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微生物は文字を認識する

06.06.2021

最近の発見のおかげで、Technion の生物医学工学部の科学者は、人工ニューラルネットワークを模倣する微生物のコロニーによって、特定の幾何学的パターン (文字など) の認識を達成することができました。

科学者の方法は、自然界の微生物のコロニー内でのコミュニケーションの方法を変えることに基づいています。 Siming Lee 博士と Ramez Daniel 准教授が実施した研究。

ダニエル教授の研究室は、合成生物学、特に生物学とエレクトロニクスの原理を本質的に組み合わせた生体回路の作成に取り組んでいます。オンとオフを切り替えることができる電子スイッチのように、細胞は特定の刺激に応答して「オン」になり、蛍光などの機能を実行するように設計されています。この技術を使用して、グループは水中のヒ素やその他の毒物の存在、または尿中の血液の存在を検出する生物学的「センサー」を開発しました。

ただし、セルは単純な yes/no スイッチよりも複雑な機能を実行できます。自然界の微生物のコロニーは、内部コミュニケーションが可能です。たとえば、コロニーが少ない場合と多い場合では、外部刺激に対して異なる反応を示す可能性があります。「クオラムセンシング」と呼ばれるこの現象は、例えば、免疫系が感染に対して動員されるときにも発生します。細胞は、どの病原体が体内に入ったか、どのような応答が必要かなどの情報を伝達します。

XNUMX つのセル自体は「愚か」かもしれませんが、通常、コロニー全体は「スマート」です。ダニエル教授のグループがタスクのアルゴリズムの複雑さを倍増させ、比較的複雑なタスクであるパターン認識を実行できる人工ニューラルネットワークとして機能する生物学的回路を初めて作成したのは、この現象です。その構成要素は改変された大腸菌です。

このようにして作成された幾何学模様は、生物回路が人工ニューラルネットワークのように機能することの概念実証です。将来的には、毒素を追跡し、癌を診断し、それらを使用して組織を再生するバイオエンジニアリングシステムが登場する可能性があります。生物学的コンピューターさえあるかもしれません。生物学的システムのエレクトロニクスを模倣しようとする合成生物学がどのように一巡し、一種の人工ニューラルネットワークを作成したかを見るのは興味深いことです。これはもちろん、最も複雑な生物学的システムである人間の脳に触発されたものです。

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タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

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Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

トラック運転手用電子ヘルメット 14.04.2024

エンジニアや科学者にとって、特に建設重機の運転手の交通安全は最優先事項です。これを踏まえ、ドイツのフラウンホーファー構造強度・システム信頼性研究所は、建設車両の運転時にドライバーを重傷から守るために設計された新製品、電子ヘルメットを導入した。フラウンホーファー研究所のエンジニアチームが開発した新しい電子ヘルメットは、トラックや建設機械のドライバーの安全に新たな可能性を切り開きます。この装置は、車室内の揺れのレベルを監視し、ドライバーに危険の可能性を警告することができます。ヘルメットの動作の基礎は、物理的変形中に電気を生成する内蔵圧電センサーです。この機構により、建設機械に特有の激しい振動にもデバイスが対応できます。変形レベルが安全値を超えると、ヘルメットの警報システムが作動し、 ... >>

抗生物質の代わりに抗ビタミン剤 13.04.2024

抗生物質に対する細菌の耐性の問題はますます深刻化しており、感染症の効果的な治療に脅威を与えています。これを考慮して、研究者たちはスーパーバグと戦う新しい方法を模索しています。有望な方向性の 1 つは、抗菌効果を持つ抗ビタミン剤の使用です。抗ビタミン剤はビタミンの反対として知られていますが、細菌の抗生物質耐性との戦いにおいて有望なツールであることが証明されています。ドイツのゲッティンゲン大学の科学者によって行われた研究では、危険な感染症と戦うための新薬を生み出す可能性が確認されました。抗生物質耐性を持つスーパーバグの出現により、代替治療法を見つける必要があります。抗ビタミン剤はビタミンに似た分子ですが、人体に害を与えることなく細菌の活動を阻害することができます。現時点で、科学が知っている抗ビタミン剤は 3 つだけです。 ... >>

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太りすぎは記憶力と学習能力を損なう 24.09.2018

人間と同じように、脂肪分の多い食べ物をたくさん食べるマウスは、すぐに体重が増えます。高脂肪食を 12 週間摂取した後のげっ歯類の体重は、標準的な食餌を与えられた対応するものよりも 40% 近く増加しました。アメリカの科学者の実験に参加した動物は、精神力の弱体化の兆候を示しました。体重が過剰なマウスは、迷路内の物体の位置を「形が整っている」マウスよりも覚えていませんでした。

神経細胞には、他のニューロンとの総観的接続を形成できる樹状突起スパイン (樹状突起 - ニューロンのプロセス) と呼ばれる微細なプロセスがあります。正常なマウスと比較して、肥満マウスは、学習と記憶に大きな役割を果たす脳構造である海馬のいくつかの部分で、樹状突起スパインが少なかった.

この結果は、ミクログリアと呼ばれる免疫細胞の異常により、樹状突起の突起数が減少していることを示しています。肥満のマウスでは、これらの細胞は神経細胞のプロセスの中でより活発で、樹状突起スパインを破壊します。研究者がミクログリアに干渉しようとしたとき、神経細胞の成長は保護され、マウスは思考テストでより良いスコアを獲得しました.

将来の同様の研究は、肥満に関連する脳の問題に対する保護を見つけるのに役立ちます. 太りすぎの人は、アルツハイマー病などの病気のリスクが高く、一部の研究者は、ミクログリアが一般的な脳疾患の原因である可能性があると疑っています.

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