Cercetarea românească în septembrie: O nouă înțelegere a creierului15 min read

De la o metodă revoluționară de analiză a creierului care poate prezice reversibilitatea comei, până la un nou concept de motor cu ardere internă dezvoltat alături de Porsche, noul an academic începe cu rezultate interesante în cercetarea din România.

O echipă de la Institutul Transilvan pentru Neuroștiințe (TINS) și Universitatea Babeș-Bolyai din Cluj-Napoca a dezvoltat// „Metodă revoluționară dezvoltată de cercetătorii clujeni de la TINS și UBB pentru înțelegerea activității creierului – NEWSUBB”, news.ubbcluj.ro // o metodă revoluționară de analiză a datelor obținute prin scanarea activității creierului (RMN sau EEG). 

Tehnologiile actuale generează volume prea mari de date, dificil de interpretat, adesea cu rezultate contradictorii și nu reușesc să surprindă complexitatea și schimbările rapide din activitatea cerebrală. Noua metodă consideră creierul ca pe un sistem complex dinamic și, în loc să analizeze valori medii ale activității, studiază distribuția activităților din diferite zone ale creierului. Astfel, rezultă informații mult mai relevante și precise. Testele au arătat că metoda poate anticipa reversibilitatea comei, detecta afecțiuni precum autism, depresie, boli neurodegenerative etc. Rezultatele au fost confirmate similar la șoareci, maimuțe și oameni.

Cercetătorul Gabriel Balmuș, de la același TINS, a contribuit la înțelegerea bolii Huntington, o boală gravă care afectează celulele nervoase din creier. Echipa sa a descoperit// „Nuclear proteasomes buffer cytoplasmic proteins during autophagy compromise”, nature.com // că atunci când autophagia – procesul prin care celulele își „reciclează” componentele nedorite – nu funcționează corect, proteinele inutile se acumulează în citoplasmă. Pentru a scăpa de aceste proteine, celulele le transportă în nucleu, unde sunt descompuse de proteazomii nucleari, care sunt ca niște „mașini de tocat” pentru proteine. Porii nucleari, care controlează ce intră și iese din nucleu, joacă un rol important în acest proces. 

Însă în boala Huntington, atât autophagia, cât și proteazomii, nu funcționează bine, ceea ce duce la acumularea de proteine toxice și face celulele vulnerabile. Descoperirile sugerează că dacă am putea îmbunătăți funcționarea proteazomilor nucleari sau transportul dintre citoplasmă și nucleu, am putea găsi noi tratamente pentru bolile neurodegenerative care în prezent nu au un remediu eficient.

Modelele de învățare automată pot prezice progresia dizabilității în scleroza multiplă

O cercetătoare de origine română a contribuit la demonstrarea faptului că modelele de învățare automată pot prezice cum va avansa scleroza multiplă. Veronica Popescu a participat la un studiu internațional// „Machine-learning-based prediction of disability progression in multiple sclerosis: An observational, international, multi-center study”, journals.plos.org // cu peste 15.000 de pacienți cu scleroza multiplă din 146 de centre medicale și a contribuit la dezvoltarea de modele de învățare automată pentru a prezice probabilitatea progresiei dizabilității în următorii doi ani. 

Progresia bolii este o problemă majoră în scleroza multiplă, cu impact semnificativ asupra calității vieții, iar modelele anterioare nu au reușit o predicție suficient de bună. Studiul actual a folosit date clinice disponibile în mod obișnuit, cum ar fi istoricul tratamentelor și al recăderilor. Modelele rezultate au reușit să prezică cu precizie mai ridicată cum va evolua boala, cel mai puternic indicator fiind cum evoluase până în momentul respectiv. Dacă aceste modele de predicție bazate pe învățare automată vor fi folosite în stabilirea tratamentului, acesta ar putea fi mai bine planificat și ar putea îmbunătăți viața pacienților.

Algoritmii inteligenți sar și în ajutorul albinelor. Cercetători din 13 țări europene, printre care și de la USAMV Cluj, au dezvoltat// „The latest buzz – smart hives and dancing robot bees boost sustainable beekeeping”, projects.research-and-innovation.ec.europa.eu // un sistem inteligent care monitorizează starea de sănătate a stupilor și trimite alerte apicultorilor când o colonie are nevoie de intervenție. Acest sistem utilizează faguri digitali subțiri echipați cu senzori, în jurul cărora albinele își construiesc proprii faguri. Senzorii transmit în timp real date despre parametrii din stup, iar algoritmii specializați evaluează riscurile. De exemplu, o greutate mai ridicată indică faptul că acea colonie are șanse mai mari de a trece cu bine peste iarnă.

Teste cu drona. Sursă: certiflight.info

Asigurarea siguranței pentru livrările cu drone

În curând, în loc de livratorul de la Glovo care sună la ușă, ai putea primi pachetul de la o dronă din fața ferestrei. Dar, ca orice tehnologie, livrarea cu drone poate fi interceptată și falsificată. Compania românească Aria United SRL participă la un proiect de cercetare european care își propune să rezolve problema lipsei de siguranță și vulnerabilității la falsificări a livrărilor cu drone. Pentru a combate aceste riscuri, proiectul Certiflight a dezvoltat un dispozitiv care înregistrează în timp real date precum altitudinea, viteza și poziția dronelor, folosind sistemul european de navigație Galileo. 

Informațiile sunt partajate cu turnurile de control, operatorii de drone și clienții, asigurând transparența. Tehnologia previne manipularea ilegală a datelor de localizare ale dronelor, permițând doar utilizatorilor autorizați să afle poziția exactă a acestora. După testele care vor avea loc în această lună, dispozitivul Certiflight ar urma să fie implementat pe scară largă în Europa.// „Sky high – Europe’s first drone cargo airline gets ready to take off”, projects.research-and-innovation.ec.europa.eu //

Tot o tehnologie românească ar putea să ghideze viitoarea ta plimbare cu un Porsche. Compania germană și Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca au dezvoltat împreună un concept inovator de motor cu ardere internă, care ar putea revoluționa domeniul auto. Noul motor încearcă să rezolve problema eficienței scăzute și a emisiilor poluante generate de motoarele actuale. Acest lucru se realizează printr-un mecanism complex de tip „spirograf”, care permite motorului să aibă șase faze de funcționare în loc de patru, cât are un motor obișnuit. 

Astfel, motorul are două focare de putere în loc de unul singur, ceea ce îi crește semnificativ densitatea puterii. Totodată, cercetătorii au introdus o etapă suplimentară, de curățare, care face arderea mai completă și optimizează motorul pentru combustibili alternativi precum hidrogenul. Deja există cereri de brevetare depuse în SUA și Germania.// „Porsche și UTCN au brevetat un nou concept de motor cu ardere internă”, utcluj.ro //

Ghețarul care s-a răcit pe timp de încălzire globală

Te-ai obișnuit probabil deja cu efectele încălzirii globale, dar uneori, ele sunt contraintuitive. De exemplu, o echipă de cercetători a studiat răcirea neașteptată a apei de sub ghețarul 79°N din Groenlanda în perioada 2018-2021, fenomen care a dus la o încetinire a topirii gheții. Din echipă a făcut parte și cercetătoarea Monica Ioniță-Scholz, asociată la Universitatea din Suceava.// „Atmospheric blocking slows ocean-driven melting of Greenland’s largest glacier tongue”, science.org // 

Oamenii de știință au descoperit că răcirea a fost provocată de o scădere a transportului de căldură oceanică în zonă, ca urmare a încetinirii circulației apelor în Marea Nordică. Această încetinire a fost determinată de apariția unor blocaje atmosferice deasupra Europei, care au ajutat aerul rece arctic să pătrundă în zonă prin strâmtoarea Fram. Ghețarul 79°N, care formează cea mai mare limbă de gheață plutitoare din Groenlanda, reprezintă o importantă sursă de creștere a nivelului mărilor, astfel că înțelegerea factorilor care influențează topirea sa are implicații globale.

Dr. Cătălina Curceanu în laboratorul din Italia. Arhiva personală

Lumina slabă emisă de plante ar putea comunica informații

Lumina emisă de plante ar putea transporta informații, sugerează o echipă internațională de fizicieni din care face parte și cercetătoarea de origine română Cătălina Curceanu. Oamenii de știință au analizat lumina slabă emisă de semințele de linte aflate în curs de germinare, folosind un detector cuantic extrem de sensibil. Scopul a fost de a testa dacă acești biofotoni, adică radiația electromagnetică slabă emisă de toate organismele vii, joacă un rol în transportul informațiilor în și între organisme și dacă monitorizarea lor ar putea contribui la dezvoltarea unor tehnici medicale. 

Cercetătorii spun că rezultatele pe care le-au obținut ar putea sugera că există o formă de „inteligență” la plante, în care emisia de biofotoni transportă informații și este folosită în comunicare. Echipa a propus și modalități practice prin care experimentele viitoare ar putea detecta mai ușor aceste semnale sensibile. Cătălina Curceanu este cercetător în fizică experimentală, în domeniul nuclear și cuantic, la Institutul Național pentru Fizica Nucleară (INFN) din Frascati, Italia.// „Shining a light on the roots of plant “intelligence””, eurekalert.org //