جدیدترین یافته‌های جهان علم از کشف اسرار قورباغه‌ها تا چگونگی کنترل آگاهی

در دانشکده پزشکی هاروارد، سیستم هوش مصنوعی جدیدی به نام CHIEF توسعه یافته است که قادر به تشخیص و پیش‌بینی ۱۹ نوع سرطان از جمله سرطان پروستات با دقت ۹۴ درصد است.دانشمندان اتحادیه اروپا اعلام کردند با اجرای سیاست‌های جدید، غلظت ماکروپلاستیک‌ها در سواحل اتحادیه اروپا می‌تواند در پنج سال آینده تا ۴۲ درصد کاهش یابد؛ این اقدام نشان دهنده تمرکز فزاینده بر حفاظت از اقیانوس‌ها و حیات دریایی است. پژوهشگران در جستجوی روش‌های نوآورانه جهت درمان بیماری‌های مرتبط با پیری توانستند با استفاده از ژن‌درمانی به بازگرداندن سلول‌ها به حالت جوان‌تر امیدوار شوند؛ راهکاری که می‌تواند در درمان بیماری‌هایی مانند گلوکوم و زوال عقل موثر باشد.

کدام گونه درختی بیشترین پتانسیل و توان جذب کربن را دارد؟
درختان از ارزشمندترین مخازن کربن هستند و بنابراین شناسایی گونه‌های درختی که سریع رشد می‌کنند، معمولا برای کاهش موثر تغییرات آب و هوایی از طریق کاشت جنگل‌ها ضروری است. محققان یک کنسرسیوم بین‌المللی برای تعیین مناسب‌ترین گونه‌ها، رشد ۲۲۳ گونه درخت کاشته شده در ۱۶۰ جنگل آزمایشی در سراسر جهان (اروپای غربی، ایالات متحده آمریکا، برزیل، اتیوپی، کامرون، آسیای جنوب شرقی و غیره) را مورد بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش در تاریخ ۱۹ مارس ۲۰۲۵در مجله Nature منتشر شده است.براساس تحقیقات پیشین تصورمی‌شد که تحت شرایط کنترل‌شده (اغلب آزمایش‌های گلخانه‌ای)، گونه‌هایی که می‌توانند به طور موثر منابع (نور، آب، مواد مغذی) را به دست آورند، عموما به سرعت رشد می‌کنند (مانند افرا، صنوبر، بلوط انگلیسی، بلوط بی‌صدا). این گونه‌های اکتسابی ویژگی‌هایی دارد که به آنها کمک می‌کند استفاده از منابع را به حداکثر برسانند (مساحت برگ و طول ریشه) و ظرفیت خود را برای تبدیل این منابع به زیست‌توده بهبود بخشند. اما گونه‌هایی که در حفظ منابع داخلی خود (مواد مغذی، آب، انرژی) کارآمدتر از استخراج منابع خارجی هستند و به عنوان گونه‌های محافظه‌کار شناخته می‌شوند (به عنوان مثال صنوبر، بلوط کرکی، بلوط هولم)، فرض بر این است که رشد آنها کندتر است.بر اساس یافته‌های جدید تحت شرایط دنیای واقعی در جنگل‌های شمالی و معتدل، گونه‌های محافظه‌کار عموما سریع‌تر از گونه‌های اکتسابی رشد می‌کنند. این یافته را می‌توان با این واقعیت توضیح داد که این جنگل‌ها به طور کلی در مناطقی با شرایط رشد نامطلوب (باروری پایین خاک، آب و هوای سرد یا خشک) واقع شده‌اند که به گونه‌های محافظه‌کار برتری می‌دهد زیرا آنها بهتر می‌توانند در برابر استرس مقاومت کنند و منابع محدود را مدیریت کنند.
 
کشف اسرار ضدمیکروبی قورباغه‌ها در مبارزه با ابرمیکروب‌ها
قورباغه‌ها صدها میلیون سال است که در زمین رشد و تکامل یافته‌اند و تقریبا در تمام نقاط جهان، از جنگل‌های استوایی تا جنگل‌های نیمه‌قطبی، گسترش یافته‌اند. در طول تکامل خود، آنها ابزارهای دفاعی شگفت‌انگیزی، از جمله آنتی‌بیوتیک‌هایی که تاکنون گزارش نشده بودند، در برابر انبوهی از باکتری‌های محیط مرطوب خود ایجاد کرده‌اند. انواع مختلف این ترکیبات ممکن است روزی ازانسان‌ها دربرابر عوامل بیماری‌زای مقاوم به دارومحافظت کنند.درمقاله‌ای جدید که۲۵مارس ۲۰۲۵ در Trends in Biotechnology منتشر شده است،سزار دلا فوئنته، استاد مهندسی زیستی، مهندسی شیمی و زیست‌مولکولی در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه پنسیلوانیا، همراه با همکاران خود، ایجاد پپتیدهای مصنوعی را توصیف می‌کند. این پپتیدها نوعی آنتی‌بیوتیک هستند که از ترشحات نوعی قورباغه رایج در جنوب آسیا استخراج شده‌اند.دلا فوئنته معتقد است دوزیستان که در محیط‌های بسیار غنی از میکروب‌ها زندگی می‌کنند، به ‌ندرت دچار عفونت می‌شوند، بنابراین باید ترکیبات ضدمیکروبی ارزشمندی تولید کنند. در این مقاله جدید، دلا فوئنته و همکارانش نشان می‌دهند چگونه از طریق فرآیند «طراحی هدایت‌شده ساختاری» که شامل تغییرات جزئی در ساختار شیمیایی پپتید است، می‌توان چندین کاندیدای آنتی‌بیوتیکی جدید را بدون مشکلات پپتید اولیه ایجاد کرد.
پس از دو مرحله طراحی ساختاری، پژوهشگران پپتیدهای مصنوعی حاصل را در برابر طیف گسترده‌ای از باکتری‌ها آزمایش کردند. در مدل‌های پیش‌بالینی، این ترکیبات جدید به اندازه آنتی‌بیوتیک‌های قوی مانند پلی‌میکسین B در از بین بردن باکتری‌های مضر موثر بودند، بدون این‌که به سلول‌های انسانی یا باکتری‌های مفید روده آسیب بزنند. اگر آزمایش‌های پیش‌بالینی موفقیت‌آمیز باشند، این داروها می‌توانند به آزمایش‌های بالینی راه پیدا کنند.
 
در دنیایی پر از محرک‌های دائمی، مغز چگونه آگاهی را کنترل می‌کند؟
مغز همواره در حال دریافت انبوهی از محرک‌ها از طریق بینایی، شنوایی و دیگر حواس است، اما ما تنها از بخش کوچکی از دنیای اطراف‌مان آگاه می‌شویم؛ مثلا طعم یک تکه شکلات یا صدای یک فرد. پیش‌تر مشخص شده بود که لایه بیرونی مغز به نام قشر مغز (کورتکس) نقش مهمی در این تجربه آگاهانه دارد.
اما نقش ساختارهای عمیق‌تر مغز کمتر شناخته شده است، چون دسترسی به آنها تنها از طریق جراحی‌های تهاجمی ممکن است. مطالعه این بخش‌ها می‌تواند دیدگاه دانشمندان را درباره آگاهی، فراتر از لایه بیرونی مغز گسترش دهد. لید مودریک، عصب‌شناس می‌گوید: «مطالعه آگاهی همواره با انتقاد و تردید روبه‌رو بوده، چون پدیده‌ای بسیار دشوار برای مطالعه است.» اما او اضافه می‌کند که دانشمندان اکنون از روش‌های نظام‌مند و دقیق‌تری برای بررسی این موضوع استفاده می‌کنند.در مطالعه‌ای که به ‌تازگی (۳آوریل۲۰۲۵) در مجله Science منتشر شده، مینگ‌شا ژانگ، عصب‌شناس دانشگاه پکن، تمرکز خود را بر تالاموس گذاشت؛ ناحیه‌ای در مرکز مغز که در پردازش اطلاعات حسی و حافظه کاری نقش دارد و تصور می‌شود در ادراک آگاهانه نیز موثر باشد.در این پژوهش، دانشمندان علوم اعصاب برای اولین بار مشاهده کرده‌اند چگونه ساختارهایی در اعماق مغز هنگام ادراک آگاهانه فعال می‌شوند.شرکت‌کنندگان در این مطالعه، بیمارانی بودند که برای درمان سردردهای شدید تحت درمان قرار داشتند و الکترودهایی نازک در عمق مغزشان کاشته شده بود. در نتیجه این امکان به پژوهشگران داده شد تا فعالیت مغز آنها را هنگام تجربه «آگاهی» اندازه‌گیری کنند.در طول انجام آزمایش، پژوهشگران فعالیت عصبی در نواحی مختلف مغز از جمله تالاموس و کورتکس را ثبت کردند. این نخستین بار است که چنین ثبت همزمانی در مغز انسان، حین انجام یک وظیفه مرتبط با علم آگاهی انجام می‌شود. کریستوفر وایت، عصب‌شناس دانشگاه سیدنی، این مطالعه را «واقعا چشمگیر» توصیف کرده، چون به تیم تحقیقاتی اجازه داد تا تفاوت در زمان‌بندی فعالیت نواحی مختلف مغز را بررسی کنند.نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تالاموس صرفا یک مسیر عبور اطلاعات نیست، بلکه به‌ طور فعال در تعیین این‌که کدام اطلاعات حسی به آگاهی می‌رسند نقش دارد. او مانند نگهبان یا دروازه‌بان آگاهی عمل می‌کند و فقط برخی اطلاعات را به قشر مغز می‌فرستد تا به آنها توجه کنیم و باقی را فیلتر می‌کند.
 
تحول در سیستم‌های خنک‌کننده با چاپ سه‌بعدی 
تکنولوژی‌های نوین تولید می‌توانند مبدل‌های حرارتی را در همه چیز از کولرهای خانگی گرفته تا کشتی‌های بزرگ، بهبود ببخشند. بر اساس پژوهشی که ‌۲ آوریل۲۰۲۵ در MIT Technology Review منتشر شده است، یک طراحی جدید با استفاده از چاپ سه‌بعدی می‌تواند بخش حیاتی سیستم‌های خنک‌کننده مانند کولرها یا یخچال‌ها را کوچک‌تر و کارآمدتر کند.ویلیام کینگ، استاد دانشگاه ایلینوی و یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: «مبدل‌های حرارتی در مرکز اقتصاد صنعتی قرار دارند. آنها بخش ضروری هر ماشین و سیستمی هستند که انرژی را منتقل می‌کند.» او اضافه می‌کند که طراحی‌های فعلی معمولا بر خطوط صاف، زوایای قائم و لوله‌های گردمتمرکز هستند.کینگ وهمکارانش با استفاده از چاپ سه‌بعدی،مبدل حرارتی‌ طراحی کردندکه ویژگی‌هایی برای بهینه‌سازی انتقال دمادارد،ماننددیواره‌های موج‌دارو برآمدگی‌های هرمی‌شکل؛ مواردی که با روش‌های تولید سنتی قابل ساخت نیستند.برای طراحی بهترین مبدل حرارتی ممکن، محققان از شبیه‌سازی و مدل‌های یادگیری ماشینی استفاده کردند تا عملکرد طراحی‌های مختلف را پیش‌بینی کنند. پس از انجام ۳۶۰۰۰ شبیه‌سازی، آنها به یک طراحی نهایی رسیدند.برای ساخت این طراحی، ازتکنیکی به نام ذوب لیزری مستقیم فلز استفاده شد که در آن لیزرها پودر آلومینیوم را لایه‌به‌لایه ذوب و ترکیب می‌کنند. درتست‌ها، این مبدل توانست مبرد را موثرتر از طراحی‌های سنتی خنک کند. این دستگاه تراکم توانی بیش از ۶مگاوات برمتر مکعب داشت و بین ۳۰ تا ۵۰درصد عملکرد بهتری نسبت به طراحی مرسوم پوسته-لوله‌ای نشان داد وازنظرعملکرد با مبدل‌های صفحه‌ای لحیم‌شده برابری می‌کرد.چالش اصلی این است که تکنولوژی‌های فعلی چاپ سه‌بعدی مثل لیزر سینترینگ کند و گران‌قیمت است و برای تولید انبوه وسایل خانگی به‌صرفه نیست. این رویکرد فعلا بیشتر در کاربردهای خاصی مثل هوافضا یا خودروهای لوکس کاربرد دارد. با توجه به این‌که تقاضای انرژی برای خنک کردن ساختمان‌ها تا سال ۲۰۵۰ دو برابر خواهد شد، طراحی‌های جدید می‌توانند به رفع این نیاز کمک کنند؛ البته اگر چالش‌هایی مثل هزینه‌های تولید حل شوند.