표 된 한 논문 은 바 렌츠 해 (Barents Sea)의 해저에있는 수백 킬로미터에 달하는 거대한 분화구를 설명했습니다. 오늘날,이 분화구 내부와 주변에서 600 개가 넘는 가스 플레어가 확인되어 온실 가스를 꾸준히 물 기둥으로 방출합니다. 같은 해에 PNAS 에 발표 된 또 다른 연구 는 바 렌츠 해에서 약 500 미터 너비의 메탄 마운드를 매핑했습니다. 마운드는 분화구를 만든 임박한 메탄 추방의 징후로 간주되었습니다. Scientific Reports 에서 가장 최근의 연구 는 해저 에서이 분화구 아래의 깊이를 조사 하여 분화구 형성 및 이후 메탄 배출이 발생하기 쉬운 지역 구조 를 밝힙니다 . "이 지역은 매우 오래된 고장 시스템을 가지고 있음이 밝혀졌습니다. 본질적으로 2 억 5 천만 년 전에 형성되었을 수있는 기반암의 균열"이라고 CAGE, 북극 가스 수화물, 환경 및 기후 센터, 그리고 첫 번째 문서 인 Malin Waage는 말합니다. 연구의 저자. "이 시스템에서 크레이터와 마운드는 다른 결함 구조를 따라 나타납니다."이 구조는 크레이터의 크기, 배치 및 모양을 제어합니다. 해저를 통해 새어 나오는 메탄은이 깊은 구조물에서 시작하여이 균열을 통해 발생합니다. " 최첨단 3D 지진 기술 분화구와 마운드의 깊은 기원은 최첨단 3D 지진 기술을 사용하여 발견되어 해저에 깊숙이 침투하여 과학자들이 밑바닥 기반 암반의 구조를 시각화 할 수 있습니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2020/newstudyreve.mp4
해저에서 2 억 5 천만 년 된 균열은 온실 가스 메탄을 바 렌츠 해의 거대한 분화구로 공급합니다. 이 지역에는 현재 엄청난 양의 온실 가스가 바다로 배출되는 100 개 이상의 분화구가 있습니다. 크레딧 : CAGE Arctci Gas Hydrate, Environemnt and Climate Center Waage 교수는“이 지역에 대한 우리의 이전 연구는 약 20,000 년 전에 기후 온난화와 빙상의 퇴각으로 인해 얼음 밑의 가스 하이드레이트가 녹아서 메탄이 급격히 분화되어 분화구가 생성되었다고 가정했다. 기체 수화물은 빙판이 제공하는 저온 및 고압에서 안정한 고체 형태의 메탄입니다. 바다가 따뜻해지고 빙상의 압력이 상승함에 따라 해저의 메탄 얼음이 녹아서 분화구가 형성되었습니다. "그러나 이번 연구는 지난 2 만 년 이상이 거대한 분화구 아래에 구조적 약점이 있음을 알 수 있듯이이 그림에 여러 층을 추가합니다. 해저 깊은 곳, 가스 팽창 및 물 방출 흙탕물을 쌓아 결국 균열을 일으켜 단단한 바닥 암에서 해저 붕괴와 분화구를 일으켰습니다. 마지막 빙하 후 분화구 지역에서 일어났다”고 Waage는 말한다.
2 억 5 천만 년 전에 형성된 기반암의 균열. 분화구와 마운드는이 시스템에서 다른 결함 구조를 따라 나타납니다. 이 구조는 크레이터의 크기, 배치 및 모양을 제어합니다. 해저를 통해 새는 메탄은 이러한 깊은 구조에서 발생하며이 균열을 통해 발생합니다. 크레딧 : Malin Waage
바 렌츠 해에 대한 이해가 부족하다 Barents Sea의 석유 자원 탐사는 노르웨이와 그 밖의 지역에서 취약한 북극 생태계의 일부이기 때문에 뜨거운 주제입니다. 그러나이 지역의 지질 시스템은 잘 알려져 있지 않습니다. "우리의 3D 설문 조사는 분화구 전체의 약 20 %를 차지했습니다. Barents Sea의 더 넓은 맥락에서 유사한 결함 시스템이 존재하는지 이해하는 것이 중요합니다. 왜냐하면 그들은 잠재적으로 해양 운영에 위협이 될 수 있기 때문입니다." 과학자들이 추구하는 몇 가지 질문 :이 약한 구조는 예측할 수없고 폭발적인 메탄 방출로 이어질 것인가 ? 드릴링을 통해 이러한 릴리스 및 관련 지오 해저드를 유발할 수 있습니까? 그리고 급격한 폭발의 경우 가스가 대기에 도달하여 온실 가스 예산에 추가 될 수 있습니까? "우리는 아직이 시스템에 대해 잘 모릅니다. 그러나 우리는 현재 Barents Sea에서 유사한 분화구 구조가 지배하는 새로운 데이터를 수집하고 분석하고 있습니다. 이는 결함 시스템과 Waage는 말합니다.
더 탐색 북극 해저에서 메탄 분출로 형성된 거대한 분화구 추가 정보 : Malin Waage et al., 북극 해저의 거대한 분화구 개발에 대한 지질 학적 제어, Scientific Reports (2020). DOI : 10.1038 / s41598-020-65018-9 저널 정보 : 과학 , 국립 과학 아카데미 절차 , 과학 보고서 CAGE 제공 – 북극 가스 수화물, 기후 및 환경 센터
https://phys.org/news/2020-06-reveals-beneath-giant-methane-gushing.html
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과학자들은 물리학을 사용하여 의식의 신비를 이해합니다
주제 :모나 쉬 대학교신경 과학 으로 모나 쉬 대학 , 2020 6월 7일 의식의 물리
이 연구는 잠재적으로 인간에게 적용 가능하며 실험적으로 테스트 가능한 새로운 의식 이론에 대한 관심이 높아지고 있음을 반영합니다. 모나 쉬 물리학 자들을 대상으로 한 국제 연구에 따르면 의식을 측정하는 새로운 접근 방식이 확인되어 복잡한 신경 학적 문제를 이해하게 될 가능성이 있습니다. 피지컬 리뷰 리서치 (Physical Review Research)에 어제 발표 된이 연구 는 물리 및 복잡성 이론의 도구가 초파리의 의식 수준을 결정하는 데 어떻게 사용되었는지를 설명합니다. “이것은 신경 과학의 주요 문제이며, 반응이없는 식물 환자와 환자가 알고 있지만 신체의 거의 모든 자발적 근육의 완전한 마비로 말로 이동하거나 의사 소통 할 수없는 상태로 고통받는 환자를 구별하는 것이 중요합니다. 모나 쉬 대학교 물리 천문학 부 (University of Physics and Astronomy)의 연구 저자 인 Kavan Modi 박사는 말했다. Modi 박사, 물리학과 천문학 박사의 박사 후보 인 Roberto Muñoz 박사 및 모나 쉬 대학 심리학 교수 Nao Tsuchiya를 포함하는 연구팀은 복잡한 신호를 사용하여 과일 파리에서 의식적인 각성의 수준을 측정하는 방법을 발견했습니다. 뇌에 의해 생성됩니다. 모디 박사는“우리의 기술은 신호의 시간 복잡성을 계산함으로써 마취 된 파리와 그렇지 않은 파리를 구별 할 수있게한다”고 말했다. "이 연구는 복잡성 이론에서 잘 확립 된 아이디어를 바탕으로 의식적인 각성을 측정하는 객관적인 방법을 강조하기 때문에 중요하다"고 그는 말했다. "이는 잠재적으로 인간에게 적용 할 수 있으며 실험적으로 테스트 할 수있는 새로운 의식 이론에 대한 관심이 높아지고 있음을 반영합니다." 연구팀은 13 개의 초파리가 깨어있을 때와 마취되었을 때 생성 된 뇌 신호를 연구했습니다. 그런 다음 신호를 분석하여 얼마나 복잡한 지 확인했습니다. 모디 박사는“우리는 같은 파리가 마취 될 때보 다 파리가 깨어날 때 통계적 복잡성이 더 크다는 것을 발견했다. “이것은 뇌의 많은 부분이 아닌 뇌의 작은 영역을 두드려 의식적인 각성의 수준을 결정하는 신뢰할 수있는 방법을 제안하기 때문에 중요합니다. "또한 특정 외부 자극에 의존하지 않는 의식적 각성의 명백한 마커가 있음을 시사한다." 연구원들은 다른 데이터 세트, 특히 인간의 EEG 데이터에 유사한 분석을 적용하면 의식과 복잡성 사이의 관계에 관한 새로운 발견을 이끌어 낼 수 있다고 결론지었습니다.
참조 :“일반 마취는 Drosophila의 신경 기록에서 파생 된 정보 구조의 복잡성과 시간적 비대칭을 줄입니다.” Roberto N. Muñoz, Angus Leung, Aidan Zecevik, Felix A. Pollock, Dror Cohen, Bruno van Swinderen, Naotsugu Tsuchiya 및 Kavan Modiay , 2020 년 5 월 22 일, 물리적 검토 연구 . DOI : 10.1103 / PhysRevResearch.2.023219
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.PFAS present throughout the Yadkin-Pee Dee river food chain
Yadkin-Pee Dee 강 먹이 사슬에 PFAS 선물
노스 캐롤라이나 주립 대학교의 Greg Cope 크레딧 : Unsplash / CC0 Public Domain JUNE 5, 2020
노스 캐롤라이나 주립 대학의 연구원들은 강에 이러한 화합물의 알려진 산업적 투입물이 없더라도 Yadkin-Pee Dee River 먹이 사슬의 모든 단계에서 퍼플 루오로 알킬 물질 (PFAS)을 발견했습니다. 이 연구는 PFAS 화합물에 대한 전체 수생 생태계를 조사하고 생물 확대로 이끄는 생태계 그룹 사이의 강한 연관성, 즉 인간을 포함한 먹이 사슬에 더 높은 동물에서 이러한 물질의 농도가 높아지는 과정을 확인했습니다. PFAS 컴파운드 는 마찰과 열에 저항하도록 설계되었으며 가구에서 육류 포장에 이르기까지 매일 사용하는 많은 제품에 사용됩니다. 그러나 이러한 "미끄러운"특성은 생태계에서 지속되고 우리의 건강에 위험을 초래합니다. "이러한 화합물은 의도적으로 지속적으로 유지되도록 설계되었습니다. 이것이 소파와 계란에서 얼룩이 프라이팬에 달라 붙는 것을 방지하는 방법입니다." NC 주 및 연구의 공동 저자. "우리는이 화합물들이 수생 생태계에 들어갈 때이 화합물의 가격을 지불합니다." 물과 퇴적물에서 곤충과 물고기에 이르기까지이 주요 대서양 강의 전체 먹이 사슬에서 실시간 PFAS 오염 수준을 측정 한 연구 에서 연구원들은 Pee Dee를 따라 2 개의 PFAS 핫스팟을 확인하고 PFAS의 강력한 연결 고리를 만들 수있었습니다 수생 먹이 사슬을 전송합니다. 연구팀은 노스 캐롤라이나 주 블로잉 록에서 시작하여 230 마일을 달리기 위해 야드 킨-피 디 강 (Yadkin-Pee Dee River)의 길이를 따라 5 개의 연구 장소에서 물, 퇴적물, 조류, 식물, 곤충, 생선, 가재 및 연체 동물 샘플을 수집했습니다. 사우스 캐롤라이나 주 윈야 베이에서 대서양으로 그들은 14 개의 다른 PFAS 화합물에 대한 샘플을 분석했습니다. 거의 모든 샘플에 PFAS 화합물이 포함되어 있지만 가장 큰 PFAS 농도를 가진 부지는 록키 강 유입구의 다운 스트림에 불과했으며, 이는 노스 캐롤라이나 주 샬럿과 주변 지역에서 유역의 일부를 배출합니다. 두 번째로 큰 PFAS 농도를 가진 부지는 사우스 캐롤라이나의 하류에 있었지만 해당 지역에 대한 PFAS의 알려진 또는 그럴듯한 입력은 없습니다. 수생 먹이 사슬에서, 보트에 달라 붙는 조류와 박테리아의 수프 혼합물 인 바이오 필름은 사슬의 모든 생명체의 기본 자원입니다. 이 연구에서, 측정 된 14 개의 PFAS 화합물 중 10의 최대 농도는 바이오 필름 샘플에서였다. 당연히, 생물막을 주로 섭취하는 수생 곤충 은 연구자들이 표본 추출한 모든 살아있는 분류군 중에서 PFAS 화합물이 가장 많이 축적되었다. 이는 PFAS가 생물막에서 곤충으로 이동 한 후 민물 고기가 먹는 방법을 보여주는 강력한 영양 연결 또는 먹이 사슬의 단계를 확인합니다. PFAS가 먹이 사슬의 모든 단계에있을 때, 화합물은 각 단계에서 축적됩니다. 예를 들어, PFAS가있는 지역에서 잡은 물고기는 수백 마리의 곤충을 먹었을 수 있으며, 각 곤충은 오염 된 생물막과 다른 식물을 소비했습니다. NC State Agromedicine Institute의 코디네이터 인 William Neal Reynolds의 응용 생태학과 교수 인 Greg Cope는“우리는 먹이 사슬의 일부이며 이러한 음식을 섭취 할 때 PFAS 부하도 축적합니다. 연구. "이것은 '당신이 먹는 음식입니다'라는 문구에 새로운 의미를 부여합니다." "화학 물질 노출과 자연 수생 분류군에 대한 영향이 걱정되지 않더라도 물을 마시거나 PFAS 오염이 알려진 물고기를 먹고 싶습니까?" 전 NC 주 대학원생이자 연구의 첫 번째 저자 인 Tiffany Penland에게 질문합니다. "우리는 매일 우리가 의존하는 천연 자원에 대한 오염을 인식 할 수 있도록 자신과 서로를 교육해야합니다." Cope 박사는“ 식품 사슬 에서 단 한 종이나 링크 만 연구 하면 전체 사례를 알 수 없으며 강 생태계에서 PFAS의 양에 대해 잘못된 결론을 내릴 수도있다”고 말했다. "직접적인 산업 정보가없는 경우에도 전체 생태계 내에서 널리 퍼진 PFAS가 얼마나 광범위한지를 보여주는 연구는 이러한 화합물이 생태계의 건강에 미치는 영향과 궁극적으로 우리의 건강에 어떤 영향을 미치는지 이해해야합니다." "대서양의 대서양 경사 강의 먹이 웹에서과-및 폴리 플루오로 알킬 물질의 열역학"연구는 환경 과학 및 기술 에 발표되었다 .
더 탐색 애완 동물에 의한 PFAS의 배설물 추가 정보 : Tiffany N. Penland et al., 대서양 슬로프 강, 환경 과학 및 기술 (2020) 의 식품 웹에서 퍼플 루오로 알킬 물질의 영양 역학 . DOI : 10.1021 / acs.est.9b05007 저널 정보 : 환경 과학 및 기술 에 의해 제공 노스 캐롤라이나 주립 대학
https://phys.org/news/2020-06-pfas-yadkin-pee-dee-river-food.html
.Century-Old Scientific Debate Settled: Anesthesia’s Effect on Consciousness Solved
세기의 오래된 과학 토론이 해결됨 : 마취가 의식에 미치는 영향
주제 :생화학뇌세포 생물학신경 과학인기 있는스크립스 연구소 으로 스크립스 연구소 2020년 6월 4일 의식 개념
세포막 구조에 대한 당구와 같은 브레이크 샷은 마취에서 뇌의 의식 상실을 유발한다고 과학자들은 밝혔다. 전신 마취 없이는 수술을 생각할 수 없기 때문에 175 년의 의료 사용 기록에도 불구하고 의사와 과학자들은 마취제가 어떻게 일시적으로 환자를 무의식적으로 만드는지 설명 할 수 없었습니다. PNAS ( National Academies of Sciences) 의 절차 에서 목요일 저녁에 발표 된 Scripps Research의 새로운 연구 는이 오랜 의학적 미스터리를 해결합니다. 과학자들은 살아있는 나노 세포와 초파리에서 현명한 나노 크기의 미세한 기술과 영리한 실험을 사용하여 세포막의 지질 클러스터가 두 부분 메커니즘에서 누락 된 역할을하는 방법을 보여줍니다. 마취에 일시적으로 노출되면 지질 클러스터가 질서 상태에서 무질서 상태로 이동 한 다음 다시 되돌아와 궁극적으로 의식의 변화를 유발하는 여러 가지 후속 효과로 이어집니다. 화학자 Richard Lerner, MD 및 분자 생물학자인 Scott Hansen 박사는 오늘날까지도 여전히 끓어 가고있는 한 세기의 과학 논쟁을 해결합니다. 새로운 예기치 않은 방법으로 세포 변화를 신호하는 막? 듀오 박사는 막에서 시작하는 2 단계 과정이라는 결론에 도달하기까지 거의 5 년의 실험, 요청, 토론 및 도전이 필요하다고 말했다. 마취제는 신호를 시작하기 위해 "
지질 뗏목"으로 알려진 세포막 내 지질 클러스터를 교란시킵니다. 마취 막에서 콜레스테롤 뗏목을 방해 세포막의 규칙적인 콜레스테롤 클러스터는 클로로포름에 노출되면 잠시 무질서하게됩니다. 크레딧 : Hansen lab, Scripps Research
Lerner는“이 새로운 경로가 의식 이외의 다른 뇌 기능에 사용되고 있다는 사실은 의심의 여지가 없다”고 Lerner는 덧붙였다. 국립 과학 아카데미의 회원 인 Lerner는 Scripps Research의 전 회장이자 플로리다 캠퍼스 의 Scripps Research의 목성 설립자입니다 . Hansen은 첫 번째 게시물에서 같은 캠퍼스에서 부교수입니다. 이더 돔 의식 상실을 유도 할 수있는 Ether의 능력은 1846 년 보스턴의 Massachusetts General Hospital의 종양 환자에서 나중에“Ether Dome”으로 알려진 수술실에서 입증되었습니다. 결과적으로 Robert C. Hinckley의 유명한 그림 인“이더의 첫 작전”에서 포착되었습니다. 1899 년 독일 약리학 자 한스 호스트 메이어 (Hans Horst Meyer)와 1901 년 영국 생물 학자 찰스 어네스트 오버 턴 (Charles Ernest Overton)은 지질 용해도가 그러한 마취제의 효능을 좌우한다고 결론 지었다.
이더 돔 내부 전신 마취는 거의 175 년 동안 사용되어 왔지만, 의식 상실을 일으키는 메커니즘은 지금까지 알려져 있지 않습니다. Robert C. Hinckley가이 그림에서“이더 밑의 첫 번째 작전”에서 기념하기 위해 에테르를 처음 사용한 것은 너무나 중대한 일이었습니다. 크레딧 : Francis A. Countway Medicine Library of Harvard Medical School
Hansen은 Google 검색으로 전환하여 과거의 의문을 조사하기 위해 보조금 제출을 작성하면서 막 지질 뗏목의 역할을 확신 할 수있는 유일한 사람은 아니라고 생각합니다. Hansen의 기쁨을 위해 그는 Lerner의 1997 년 PNAS 논문에서“일반 마취의 내생 유사성에 대한 가설”에서 그러한 메커니즘을 제안한 그림을 발견했습니다 . Hansen은 오랫동안 Lerner를 찾았습니다. 한센 박사는 샌디에이고의 박사 전공 학생으로 스크립스 리서치 (Scrips Research)의 레너 (Lerner)의 주차 공간을 직접 바라 볼 수있는 창문이있는 지하 실험실에서 근무했다고 말했다. “저는 그에게 연락을 취했습니다. '당신은 이것을 절대 믿지 않을 것입니다. 1997 년 수치는 현재 데이터에서보고있는 내용을 직관적으로 설명하고있었습니다. '”Hansen은 회상합니다. "끝내 줬어." Lerner에게도 흥미로운 순간이었습니다. Lerner는“이것은 의학적 미스터리의 할아버지입니다. “저는 스탠포드 의대에있을 때이 문제를 해결하고 싶었습니다. 마취는 실용적으로 중요했기 때문에 이러한 마취가 어떻게 사람들이 의식을 잃을 수 있는지 알 수 없었습니다.” 한센은 여러 세기의 실험을 통해 같은 해답을 찾았지만 몇 가지 핵심 요소가 부족하다고 말했다. 첫째, 현미경은 빛의 회절 한계보다 작은 생물학적 복합체를 시각화 할 수 있으며 둘째는 자연에 대한 최근 통찰력 세포막, 및 이들을 구성하는 다양한 지질 복합체의 복잡한 조직 및 기능. 한센은“그들은 온갖 지질을 조사해 왔으며 신호가 사라졌고, 기술이 부족한 것으로 보지 못했다”고 말했다. 질서에서 무질서로 Hansen 연구소의 박사후 연구원 인 노벨상 수상 현미경 기술, 특히 dSTORM이라는 현미경을 사용하여“직접 확률 적 광학 재구성 현미경”의 약자 인 클로로포름에 세포를 목욕시키고 당구 게임의 오프닝 샷과 같은 것을 보았다. . 세포를 클로로포름에 노출 시키면 GM1이라는 세포막 지질 클러스터의 직경과 면적이 크게 증가했다고 Hansen은 설명했다. 그가보고 있던 것은 GM1 클러스터 조직의 변화, 단단히 포장 된 공에서 혼란스런 혼란으로의 전환이었다고 Hansen은 말한다. 그것이 무질서 해지면서 GM1은 그중 포스 포 리파제 D2 (PLD2) 라 불리는 효소의 내용물을 쏟았다. PLD2에 형광 화학 물질을 태깅 한 Hansen은 PLD2가 당구 공처럼 GM1 집에서 멀리 떨어져 다른 덜 선호되는 다른 지질 클러스터 인 PIP2로 이동하면서 dSTORM 현미경을 통해 관찰 할 수있었습니다. PIP2 클러스터 내에서이 활성화 키 분자, 그 중에서도 TREK1 칼륨 이온 채널과 그들의 지질 활성제, 포스 폰산 (PA). TREK1의 활성화는 기본적으로 뉴런의 발사 능력을 동결 시켜서 의식 상실로 이어진다 고 Hansen은 말했다. Hansen은“TREK1 칼륨 채널은 칼륨을 방출하고, 신경을 과분극하여 발사하기가 더 어려워지고 막는 역할을한다”고 말했다. Lerner는 살아있는 동물 모델에서 발견 한 사실을 확인했다고 주장했다. 일반적인 과일 파리 인 drosophila melanogaster가 그 데이터를 제공했습니다. 파리에서 PLD 발현을 삭제하면 진정 효과에 저항성을 갖게되었다. 실제로, 그들은 동일한 반응을 나타 내기 위해 마취에 두 배의 노출이 필요했습니다. "모든 파리는 결국 의식을 잃어 PLD가 임계 값을 설정하는 데 도움이되지만 마취 감수성을 제어하는 유일한 경로는 아니라고 제안합니다." 한센 (Hansen)과 레너 (Lerner)는 발견으로 인해 우리가 잠들게하는 분자 사건을 포함하여 뇌의 다른 신비를 설명 할 수있는 새로운 가능성을 열망하고 있다고 말했다. 신호 전달에서 "지질 매트릭스"의 역할에 대한 Lerner의 1997 년 가설은 수면의 생화학에 대한 그의 질문과 그가 올레 아마이드 (oleamide)라고 불리는 포화 지질에 대한 그의 발견에서 일어났다. 이 분야에서 Hansen과 Lerner의 협력은 계속되고 있습니다. 한센은“우리는 이것이 기본적이고 기본적이라고 생각하지만 더 많은 작업이 필요하고 많은 사람들이해야 할 일”이라고 말했다. Lerner는 동의합니다. “사람들은 당신이 상상할 수있는 모든 것, 수면, 의식, 모든 관련 장애에 대해 이것을 연구하기 시작할 것입니다.”라고 그는 말합니다. “우리는 의식 문제를 이해하는 데 도움이되는 선물이었습니다. 지금까지 인식 할 수 없었던 경로에서 뇌가 분명히 고차 함수를 제어하기 위해 진화 한 것으로 밝혀졌습니다.” 2020 년 5 월 29 일 PNAS에 “일반 마취 메커니즘에 관한 연구”논문이 실렸다 . Lerner와 Hansen 이외에도 작가는 Mahmud Arif Pavel, E. Nicholas Petersen 및 Hao Wang, Scripps Research 모두입니다. 참조 :“일반 마취 메커니즘에 관한 연구”Mahmud Arif Pavel, E. Nicholas Petersen, Hao Wang, Richard A. Lerner 및 Scott B. Hansen, 2020 년 5 월 28 일 , 국립 과학 아카데미 절차 . DOI : 10.1073 / pnas.2004259117
.Conscious Perception from a Global Network of Neurons
글로벌 뉴런 네트워크로부터의 의식적 인식
주제 :뇌뇌 활동막스 플랑크 연구소신경 과학 으로 막스 플랑크 연구소 2012년 6월 12일 의식은 독특한 피질 영역에 국한되지 않습니다 측면 전전두엽 피질의 뉴런은 의식의 내용을 나타냅니다. 빨간색 흔적은 자극이 의식적으로 1 초 동안 인식 될 때 측면 전전두엽 피질에서의 신경 활동 (신경 방전)을 나타내고, 녹색 흔적은 동일한 자극이 인식으로부터 억제 될 때 신경 활동을 나타낸다. 생물학적 사이버네틱스를위한 MPI
막스 플랑크 생물 사이버네틱스 연구소 (Max Planck Institute for Biological Cybernetics)의 과학자들의 새로운 연구는 의식의 내용이 독특한 피질 영역에 국한된 것이 아니라 뇌의 다른 영역에서 온 뉴런 네트워크가 책임이 있다는 견해를지지한다. 의식은 감각 입력의 일부만 인식에 도달 할 수있게하는 선택적 프로세스입니다. 그러나 오늘날까지 뇌의 어느 부분이 의식적 지각의 내용에 책임이 있는지는 아직 밝혀지지 않았다. Theofanis Panagiotaropoulos와 그의 동료 – 튀빙겐의 Max Planck Institute of Biological Cybernetics Institute and Barcelona의 Pompeu Fabra 대학 –은 이제 의식의 내용이 독특한 피질 영역에 국한되어 있지는 않지만 전 세계적으로 나타나는 속성 일 가능성이 있음을 발견했습니다 뉴런 인구의 네트워크. 우리의 인식에 도달하는 것들에 대해 뇌의 어느 부분이 책임이 있는지에 대한 질문은 오늘날 신경 생물학의 주요 퍼즐 중 하나입니다. 영장류의 뇌에 대한 이전의 연구는 1 차 및 2 차 피질의 뉴런이 시각 의식의 열악한 표현을 제공함을 보여 주었다. 대조적으로, 측두엽의 뉴런은 시각적 자극의 실제 의식 인식을 확실하게 반영하는 것으로 보인다. 이러한 발견은 뇌의 모든 부분이 의식적 인식의 내용에 책임이있는 것은 아니라고 지적했다. 그럼에도 불구하고, 뇌의 영역 중 하나만이 지각의 내용에 책임이 있는지 또는 더 많은 영역이 그 과정에 관여하는지에 대한 질문은 지금까지 대답되지 않은 채 남아있다. Nikos Logothetis가 이끄는 튀빙겐의 Max Planck 과학자들은 이제 전기 생리 학적 방법을 사용하여 모호한 시각 자극 동안 짧은 꼬리 원숭이의 측면 전두엽 피질의 신경 활동을 모니터링하여이 문제를 해결했습니다. 사용 된 시각적 자극은 실제 입력이 동일하게 유지 되었더라도 여러 가지 지각 해석을 허용합니다. 그 결과 Panagiotaropoulos와 그의 팀은 측면 전전두엽 피질에서 모니터링되는 전기적 활동이 원숭이 원숭이가 실제로 인식하는 것과 상관 관계가 있음을 보여줄 수있었습니다. 따라서 시각 인식은 측두엽뿐만 아니라 영장류의 전두엽 전두엽에도 확실하게 반영된다고 결론 지었다. 결과 신경의 상관 관계 가이 영역에 포함되어 뇌의 premotor 및 운동 영역에 직접 연결되어 따라서 모터 출력에 직접 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 발견은 1995 년 연구원 크릭 ( DNA 분자 구조의 공동 발견 자 )과 코흐에 의해 설립 된 의식적 시각 인식의“전두엽 가설” 과 코흐의 인식은 계획 단계에 직접 접근하는 신경 활동과 관련이 있다는 것을지지한다. 뇌. 결과는 측면 전두엽 피질이 시각적 인식 과정에 관여한다는 것을 보여주는 한이 이론을 뒷받침합니다. 그러나 두 개의 다른 피질 영역에서의 신경 활동이 의식적 인식을 반영한다는 사실은 감각 입력이 우리의 인식에 도달하는 결정이 유일한 피질 영역에서 이루어지는 것이 아니라 오히려 다른 영역의 뉴런 네트워크가 될 수 있음을 보여줍니다 뇌가 책임이 있습니다. Panagiotaropoulos는“우리의 결과는 가설을 넓히고 시각적 인식의 대뇌 피질 메커니즘에 관한 새로운 의문을 제기한다”고 설명했다. 가까운 장래에이 그룹은 두 지역의 전기 활동을 동시에 기록 할 예정입니다. 이를 통해 두 영역 중 어느 영역이 먼저 활성화되는지 알아 내고 의식 인식 중에 두 영역이 서로 상호 작용하는 방식에 대한 결론을 도출합니다. 이것은 왜 특정 것들만 우리의 인식에 도달하고 다른 것들이 억압되어 있는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이미지 : 생물학적 사이버네틱스의 MPI
https://scitechdaily.com/conscious-perception-from-a-global-network-of-neurons/
.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.First Optical Measurements of Milky Way’s Mysterious Fermi Bubbles
.New Theory Says Only Brain Activity Involving ‘L5p Neurons’ Enters Conscious Awareness
새로운 이론은 'L5p 뉴런'과 관련된 뇌 활동 만이 의식적 인식에 들어간다
주제 :뇌세포 생물학프론티어신경 과학인기 있는 으로 프론티어 , 2019 11월 12일 뉴런의 일러스트 Is this brain cell your ‘mind’s eye’?
아무도 의식과 의식의 상태를 그 내용, 즉 생각과 경험과 연결시키는 것이 무엇인지 모릅니다. 이제 연구자들은 문자 그대로의 구조적 연결이라는 우아한 솔루션을 제안합니다. 대뇌 피질 내의 '콘텐츠 회로'는 L5p 뉴런이라고하는 대뇌 피질 세포를 통해 인식을 할당하는 '스위치 보드 회로'에 연결됩니다. Systems Neuroscience의 프론티어에서 글을 쓰고있는 이 그룹은 증거와 경고를 제공합니다. 실험가들에 대한 그들의 도전 : 만약 의식이 L5p 뉴런을 필요로한다면 그것들이없는 모든 뇌 활동은 무의식적이어야한다. 상태 대 의식 내용 의식의 신경 기전을 쫓는 대부분의 신경 과학자들은 그 내용에 초점을 맞추고 냄새, 기억, 감정과 같은 특정한 것에 대해 생각할 때 뇌의 변화를 측정합니다. 이와 별개로, 다른 사람들은 각성, 꿈, 깊은 수면 또는 마취와 같은 다른 의식 상태에서 뇌가 어떻게 행동하는지 연구합니다. 대부분은이 두 가지가 불가분하다는 데 동의합니다. 인식하지 않고는 아무것도 생각하거나 느끼거나 경험할 수 없으며 아무것도 인식하지 못합니다. 그러나 베를린의 훔볼트 대학교 (Humboldt University)의 신경 과학자 인 자안 아루 (Jaan Aru) 박사는“이러한 접근 방식 때문에“의식과 상태가 어떻게 그리고 왜 그렇게 밀접하게 결합되어 있는지 아무도 모른다”고 말했다.
https://youtu.be/-Nqk0kdIsBA
별도의 회로 상태와 의식의 내용 사이의 분할은 해부학 적입니다. 우리의 의식 상태는 소위 '탈라 모 피질'회로의 활동에 달려 있다고 생각됩니다. 이것은 피질의 뉴런과 시상의 뉴런 (뇌의 중간에있는 엄지 손가락 크기의 중계 센터) 사이의 연결로, 감각에서 정보의 유입을 제어합니다 (냄새 제외). 시상 피질 회로는 전신 마취의 대상으로 생각되며, 종양 또는 뇌졸중으로 인한 이러한 뉴런의 손상은 종종 혼수 상태를 초래합니다. 대조적으로, 기능성 뇌 영상 연구는 '피질-피질'회로에서 대부분 피질 내에서 의식의 내용을 찾습니다. 누락 된 링크? Aru와 동료들은 L5p 뉴런이 분열을 연결하기 위해 독특하게 배치되었다고 생각합니다. Aru는“Thalamo-cortical 및 cortico-cortical 회로는 L5p 뉴런을 통해 교차한다. "현미경에서이 세포들을 추적하는 연구는 시상과 피질과의 연결을 교환함으로써 두 회로에 참여한다고 제안합니다." 기능적 뇌 연구는 이들 세포가 실제로 의식의 상태와 내용을 결합시킬 수 있음을 시사합니다. 마우스의 세포 수준 뇌 영상화는 L5p 뉴런이 감각 자극 (다리에 공기 퍼프)에 반응 함을 보여준다; 이 반응은 동물이 깨어날 때 증가합니다. 동물이 자극에 반응 할 때 (가장 다리를 움직일 때) 가장 강력합니다. Aru는“마우스가 무엇을 생각하는지 알 수 없습니다. "그러나 그것이 우리가 그것이 자극을 의식 할 때만 반응한다고 가정한다면,이 연구는 L5p 뉴런에서 의식의 상태 [각성]과 내용 [감각 경험] 사이의 상호 작용을 보여줍니다." 가정은 유사한 마우스 연구와 일치합니다. 이것은 자극에 반응하는 L5p 뉴런 (예 : 약물)을 직접 활성화 시키면 동물이 약한 감각 자극에 반응하며 때로는 자극없이 반응한다는 것을 보여줍니다. “마우스가 환상적인 자극을 경험하는 것과 같습니다. 마치 L5p 자극이 의식을 일으키는 것처럼” 이론 테스트 이론은 개선이 필요한 첫 번째 반복이며 Aru를 강조합니다. "우리의 목표는 의식의 메커니즘에 대한 미래의 연구가 L5p 뉴런을 구체적으로 목표로 삼아야한다는 것을 다른 사람들에게 납득시키는 것입니다." 그럼에도 불구하고,이 일반적인 배열은 잘 알려진 의식 문제를 설명 할 수있다. 예를 들어, 코르티코-피질 회로에서 탈라 모-피질로 그리고 다시 L5p 뉴런을 통해 다시이 긴 릴레이의 처리 지연은 왜 자극의 빠른 변화가 종종 의식적인 인식을 피할 수 있는지 설명 할 수 있습니다. (잠재적 인 메시지가 비디오에 연결되어 있다고 생각하십시오.) 이 현상의 한 가지 특징은 '뒤로 마스킹 (backward masking)'입니다. 두 이미지가 빠른 연속 (50-100ms)으로 짧게 표시 될 때 두 번째 이미지 만 의식적으로 인식됩니다. 이 경우, Aru는“자극이 L5p-thalamus-L5p 계전기를 완료 할 때까지 두 번째 이미지는 초기 피질 표현을 인수하고 첫 번째 이미지에 의해 조명 된 각광을 훔칩니다.”라고 말합니다. 이 이론은 또한 왜 운동 계획이나 구문과 같은 일부 뇌 과정에 대한 의식적인 통찰력이 거의 없는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. Aru 박사는“L5p 뉴런과 관련이없는 (충분히) 모든 뇌 활동은 의식하지 않은 채 남아있다”고 말했다. 여기에이 흥미로운 이론을 테스트하는 열쇠가 있습니다. 참조 :“자식과 의식의 내용 결합”Jaan Aru, Mototaka Suzuki, Renate Rutiku, Matthew E. Larkum 및 Talis Bachmann, 2019 년 8 월 30 일, 시스템 신경 과학의 개척자 . DOI : 10.3389 / fnsys.2019.00043
.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
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