Lærdómur heldur heilanum heilbrigðum

Taugalíffræðingar við University of California Irvine hafa birt fyrstu handbæru sannanirnar á því að lærdómur haldi heilanum heilbrigðum. Sem leiðir til þess að hugræn þjálfun getur minnkað slæm áhrif öldrunnar á minnið og hugann.

Þau notuðu nýstárlega myndræna aðferð til þess að rannsaka minnið. Rannsóknarhópurinn var leiddur af Lulu Chen og Christine Gall, hópurinn fann út að venjulegt nám virkjar tauganema sem halda virkni heilafrumna í góðu ástandi.

“Niðurstöðurnar staðfesta mikilvæg tengsl milli náms og heilavaxtar og sýna fram á leiðir þar sem við getum mögulega magnað þessi tengsl með framtíðar meðferðum,” sagði Chen, útskrifaður rannsakandi í líffæra- og taugalíffræði.

Auk þess að uppgötva það að heila starfsemi virkji BDNF viðbrögð á stöðum þar sem taugafrumur þróa taugamót, hafa rannsakendur komist að því að þetta ferli er skylt námtengdum hljóðföllum heilans, svokölluðum Þeta hljóðföllum (theta rhythm), sem eru ómissandi við kóðun nýrra minninga.

Þeta hljóðföll eiga sér stað í drekanum(partur heilans) og þau felast í því að fjölmargar taugafrumur virkjast í takt sem samsvarar þrisvar til átta sinnum á sekúndu. Þessi hljóðföll hafa verið tengd langtíma eflingu heilans, semsagt frumu-kerfinu að baki námi og minni.

Við rannsókn á nagdýrum fann hópurinn út að bæði óskipulagt nám og gervibeiting þetu hljóðfalla kveiktu á BDNF viðbrögðum við uppruna taugamóta.

Grænir bertálknar (lindýr) herma eftir ljóstillífun plantna

Vísindamenn frá háskóla Suður-Flórída í Tampa hafa uppgötvað græna bertálkna (háþróuð tegund lindýra) sem færir eru um að framleiða blaðgrænu (chlorophyll) eins og plöntur. Þetta lindýr er fyrsta dýrið sem vitað er um sem getur þetta.

Vísindamaðurinn Sidney K. Pierce segir að bertálknarnir Elysia chlorotica, sem lifa í vötnum á austurströndum Bandaríkjanna og Kanada, séu þekktir fyrir að stela genum og frumulíffærum ætluðum til ljóstillífunar (grænukorn) frá uppáhalds þörungategundinni sinni, Vaucheria litorea. En núna virðast bertálknarnir hafa þróað allt sem þarf til þess að framleiða sína eigin blaðgrænu.

Blaðgræna er það alræmda litarefni í plöntum sem fangar orku úr sólarljósi í ljóstillífunarferlinu. Pierce og rannsóknarlið hans notuðu ákveðna aðferð sem notast við geislavirk kolefni til þess að rekja slóð blaðgrænunnar og ganga úr skugga um að bertálknarnir væru ekki bara að fá blaðgrænu úr þörungum sem þeir borða, heldur væru í raun að framleiða hana sjálfir.

Þónokkur dýr (eins og t.d. kóralar) hýsa örverur og þörunga og græða á hæfileikum þeirra til þess að stunda ljóstillífun, en í þessum tilfellum eru ferlin algjörlega aðskild á milli lífvera. Í bertálknum þessum eru frumur þörunganna hinsvegar brotnar niður og grænukornin færð inn í frumur lindýrsins, þar sem að þau eru virk alla ævi dýrsins, eða í tæpt ár. Vísindamenn hafa sýnt fram á að þegar ungur bertálkni hefur borðað góða máltíð af Vaucherua þörungum þarf hann aldrei að borða á ný alla ævi sína, svo lengi sem að hann hafi aðgang að sólarljósi, blaðgrænu og öðrum efnum sem nauðsynleg eru til ljóstillífunar.

Árið 2007 uppgötvuðu Pierce og vísindateymi hans gen í bertálknunum sem tengjast ljóstillífun, og komust einnig að því að þessi gen, sem virtust koma úr þörungunum, voru einnig að finna í ungum bertálknum sem enn voru í eggjum sínum og höfðu því aldrei borðað tiltekna þörunga. Í nýjum rannsóknum frá teymi Pierce voru fleiri þörungagen uppgötvuð, og sum þeirra voru nauðsynleg til framleiðslu á blaðgrænu.

Vísindateymið rannsakaði bertálkna sem ekki höfðu borðað neitt í að minnsta kosti fimm mánuði og voru hættir að losa sig við úrgang við meltingu. Þeir innihéldu grænukorn frá þörungunum, en samkvæmt Pierce voru þeir löngu búnir að melta allt annað úr þörungunum. Teymið gaf þeim því amínósýrur merktar með geislavirku kolefni og komust að því að kolefnið sýndi sig í blaðgrænunni þegar að bertálknarnir höfðu verið í sólbaði, en ekki þegar að þeir voru í myrkri.

Rannsóknin var tilkynnt á ársfundi Society for Integrative and Comparative Biology í Seattle, Washington þann 7. janúar og verður birt í vísindaritinu Symbiosis.

Eru til karlkyns eggjastokkar?

Hvernig vita allar frumur í líkamanum hvers kyns viðkomandi einstaklingur er? Dæmi eru um stökkbreytingar í skordýrum, sem valda því að líkamar dýranna verða samsettir úr kvenkyns og karlkyns vefjum. Ímyndið ykkur slíkt spendýr, með mjaðmir konu, brjóstkassa karls og andlit stúlku!

Hjá spendýrum er Y tengda genið SRY kynákvarðandi, tjáning þess dugir til að viðkomandi verður karlkyns. SRY vinnur með nokkrum öðrum genum, en nú kemur í ljós að ef sum þessara gena eru gölluð þá geta eggjastokkar farið að líkjast eistum.

Það lítur út fyrir að til að eggjastokkar starfi eðlilega þurfi sífellt að halda aftur af genum sem annars myndu breyta þeim í karlkyns líffæri. Þetta er niðurstaða rannsóknar í 11. desember útgáfu ritsins Cell sem sýnir að eggjastokkar músa geta verið “endurforritaðir” í eistu (fyrir utan sæðið) með því að slökkva á einu geni.

Uppgötvunin gæti skipt máli fyrir skilning okkar á vissum kyntruflunum í börnum og ótímabærum tíðahvörfum í konum, segja rannsakendurnir.

Talið var ómögulegt að breyta líffæri fullvaxta lífveru svona mikið með því að breyta aðeins einu geni, sagði Mathias Treier við evrópsku sameindalíffræði rannsóknarstofuna og háskólann í Cologne. “Enginn hefði veðjað á þetta,” sagði hann. “Þess vegna er uppgötvunin svona mikilfengleg.”

Þar til fyrir nokkrum árum, var almennt talið að sérhæfð líffæri í fullorðnum spendýrum gætu ekki afsérhæfst og orðið að öðrum vefjum. Niðurstöður Trier og félaga, og nokkrar aðrar nýlegar rannsóknir afsanna þá reglu.

Rannsóknin kollvarpar einnig skilningi vísindamanna á kynákvörðun, en samkvæmt henni eru eggjastokkar grunngerð kynkirtla (og eistu þá einskonar seinni tíma uppfinning). Hjá næstum öllum spendýrum er karlkynið XY og kvenkynið XX. SRY genið sem ákvarðar kyn er umritunarþáttur, slíkir þættir kveikja á öðrum genum, og SRY gerir ósérhæfða kynkirtla að eistum en ekki eggjastokkum. Til að skilja rannsókn Triers þurfum við að kafa í hlutverk SRY. Það gen stuðlar að framleiðslu á SOX9 prótíninu sem viðheldur karlkyns ástandi.

Vísindamennirnir sýndu að annar umritunaþáttur, FOXL2, er nauðsynlegur til að bæla framleiðslu á SOX9 í fullorðnum eggjastokkum. Ef FOXL2 vantar, kviknar á SOX9 og einkenni eggjastokka frumnanna umpólast og þær breytast í eistnafrumur.

Hópur Treier sýndi áður að ef músinni vantar FOXL2 þá þroskast eggjastokkarnir ekki almennilega og visnuðu upp. Þær mýs skiptu ekki um kyn.

En FOXL2 genið er ekki bara virkt í þroskun, heldur einnig í fullorðnum eggjastokkum (flest þroskunargen eru þessarar náttúru, þau gegna tugum ef ekki hundruðum hlutverka í þroskun og fullorðnum einstaklingum). Í nýjustu rannsókninni, bjuggu þeir til mús með einfaldan rofa á FOXL2 geninu. Þannig var þeim unnt að slökkva á geninu í eggbúinu hvenær sem er. Þegar það var gert í  fullorðnu dýri, kviknaði samstundis á genum (eins og SOX9), sem finnast eingöngu í eistum. Afleiðingin var sú að kornafrumur eggjastokksins breyttust í frumur sem sjást venjulega í eistunum, og þær byrjuðu meira að segja að dæla út testesteróni.

“Þetta sýnir að viðhald á eggjastokks svipgerðinni er virkt ferli allt lífið,” sagði Treier. “Eins og Yin og Yang, vinna FOXL2 og SOX9 á móti aðgerðum hvors annars  til að tryggja stofnun og viðhald mismunandi karl og kven frumugerða.”

Tilraunir sýndu einnig að FOXL2 vinnur með estrógen viðtakanum til að bæla SOX9. Treier grunar að þetta gangverk gæti verið ástæðan fyrir karllegum einkennum sem stundum sjást hjá konum við tíðahvörf.

“Þegar estrógen minnkar á tíðahvörfum, getur hluti eggjastokkana farið að líkjast eistunum,” sagði hann. Ein leið til að koma í veg fyrir að það gerist er estrógen meðferð, en að sjálfsögðu fylgja þannig hormónameðferðum aukaverkanir. Meðferðir hannaðar til að móta virkni FOXL2 gætu verið önnur leið til að hafa áhrif á þetta ferli, sagði hann.

Rannsókn Triers og félaga sýnir að ferli þroskunar eru að verki bæði í fóstrum og fullvaxta einstaklingum. Þótt kyn sé ákvarðað við samruna eggs og sæðis með SRY geninu á Y litningi eru heilmargir þættir sem hafa áhrif á starfsemi kynkirtla. FOXL2 er nauðsynlegt til að viðhalda kvenkyni eggjastokka.

Uppgötvunin gæti einnig útskýrt tengd kynskipti annarstaðar í dýraríkinu, segja Andrew Sinclair og Craig Smith sem vinna við barna rannsóknarstofnunina í Murdoch.

“Tapið á FOXL2 er líklega aðal undirliggjandi ástæða kynskipta frá konu í karl sem hefur sést í geitum með PIS (polled intersex syndrome), en þar eyðist stór partur litningsins þar á meðal FOXL2 genið,” skrifa þeir. “Þar að auki, þá er hægt að útskýra fyrirbærið sem hefur sést í mörgum fiskum þar sem þeir skipta um kyn á fullorðinsaldri með samspili milli FOXL2/estrógen viðtakandans og SOX9.”

Yfirlestur og umskrif, Stefán og Arnar.

[Heimild: Þýtt og endursagt af vef PhysOrg]

Leiðrétt 15. des

Immune Attack

Immune Attack er skotleikur þar sem þú ert í hlutverki nanóvélmennis sem er að reyna að bjarga sjúklingi með alvarlega bakteríusýkingu.

Hann er spilaður í þriðju persónu og er í þrívídd, þó að hann jafnist ekki á við bestu skotleiki sem hægt er að kaupa í dag, þá hefur hann þá kosti að vera frír og fræðandi. Samkvæmt rannsókn sem höfundar leiksins gerðu á 180 nemendum þá jókst þekking nemenda á innviðum líkamans og ónæmiskerfinu.

Hægt er að sækja leikinn frítt á síðu Federation of American Scientists. (519 MB)

Hérna má síðan sjá trailer úr leiknum.

… skoða færslu »

Ungmenni í þjálfun með hærri greindarvísitölu

Ungmenni í formi hafa hærri greindarvísitölu og eru líklegri til að fara í háskóla. Þetta eru niðurstöður nýrrar rannsóknar  við Sahlgrenska akademíuna og Sahlgrenska háskólaspítalann.

Niðurstöðurnar voru birtar 2. Desember í Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Tók rannsóknin til 1,2 milljóna sænskra karlmanna  sem fæddust milli 1950 og 1976. Rannsóknarhópurinn greindi niðurstöður líkamlegra prófa sem og greindarvísitöluprófa þegar mennirnir skráðu sig í herinn.

Rannsóknin sýnir greinilega tengingu á milli líkamlegs forms og betri niðurstaðna á greindarvísitöluprófum. Sterkust er tengingin fyrir rökhugsun og tungumálaskilning. En það er aðeins líkamlegt form sem hefur áhrif á greindarvísitölu, ekki styrkur.

„Að vera í formi þýðir að þú hefur einnig gott hjart og góð lungu þannig að heilinn fær nóg af súrefni,“ sagði Michael Nilsson, prófessor við Sahlgrenska akademíuna. „Þetta gæti verið ein af ástæðunum fyrir að við sjáum tengingu við form ekki vöðvastyrk. Við sjáum einnig að það eru vaxtarþættir sem hafa mikilvæg áhrif.“

Með því að greina gögn um tvíbura þá hafa vísindamennirnir komist að þvi að það eru aðallega umhverfisáhrif en ekki gen sem útskýra tenginguna milli góðs forms og hærri greindarvísitölu.

„Við höfum einnig sýnt að þau ungmenni sem bæta líkamlegt form sitt milli 15 og 18 ára auka vitsmunalega getu sína,“ segir Maria Lberg, rannsakandi við Sahlgrenska akademíuna. „Þar sem málið er svona, þá á íþróttakennsla mikilvægan stall í skólum, og er algjörlgega nauðsynleg ef við viljum standa okkur vel í stærðfræði sem og öðrum fræðigreinum.“

Vísindamennirnir hafa einnig borið niðurstöður líkamlegu prófana saman við stöðu þeirra í samfélaginu seinna meir. Þeir sem voru í góðu formi við 18 ára aldur voru líklegri til að fara í lengra nám, margir fengu einnig betri störf.

Þegar hefur verið sýnt fram á tengingu milli líkamsástand og vitsumunalegrar hæfni í rannsóknum á dýrum, börnum og gömlu fólki. Hinsvegar hafa rannsóknir á ungmennum hingað til verið í andstöðu við hverja aðra. Um tvítugsaldurinn getur heilinn okkar ennþá breyst helling bæði vegna vitsmunalegs og tilfinningalegs þroska.

Er þetta enn eitt varúðamerkið við þeirri þróun á vesturlöndum þar sem fólk verður sífellt í feitara og í verra formi, það gerir ekki bara heilsuna verri heldur dregur einnig úr vitsmunalegri getu okkar. Þá er spurning hvort næg íþróttakennsla sé í skólum, sérstaklega fyrir þá sem eru ekki í neinum skipulögðum íþróttagreinum.

[Heimild: Háskólinn í Gothenburg]

Úlfar á norðurslóðum

Í júlí munu vísindamenn frá Bandaríkjunum og Kanada ferðast til Ellesmere eyjar sem er aðeins 1000 kílómetra frá norðurpólnum. Markmið þeirra er að átta sig á því hvað úlfarnir á þessum slóðum gera á dimmum vetrardögum búandi við gríðarlega erfið lífsskilyrði.

Rannsakandinn David Mech sá hinn 9 ára gamla Brutus fyrst árið 2003 en Brutus er foringi úlfahóps á Ellesmere eyju, David Mech hefur verið að rannsaka úlfana þar seinustu 24 árin. Það er, hann fylgist með þeim á sumrin, sem er nokkurnveginn bara júlímánuður. Snjór byrjar að falla í ágúst og fyrir utan júní þar sem allt er fljótandi vegna vorleysinga þá er nánast ómögulegt á öðrum tímum að ferðast til eyjunnar eða þola ofurkuldann þar.

„Þetta árið höfum við tekið stórt tæknistökk frá stílabókum og pennum til gervihnatta óla vegna þess að við vildum komast að því hvað þessir heimskautaúlfar gera á veturna á svæðum þar sem er dimmt 24 tíma á sólarhring og hitastigið getur fallið niður í -55°C“ sagði Mech. „Hversu langt þurfa þeir að ferðast til að fá nóg fæði til að lifa af fram á heimskautavorið, sem verður ekki fyrr en næsta júní?“

Ef hátækni ólarnar þola þennan kulda þá munu þeir vita staðsetningu úlfanna frá tölvupóstum sem ólin sendir.

Þegar Mech heimsótti Ellesmere eyjuna fyrst árið 1986, þá uppgötvaði hann að úlfarnir þar voru gæfir vegna lítilla samskipta við mannfólk. Síðan þá hafa úlfarannsakendurnir nýtt sér þetta óvenjulega rannsóknartækifæri til að sjá hliðar á hegðun þeirra sem er ekki hægt að sjá annarsstaðar.

Brutus er sterklegur 40 kílóa úlfur. Eins og allir heimskautaúlfar þá er Brutus aðallega hvítur eða ljós á litinn og hefur langa leggi sem henta vel til langhlaupa og veiða. Einnig, segir Mech, þá er hann ekki hræddur við að hafa stjórn á flokknum sínum sem inniheldur að minnsta kosti 12 fullorðna úlfa og 6-12 hvolpa.

Munu rannsakendurnir bíða spenntir eftir þeim upplýsingum sem ólin mun færa þeim um ferðir úlfanna í vetur.

[Heimild: United States Geological Survey]