توفان ایرانی در آن سوی مرزها

دکتر رادبد دارابی دانشیار دانشگاه مینه‌سوتا

درمان دیستروفی عضلانی با سلول‌های بنیادی

دکتر رادبد دارابی، دانشمند ایرانی موسسه قلب «لیلهای» دانشگاه «مینه‌سوتا» و همکارانش برای اولین بار با استفاده از یک فرآیند جدید که از سلول‌های بنیادی، سلول‌های عضلانی می‌سازد، موفق به درمان دیستروفی عضلانی در موش‌ها شدند.

سلول‌های القا شده شبه‌جنینی از تمام قابلیت‌های سلول‌های بنیادی جنینی برخوردارند که از سلول‌های دوباره برنامه‌ریزی شده پوست نشات می‌گیرند. این سلول‌ها برای هر بیمار و از پوست خودش استخراج می‌شود که باعث رد نشدن آنها از سوی سیستم ایمنی بدن می‌شود.به گفته این دانشمند ایرانی، اولین بار است که از سلول‌های بنیادی جنینی موش برای درمان دیستروفی عضلانی استفاده کرده‌اند.

دیستروفی عضلانی یک سلسله بیماری‌های بسیار حاد ژنتیکی پیشرونده وابسته به کروموزم‌هاست که باعث تخریب یا اختلال در بافت ماهیچه‌‌ای می‌شود. این بیماری تاکنون غیرقابل درمان شناخته می‌شد.

الکس سیف علیان، مدیر دپارتمان «نانوفناوری و پزشکی احیاکننده» یونیورسیتی کالج لندن

تولید لوازم یدکی انسانی در آزمایشگاه!

محقق ایرانی یونیورسیتی کالج لندن از ساخت اندام‌های یدکی مصنوعی انسان ازجمله گوش و بینی در آزمایشگاه خود خبر داد.

پیش از این، محققان از کاشت به عنوان جایگزین بینی استفاده می‌کردند که دوام چندانی نداشت و تغییر شکل می‌داد، اما اندام یدکی ابداعی الکس سیف علیان، مدیر« دپارتمان نانوفناوری و پزشکی احیاکننده یونیورسیتی کالج لندن» این گونه نیست و برای مثال بینی ابداعی او کاملا از پلیمر ساخته شده است.

وی سال گذشته از موفقیت خود در ساخت «نای مصنوعی» خبر داد که چندی پیش روی یک جوان سی و شش ساله اریتره‌ای که از تومور سرطانی با سرعت انتشار بالا در گلو رنج می‌برد، پیوند خورد.

این محقق ایرانی همچنین با استفاده از نانوفناوری اولین سرخرگ مصنوعی جهان را تولید کرد که از ضربان برخوردار است. سیف علیان همچنین مدعی است در صورت نیاز می‌تواند در هر 20 ثانیه، یک متر رگ تولید کند.

پلیمر مورد استفاده در بینی مصنوعی مانند لاستیک نازک لاتکس بوده که از میلیاردها مولکول هر کدام به اندازه یک نانومتر ساخته شده است.

دکتر سیف علیان اظهار کرد: درون این نانو مواد، هزاران سوراخ ریز وجود دارد. بافت‌های درون این سوراخ‌ها رشد کرده و بخشی از آنها می‌شود و این باعث تبدیل این اندام مصنوعی به شکل یک بینی واقعی خواهد شد.

دکتر پرویزی دانشیار دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد

حل معمای «کوری چهره»

دکتر پرویزی، دانشیار دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد برای اولین‌بار موفق به شناسایی دو خوشه نورون مغزی در ناحیه شکنج دوکی‌شده که یک نقش مرکزی را در شیوه مشاهده چهره انسان‌ها در انسان ایفا می‌کنند. آزمایش‌ها روی یک بیمار دچار ادراک پریشی که در آن فرد قادر به تمایز چهره افراد نبوده، نشان داد که تحریک الکتریکی اعصاب به سرعت به پیچ‌ خوردن تصویر چهره انسان در نگاه فرد منجر شده، در حالی که تصویر سایر اجسام به طور دست‌نخورده باقی می‌ماندند. به گفته محققان، این یافته‌ها می‌تواند به درمان‌های جدید برای این شرایط منجرشده و همچنین می‌تواند دلیل برخورداری برخی از انسان‌ها از حافظه بهتر برای چهره‌ها را توضیح دهد. تصور می‌شود که حدود 2 درصد از انسان‌ها از نوعی «کوری چهره» رنج می‌برند.

در پژوهشی که روی یک مرد چهل و هفت ساله صورت گرفته بود از الکترودهای کاشته‌شده در اطراف شکنج دوکی مغز وی به عنوان بخشی از یک درمان جداگانه صرع استفاده شد.طبق توصیفات وی، در زمان اعمال یک جریان الکتریکی در این بخش، تصویر افراد مشاهده‌شده، محوشده و پس از قطع آن، دوباره به حالت عادی برمی‌گشت.

ادراک پریشی می‌تواند از زمان تولد روی بیماران تاثیر گذاشته یا بر اثر آسیب مغزی در سال‌های بعد پیشرفت کند. مبتلایان به این بیماری قادر به تشخیص چهره افراد از یکدیگر نبوده، اما در مورد اجسام دیگر مشکلی ندارند.

دکتر عباس شیرینی‌فرد، محقق دانشگاه ایندیانا

کشف مکانیسمی ناشناخته برای درمان یک نوع نابینایی شایع

دانشمند ایرانی دانشگاه ایندیانا با کشف یک مکانیسم ناشناخته در بیماری انحطاط ماکولا، به رهیافت مهمی در درمان نابینایی شایع ناشی از این بیماری دست یافت.

در بیماری نورگ‌زایی مشیمیه، سلول‌های خونی تامین‌کننده اکسیژن و مواد مغذی چشم که از مشیمیه در پشت چشم نشات گرفته، به طور ناگهانی در شبکیه افتاده و آن را مختل می‌کند. در این حالت معمولا پس از چند ماه فرد نابینا خواهد شد.

دکتر عباس شیرینی‌فرد، محقق پسا دکتری موسسه پیچیدگی زیستی دانشگاه ایندیانا، در جریان مطالعه برای تولید شبیه‌سازی رایانه‌ای دقیق از رفتارها و تعاملات سلول‌ها و غشاهای سازنده پشت شبکیه و عروق پشتیبان با موانعی روبه‌رو شده بود؛ یک رویداد ظاهرا ناگوار، اما سودمند که طی آن یک شبکیه چشم اهدایی از یک بانک چشم هنگام حمل و نقل بشدت تکان داده شده بود، الهام‌بخش وی برای تلاش مجدد برای ایجاد مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌های جدید شد.

وی پس از معاینه چشم دریافت مناطق شبکیه دارای رگ‌های خونی مهاجم از غشای زیرین خود جدا شده که با وجود این مناطقی که هنوز متصل مانده بودند، با تهاجم کمتری روبه‌رو شدند که از مکانیسم نادیده‌گرفته شده و اساسی چسبندگی در حفظ ساختار شبکیه نشان داشت.

دستاورد مهم این دانشمند ایرانی به ترکیب هزاران شبیه‌سازی منجر شد که توانست براساس آن، نقشه‌های مرتبط با نواقص در هر نوع چسبندگی با خطرات هر نوع تهاجم را تولید کند.

شیرینی‌فرد بر این باور است که می‌توان از نتایج این آزمایش‌ها در بافت‌های دیگر مانند شکم و ریه هم استفاده کرد که در آنها یک غشای پایه به‌جداسازی یک شبکه مویرگی از بافت پوششی مجاور آن می‌پردازد.

پریسا زارع‌پور محقق دانشگاه تورنتو

چسبی جادویی که ابررسانایی در دمای بالا را ممکن ساخت

یک تیم بین‌المللی از دانشمندان به رهبری فیزیکدانان دانشگاه تورنتوی کانادا با همکاری دانشمند ایرانی، موفق به ایجاد شیوه ساده‌ای شدند که آنها را قادر به القای ابررسانایی دمای بالا در یک نیمه‌رسانا برای اولین بار کرده است.

شیوه ابداعی پریسا زارع‌پور و همکارانش می‌تواند راه را برای دستگاه‌های جدید منحصربه‌فرد قابل استفاده در محاسبات کوانتومی و ارتقای بازده انرژی هموار کند.

مواد ابررسانای دمای بالا به موادی گفته می‌شود که برق را بدون گرم‌کردن و از دست‌دادن انرژی در دماهای نیتروژن مایع هدایت می‌کنند. در حال حاضر از آنها برای انتقال برق با کمترین میزان اتلاف و به عنوان بخش اصلی نسل بعدی دستگاه‌هایی مانند رایانه‌های کوانتومی استفاده می‌شود.

این در حالی است که تنها ترکیبات خاصی از آهن، مس و اکسیژن یا کوپرات‌ها می‌توانند ویژگی‌های ابررسانایی دمای بالا را نمایش دهند. باورها بر این است که کوپرات‌ها با نیمه‌رساناها قابل ترکیب نبوده و از این رو کاربرد دنیای واقعی آنها بشدت محدود است.

برای مثال در زمان مشاهده اثر مجاورت که در آن ابر رسانایی در یک ماده باعث ایحاد ابررسانایی در یک نیمه‌رسانای عادی دیگر شده، بسیار مشکل است چرا که مکانیک کوانتومی بنیادی به موادی برای قرار گرفتن در یک تماس تقریبا کامل نیاز دارد.

در اینجا بود که محققان از نوار چسب و اسلایدهای شیشه‌ای برای قرار دادن ابررسانای دمای بالا در مجاورت با یک نمونه خاص از نیمه‌رسانا موسوم به یک عایق توپولژیکی استفاده کرده‌اند. نتیجه این کار یک ابررسانایی القا شده در این نیمه‌رساناهای بدیع بود که برای اولین بار در دنیای فیزیک مشاهده شده است.

دکتر بابک کاتب محقق موسسه نورولژی مکسین دونیتز

انتقال فناوری تلسکوپ‌های فضایی به اتاق عمل مغز

دکتر بابک کاتب، محقق موسسه نورولژی مکسین دونیتز و رئیس هیات مدیره انجمن نقشه‌برداری و درمان مغز با همکاری دیگر دانشمندان این موسسه به ترکیب فناوری فضا و پزشکی برای دستیابی به یک نقشه متابولیک از تومورها برای کمک به جراحان در تشخیص سلول‌های سالم از سرطانی مغز پرداخته است. در صورت اجرایی شدن این سیستم، این دوربین می‌تواند به جراحان یک دید بلادرنگ از تغییراتی که برای چشم غیرمسلح که حتی با بزرگ‌نمایی فناوری‌های تصویری پزشکی موجود نامرئی بوده، ارائه کند.

این پژوهش ابتدایی به دنبال تعیین امکان ارائه جزئیات بصری لازم از این دوربین است که شاید بتواند به جراحان در تشخیص مناطق مغزی سالم از تومورهای مرده موسوم به گلیوم کمک کند که به دلیل انتشار آنها در بافت معمولی از مرزهای نامنظمی برخوردارند.

شاخک‌های حساس غیرقابل دستیابی تومورها یک چالش بزرگ برای جراحان اعصاب محسوب می‌شود.

برداشتن میزان زیاد از بافت عادی مغز می‌تواند عواقب فاجعه‌باری داشته باشد، اما نادیده گرفتن حذف کامل سلول‌های سرطانی باقیمانده یک جایگاه برای آغاز بازگشت آنهاست.

دکتر مارک چنگیزی، عصب‌شناس ایرانی

شناسایی احساسات افراد با یک عینک

مارک چنگیزی، عصب‌شناس ایرانی، این عینک را بر‌این اساس طراحی کرده که سطوح اکسیژن زیر پوستی می‌تواند علائم اجتماعی فرد را برون‌یابی کند.

این فناوری مبتنی بر یک واقعیت زیست‌شناسی تکاملی بوده که دید رنگی در نخستین‌ها برای شناسایی نوسانات سطح اکسیژن پوست تکامل یافته تا موجودات بتوانند به شناسایی نشانه‌های رفتاری و اجتماعی براساس این تغییرات بپردازند.

برای مثال رنگ پوست انسان در زمان عصبانیت یا شرمندگی به رنگ قرمز درمی‌آید، اما علائم ریز دیگری نیز وجود دارند که ممکن است تنها تا حدی از آنها آگاه بوده، اما برای شناسایی رفتارها بسیار لازم هستند که چنگیزی از آنها در کتاب جدید خود موسوم به «تکامل دید» یاد کرده است.

این عینک به رنگ صورتی بوده و به تقویت علائم اکسیژن در نگاه بیننده می‌پردازد. یکی از مهم‌ترین کاربردهای این فناوری در پزشکی بوده و این محصول اکنون در مرحله آزمایشی خود در دو بیمارستان است.

عدسی‌های این عینک باعث درخشش رگ‌ها شده و براحتی به نمایش عروق مخفی می‌پردازد.

پروفسور علی یزدانی، فیزیکدان دانشگاه پرینستون

کشف رفتار متناقض الکترون‌‌ها و خاصیت ابررسانایی آنها

تیمی از دانشمندان دانشگاه پرینستون به رهبری یک دانشمند ایرانی توانسته‌‌اند با نمایش ‌چگونگی حرکت الکترون‌ها در جامدات خاص نشان دهند که آنها می‌توانند مانند اتم‌های هزاران برابر عظیم‌تر از الکترون‌های آزاد رفتار کرده و در عین حال به سرعت ابررساناها برای جابه‌جایی اطلاعات برسند.

پروفسور علی یزدانی، فیزیکدانان دانشگاه پرینستون در تحقیقات جدید خود نشان داده که یک فرآیند پیچیده غیرقابل سنجش موسوم به درهم‌تنیدگی کوانتومی به تعیین جرم الکترون‌های در حال حرکت در یک بلور پرداخته و تنظیم ظریف این درهم تنیدگی می‌تواند تغییر زیادی در خواص مواد ایجاد کند.

مشاهده خواص به ظاهر متناقض الکترون برای درک چگونگی ابررساناشدن برخی مواد خاص که الکترون‌ها در آنها بدون مقاومت جریان پیدا می‌کند، بسیار ضروری است؛ چراکه چنین موادی می‌توانند به طور چشمگیری بازده شبکه‌های انرژی الکترون را افزایش داده و سرعت رایانه‌ها را بالا ببرند.

سرد کردن الکترون‌ها در دمای زیر دمای اتاق در مواد جامد خاص باعث جرم گرفتن این ذرات شده و مانند ذرات سنگین رفتار می‌کنند. جالب این‌که سردتر کردن آنها در نزدیکی صفر مطلق می‌تواند به این مواد خاصیت ابررسانایی ببخشد که در آن الکترون‌ها با وجود سنگینی آنها مانند یک مایع کامل می‌توانند بدون اتلاف نیروی الکتریکی جریان پیدا کنند.

 دکتر کامیار سعیدی دانشگاه سیمون فریزر

جهش در طراحی رایانه‌های کوانتومی

 رایانه‌های کوانتومی به دستگاه‌هایی گفته می‌شود که قادر به فعالیت در سرعت بسیار بالاتر از سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان هستند و اکنون یک تیم تحقیقاتی با همکاری یک دانشمند ایرانی در تلاش برای برداشتن گامی رو به جلو برای واقعیت بخشیدن به این مفهوم هستند.

دکتر کامیار سعیدی با همکاری مایک دوالت از دانشگاه سیمون فریزر با استفاده از خواص منحصربه‌فرد سیلیکون کاملا غنی و خالص شده قصد دارند مفهوم بسیار قابل توجه رایانه کوانتومی را که فیزیکدانان از مدت‌ها پیش به دنبال عینی کردن آن از حالت نظری هستند، ایجاد کنند. در حال حاضر چند رایانه کوانتومی پایه به وجود آمده، اما هنوز کسی موفق به ایجاد یک نمونه عملی آن نشده است. چنین رایانه‌هایی با استفاده از خواص عجیب زیراتمی به جمع‌آوری نیروی ذرات اتمی و زیراتمی مانند یون‌ها، فوتون‌ها و الکترون‌ها برای عملکرد حافظه و وظایف پردازشی می‌پردازند.

آنچه سعیدی و دیگر محققان در دانشگاه آکسفورد و آلمان دریافته‌اند این است که سیلیکون ویژه این محققان به فرآیندهایی برای جایگیری و قابل مشاهده شدن آنها در یک حالت جامد اجازه داده که دانشمندان تصور می‌کردند به یک خلأ تقریبا کامل نیاز دارد. این محققان با استفاده از این سیلیکون 28 توانستند زمانی را که دانشمندان قادر به کار، مشاهده و سنجش فرآیندها هستند، از ظرف چند ثانیه تا سه دقیقه بسط دهند. محققان این دستاورد را یک رکورد در سیستم‌های حالت جامد خوانده‌اند که تا چند سال پیش ناممکن به نظر می‌رسید و اکنون می‌تواند مسیرهای جدیدی از کاربرد نیمه‌رساناهای حالت جامد مانند سیلیکون را به‌عنوان پایه‌ای برای محاسبات کوانتومی ارائه دهد.

این در حالی است که به گفته آنها هنوز راه زیادی تا دستیابی به یک رایانه کوانتومی کاربردی وجود دارد.

دکتر امین کرمی، محقق دپارتمان مهندسی هوافضای دانشگاه میشیگان

تامین برق مورد نیاز دستگاه ضربان‌ساز از ضربان قلب

محقق ایرانی دانشگاه میشیگان موفق به ساخت یک دستگاه تجربی شده که انرژی ضربان قلب را به برق تبدیل کرده و نیاز دستگاه‌های ضربان‌ساز قلب را به تعویض باتری از بین می‌برد.

دکتر امین کرمی، محقق دپارتمان مهندسی هوافضای دانشگاه میشیگان، این پژوهش را در جلسات علمی انجمن قلب آمریکا 2012 ارائه‌کرده که با استفاده از آن بیماران می‌توانند بدون نیاز به تعویض پیل‌های استفاده شده، نیروی ضربان‌ساز قلب خود را تامین کنند.

محققان در یک پژوهش مقدماتی یک دستگاه برداشت‌کننده انرژی را مورد آزمایش قرار دادند که از خاصیت پیزوالکتریکی که بار الکتریکی تولیدشده از حرکت است، استفاده می‌کند.

به گفته دکتر کرمی، این رویکرد یک راه‌حل فناورانه امیدبخش برای ضربان‌سازهاست چرا که به نیروی بسیار کمی برای عملکرد خود نیاز خواهند داشت.

کرمی همچنین اظهار کرد که خاصیت پیزوالکتریک ممکن است بتواند نیروی لازم دیگر دستگاه‌های کاشت قلبی مانند الکتروشوک‌ها را نیز تامین کند.

ضربان‌سازهای امروزی باید هر پنج تا هفت سال با پایان یافتن عمر پیل‌های آنها تعویض شوند که پرهزینه و ناخوشایند است.

بسیاری از این بیماران را کودکانی تشکیل می‌دهند که برای سال‌های زیادی با ضربان‌ساز زندگی می‌کنند و این فناوری جدید می‌تواند تعداد عمل‌های جراحی را در آنها به طور چشمگیری کاهش دهد.

مریم کمالی، استادیار گروه حشره‌شناسی در دانشگاه ویرجینیا

کنترل مالاریا با کشف جدید ژنتیکی در پشه مرگبار آنوفل

محقق ایرانی دانشگاه پلی‌تکنیک ویرجینیا با همکاری محققانی دیگر موفق به کشف گونه جدیدی از پشه‌های دارای ظرفیت مرگبار انتقال مالاریا شدند که از تاریخچه تکاملی پیچیده‌ای برخوردار است.

براساس پژوهش مریم کمالی، استادیار گروه حشره‌شناسی در دانشگاه ویرجینیا، گونه‌های پشه نزدیک به آفریقایی چند‌بار در دوره تکاملی خود توانایی انتقال مالاریا به انسان را از سر گرفته‌اند.

کشف این محقق می‌تواند به دانشمندان در کنترل مالاریا کمک کرده و برای شناسایی و هدف قرار دادن تغییرات خاص ژنتیکی مرتبط با ظرفیت انتقال یک انگل کاربرد داشته باشد. از میان بیش از 400 گونه پشه متعلق به دسته آنوفل، تنها 20 گونه ناقل موثر مالاریا به انسان شناخته شده‌اند. خطرناک‌ترین گونه، پشه آنوفل ماده بوده که تصور می‌شد بتازگی توانایی انتقال مالاریا در آن تکامل یافته است، اما کشفیات دانشمندان ویرجینیا نشان داده که این گونه‌ در حقیقت از لحاظ ژنتیکی به یک تبار اجدادی قدیمی‌تر مرتبط هستند. این دانشمندان از تحلیل‌های کروموزمی برای مقایسه ترتیب‌های ژنتیکی در پشه‌ها در داخل و خارج از خانواده پشه‌های ماده برای پیگیری ارتباطات تکاملی استفاده کردند.

علی شمس/ جام‌جم