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Uma hipótese inovadora sobre como nosso cérebro funciona

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Uma hipótese inovadora sobre como nosso cérebro funciona

Um novo estudo propõe uma hipótese chamada “acoplamento elétrico celular”, argumentando que os campos elétricos cerebrais, gerados pela atividade da rede neural, podem influenciar a configuração física dos componentes subcelulares dos neurônios para melhorar a estabilidade e a eficiência da rede. A pesquisa, conduzida por cientistas do MIT, City University of London e Johns Hopkins University, baseia-se em estudos anteriores que mostraram como a atividade elétrica rítmica, ou ‘ondas cerebrais’, pode se coordenar em redes neurais e influenciar campos elétricos no nível molecular e ajustar função cerebral e facilitar a cognição flexível.

As ondas cerebrais atuam como portadores de informações. Uma hipótese recentemente proposta de “eletroacoplamento celular” propõe que esses campos elétricos oscilantes contribuem para melhorar a eficiência e a força da rede cerebral. Eles fazem isso influenciando a configuração física da estrutura molecular do cérebro.

Para realizar suas funções multifacetadas, que incluem o pensamento, o cérebro trabalha em diferentes níveis. Informações como alvos ou visualizações são capturadas por meio de atividade elétrica sincronizada entre redes neurais. Ao mesmo tempo, uma série de proteínas e outras substâncias bioquímicas dentro e ao redor de cada neurônio realizam os mecanismos necessários para participar dessas redes.

Um novo artigo de pesquisadores do MIT, City University of London e Johns Hopkins University postula que os campos elétricos da rede influenciam a configuração física dos componentes subcelulares dos neurônios para melhorar a estabilidade e a eficiência da rede, uma hipótese que os autores chamam de “citoelétrica”. acoplamento.”

Earl K.  Moleiro

Earl K. Miller dando uma palestra sobre seu trabalho recente no Picquer Institute for Learning and Memory. Crédito: MIT Picower Institute

Earl K. disse: Miller, professor Picower no Picower Institute for Learning and Memory da Universidade de Michigan[{” attribute=””>MIT, who co-authored the paper in Progress in Neurobiology with Associate Professor Dimitris Pinotsis of MIT and City —University of London, and Professor Gene Fridman of Johns Hopkins.

“The brain adapts to a changing world,” Pinotsis said. “Its proteins and molecules change too. They can have electric charges and need to catch up with neurons that process, store, and transmit information using electric signals. Interacting with the neurons’ electric fields seems necessary.”

Thinking in fields

A major focus of Miller’s lab is studying how higher-level cognitive functions such as working memory can rapidly, flexibly, and yet reliably emerge from the activity of millions of individual neurons. Neurons are capable of dynamically forming circuits by creating and removing connections, called synapses, as well as strengthening or weakening those junctions. But, that merely forms a “roadmap” around which information could flow, Miller said.

The specific neural circuits that collectively represent one thought or another, Miller has found, are coordinated by rhythmic activity, more colloquially known as “brain waves” of different frequencies.

Fast “gamma” rhythms help transmit images from our vision (e.g. a muffin), while slower “beta” waves might carry our deeper thoughts about that image, (e.g. “too many calories”). Properly timed, bursts of these waves can carry predictions, enable writing in, holding onto, and reading out information in working memory, Miller’s lab has shown.

They break down when working memory does, too. The lab has reported evidence that the brain might distinctly manipulate rhythms in specific physical locations to further organize neurons for flexible cognition, a concept called “Spatial Computing.

Other recent work from the lab has shown that while the participation of individual neurons within networks may be fickle and unreliable, the information carried by the networks they are part of is stably represented by the overall electric fields generated by their collective activity.

 Cytoelectric coupling

In the new study, the authors combine this model of rhythmic electrical activity coordinating neural networks with other lines of evidence that electrical fields can influence neurons at the molecular level.

Researchers, for example, have studied ephaptic coupling, in which neurons influence each other’s electrical properties via the proximity of their membranes, rather than solely relying on electrochemical exchanges across synapses. This electrical cross-talk can affect neural functions including when and whether they spike to relay electrical signals to other neurons in a circuit.

Miller, Pinotsis, and Fridman also cite research showing other electrical influences on cells and their components including how neural development is guided by fields and that microtubules can be aligned by them.

If the brain carries information in electric fields and those electric fields are capable of configuring neurons and other elements in the brain that form a network, then the brain is likely to use this capability. The brain can use fields to ensure the network does what it is supposed to do, the authors suggest.

To put it (loosely) in couch potato terms, the success of a television network isn’t just its ability to transmit a clear signal to millions of homes. What’s also important is the details as fine as the way each viewer household arranges its TV, sound system, and living room furniture to maximize the experience. Both in this metaphor and in the brain, Miller said, the presence of the network motivates the individual participants to configure their own infrastructure to participate optimally.

“Cytoelectric Coupling connects information at the meso‐ and macroscopic level down to the microscopic level of proteins that are the molecular basis of memory,” the authors wrote in the paper.

The article lays out the logic inspiring Cytoelectic Coupling. “We’re offering a hypothesis that anybody can test,” Miller said.

Reference: “Cytoelectric coupling: Electric fields sculpt neural activity and “tune” the brain’s infrastructure” by Dimitris A. Pinotsis, Gene Fridman and Earl K. Miller, 18 May 2023, Progress in Neurobiology.
DOI: 10.1016/j.pneurobio.2023.102465

The study was funded by the United Kingdom Research and Innovation (UKRI), the U.S. Office of Naval Research, The JPB Foundation, and The Picower Institute for Learning and Memory.

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Cientistas determinam a origem do campo magnético do Sol

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Cientistas determinam a origem do campo magnético do Sol

Nota do Editor: Uma versão desta história apareceu no boletim científico Wonder Theory da CNN. Para recebê-lo em sua caixa de entrada, Inscreva-se de graça aqui.



CNN

Tive a sorte de ter um vislumbre maravilhoso da aurora boreal em minha casa este mês, quando a maior tempestade solar a atingir a Terra em duas décadas tornou a aurora visível em latitudes muito mais ao sul do que o normal.

Apesar de viver nas ruas iluminadas do centro de Londres, a câmera do meu smartphone capturou uma névoa verde e uma camada pulsante de luz roxa e rosa. Capturar este momento foi uma experiência inesquecível que pensei que exigiria uma viagem cara ao extremo norte do nosso planeta.

As tempestades que criam auroras impressionantes como a que você viu originam-se do campo magnético dinâmico do Sol, um mistério astrofísico que os cientistas esta semana se aproximaram de resolver.

Saber como funciona o campo magnético do Sol ajudará os cientistas a melhorar as previsões do clima espacial, que fascina os observadores do céu noturno, mas pode atrapalhar o GPS e os satélites de comunicação.

As linhas toroidais do campo magnético do Sol, que formam uma rede emaranhada de estruturas mais complexas do que as da Terra, são difíceis de estudar. Para entender o que está acontecendo, os cientistas criam modelos matemáticos.

Um novo modelo, que levou mais de uma década para ser desenvolvido e exigiu um supercomputador da NASA para realizar cálculos detalhados, descobriu que o campo magnético do Sol é gerado mais perto da superfície do que se pensava anteriormente.

A equipe acredita que seu modelo é mais preciso porque representa uma característica solar única.

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Um único brinco de ouro encontrado nas ruínas de um edifício de 2.000 anos nos Pirenéus é uma pista de como começou um incêndio devastador. O inferno consumiu a estrutura de madeira, localizada num assentamento da Idade do Ferro chamado Tossal di Baltarga, e matou seis animais que estavam confinados em um estábulo.

Os arqueólogos acreditam que o incêndio foi intencional. Se tivesse sido acidental, os proprietários do prédio provavelmente teriam libertado o gado e retornado depois que o fogo se extinguiu para recuperar o ouro escondido, que estava escondido em uma jarra.

Os incendiários podem ter sido um exército invasor sob o comando de Aníbal, o general cartaginês que liderou as forças contra a República Romana, de acordo com o novo estudo.

O destino das pessoas que usaram o edifício é desconhecido, mas as escavações revelaram detalhes reveladores sobre a vida de um povo ibérico chamado Ceretani.

A lua aparece acima das rochas megalíticas que constituem Stonehenge, localizada na planície de Salisbury, em Wiltshire, Inglaterra.

Os construtores de Stonehenge colocaram as enormes pedras que compõem o monumento pré-histórico alinhadas com o nascer e o pôr do sol nos dias mais longos e mais curtos do ano, revelando uma compreensão íntima do sol que ainda hoje é visível.

Mas estará o sítio arqueológico de 4.500 anos no sudoeste da Inglaterra – e potencialmente outros monumentos megalíticos ao redor do mundo – também alinhado com a Lua?

A ideia de que Stonehenge tem uma ligação lunar ganhou popularidade pela primeira vez na década de 1960. No entanto, este conceito ainda não foi explorado sistematicamente.

este Verão, Arqueólogos usam a inércia lunarÉ um fenômeno desconhecido que ocorre a cada 18,6 anos. Vale a pena investigar.

Os astrônomos observaram a borda de um buraco negro – uma área conhecida como “zona de afundamento” – pela primeira vez.

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Andrew Mummery, autor principal de um novo estudo sobre buracos negros Um colega pesquisador da Universidade de Oxford comparou-o à “borda de uma cachoeira” no final de um rio, onde o material que orbita estrelas próximas cai no abismo.

Na região submersa, a matéria não consegue mais permanecer em órbita e, em vez disso, corre em direção ao buraco negro. Mas, ao contrário do horizonte de eventos ou da superfície de um buraco negro, a luz ainda pode escapar neste ponto.

Os resultados do estudo, previsto por Albert Einstein, poderão ajudar os astrónomos a compreender melhor a formação e evolução dos buracos negros.

O gaio euro-asiático pode ser capaz de ter uma memória semelhante à humana, de acordo com uma nova pesquisa.

Os corvídeos – o grupo de pássaros que inclui corvos, corvos e gaios – são conhecidos por sua inteligência. Uma espécie de corvídeos pode ser capaz de fazer algo que os pesquisadores chamam de “viagem mental no tempo”.

Esse tipo de lembrança permite que a mente se lembre de uma informação aparentemente sem importância que você não guardou conscientemente na memória – por exemplo, lembrar o que você almoçou ontem.

Pesquisadores que trabalham com gaios-eurasiáticos treinados para encontrar comida escondida sob copos disseram que essas aves podem ser capazes de desempenhar uma função de memória.

No experimento, que incluiu xícaras decoradas, os gaios conseguiram lembrar o formato de uma determinada xícara, mesmo depois de as xícaras terem sido reorganizadas e demoradas.

Em outras notícias sobre corvos, os corvos podem contar até quatro, descobriram as pesquisas mais recentes.

Mergulhe nessas histórias que expandem a mente.

-Thomas Midgley Jr. foi um talentoso inventor americano que deixou uma marca duradoura na história. No entanto, as suas soluções engenhosas criaram problemas maiores.

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– Microplásticos É encontrado em testículos humanosIsto confirma a necessidade urgente de mais investigação para compreender o papel que os materiais plásticos podem desempenhar na causa da infertilidade.

Um enólogo austríaco descobriu centenas de ossos de mamute em seu porão, uma descoberta que um especialista descreveu como uma “sensação arqueológica”.

NÃO VÁ AINDA: A NASA anunciou sua mais nova e muito atrasada missão Boeing Starliner tripulada.

Gostou do que li? Ah, mas tem mais. Registre-se aqui Para receber em sua caixa de entrada a próxima edição da Wonder Theory, trazida a você pelos escritores da CNN Space and Science Ashley Strickland E Katie Hunt. Eles ficam maravilhados com os planetas além do nosso sistema solar e com as descobertas do mundo antigo.

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O cometa recém-descoberto a caminho da Terra deverá em breve ser visível a olho nu

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O cometa recém-descoberto a caminho da Terra deverá em breve ser visível a olho nu

Olhos no céu, pessoal: o cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-Atlas) tem uma boa chance de se tornar brilhante o suficiente para ser visível a olho nu nos próximos meses. Atualmente está visível apenas Para telescópios, mas ainda está a uma grande distância do sol. É hora de ficar mais brilhante, e poderá ficar tão brilhante quanto Vênus, o planeta mais brilhante do céu noturno, em outubro.

A sua passagem mais próxima do Sol ocorrerá em 27 de setembro e estará a 58,6 milhões de quilómetros (36,4 milhões de milhas) da nossa estrela. Esta é uma distância semelhante a Mercúrio. Então, algumas semanas depois, em 12 de outubro, o cometa orbitará A passagem mais próxima da Terraa cerca de 70,6 milhões de quilômetros (43,9 milhões de milhas) de distância.

O volume máximo pode ocorrer nessa época. Algumas estimativas Isso indica que será mais brilhante do que todas as estrelas no céu, exceto quatro. E mais Curva otimista Isso faz com que seja mais brilhante que Júpiter e ligeiramente mais escuro que Vênus. Seria um cometa muito brilhante e seria Visível ao pôr do solO que torna a visão muito relaxante se começar a brilhar tanto quanto esperado.

O cometa foi descoberto há mais de 15 meses de forma independente por dois observatórios. Primeiro, pelo Observatório Astronômico de Zijinshan (Observatório da Montanha Roxa), mas era muito fraco e se perdeu nas observações subsequentes. Foi então encontrado novamente pelo Sistema de Alerta de Impacto de Asteroides (ATLAS) na África do Sul. Após a descoberta, foi encontrado em notas antigas de dezembro de 2022.

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Um planeta potencialmente habitável do tamanho da Terra foi descoberto a 40 anos-luz de distância

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Um planeta potencialmente habitável do tamanho da Terra foi descoberto a 40 anos-luz de distância

Um exoplaneta potencialmente habitável, aproximadamente do tamanho da Terra, foi encontrado num sistema localizado a 40 anos-luz de distância, de acordo com um novo estudo.

Os pesquisadores disseram que o planeta tem aproximadamente o tamanho de Vênus, um pouco menor que a Terra, e pode ser temperado o suficiente para sustentar vida.

O planeta, chamado Gliese 12 b, leva 12,8 dias para orbitar uma estrela com 27% do tamanho do Sol. Ainda não se sabe se este exoplaneta tem atmosfera.

Mas os cientistas por trás do estudo publicado quinta-feira na revista Avisos mensais da Royal Astronomical SocietyEstima-se que Gliese 12 b tenha uma temperatura de superfície de cerca de 107 °F (42 °C). Embora esteja quente, esta temperatura é inferior à da maioria dos milhares de exoplanetas descobertos até agora.

“Gliese 12 b pode estar à temperatura certa para que a água líquida se acumule na sua superfície, e isto é importante porque tendemos a pensar que a água líquida é um componente essencial da vida como a conhecemos”, disse Shishir Dholakia, um dos coautores do estudo. Doutorando no Centro de Astrofísica da Universidade do Sul de Queensland, Ele disse em um comunicado.

Os pesquisadores estão ansiosos para observar o exoplaneta mais de perto, inclusive usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA, que foi lançado ao espaço em 2021 e está equipado com um conjunto avançado de instrumentos capazes de estudar as atmosferas dos exoplanetas.

Os cientistas querem determinar se o planeta tem uma atmosfera semelhante à da Terra ou se a sua atmosfera é tão extrema e hostil como a atmosfera de Vénus. Por outro lado, Gliese 12 b pode não ter atmosfera alguma, ou ter uma atmosfera incomum e não vista no nosso sistema solar, disseram.

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Os resultados podem ajudar os investigadores a compreender melhor os factores que tornam os exoplanetas habitáveis. As observações também podem lançar luz sobre como o nosso sistema solar evoluiu.

“Como Gliese 12 b está entre a Terra e Vênus em termos de temperatura, sua atmosfera pode nos ensinar muito sobre os caminhos de habitabilidade que os planetas seguem à medida que evoluem”, diz a coautora do estudo Larissa Palethorpe, estudante de doutorado na Universidade de Edimburgo. e Universidade de Londres. , Ele disse em um comunicado.

Gliese 12 b foi descoberto usando dados do satélite Transiting Exoplanet Survey da NASA, que foi projetado para observar uma grande parte do céu por cerca de um mês de cada vez. O telescópio espacial, lançado ao espaço em 2018, procura mudanças periódicas no brilho de dezenas de milhares de estrelas.

Se a estrela escurece em intervalos regulares, pode ser um sinal de que um planeta está orbitando a estrela, passando na frente dela e bloqueando temporariamente a sua luz.

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