Cinq nouvelles variantes génétiques liées au cancer du cerveau

La plus vaste étude jamais de l'ADN de personnes atteintes de gliome - la forme la plus commune de cancer du cerveau - a découvert cinq nouvelles variantes génétiques associées à la maladie.

Une variante augmente le risque de développer un glioblastome, un type particulièrement agressive de gliome avec une survie moyenne de seulement 10-15 mois après le diagnostic, par près d'un quart.

Les chercheurs ont déclaré que leurs résultats ont fourni de nouvelles preuves importantes pour une prédisposition héréditaire au gliome, et ont offert des indices potentiels sur la façon de traiter ou prévenir la maladie.

Les scientifiques à l'Institut de recherche sur le cancer, à Londres, dirigé une équipe internationale dans l'analyse de l'ADN de plus de 5.637 personnes qui avaient développé gliome, et en le comparant avec 9,158 personnes sans la maladie.

Leur étude, publiée aujourd'hui (jeudi) dans la revue Nature Communications, a été principalement financé par Cancer Research UK, le Wellcome Trust et la Fiducie DJ Fielding recherche médicale.

La recherche a ajouté analyse des nouveaux cas à une «méta-analyse» de quatre autres études précédentes, et a rassemblé des données à partir des gens atteints d'un gliome de l'Europe, les Etats-Unis et au Canada.

Chaque variante est une différence à une lettre dans le code de l'ADN qui augmente le risque de gliome chez ceux qui en ont. Cette étude porte le nombre total de variantes génétiques liées à gliome à 12.

Une variante a été associée à un risque accru de glioblastome de 23% - bien parce gliome est une maladie rare, le risque sous-jacent à toute personne reste faible. Cette variante est proche dans le code de l'ADN pour le gène codant pour l'ARN polymerase III, qui joue un rôle complexe dans la synthèse et la production de molécules messagères intra-cellulaires qui établissent d'autres protéines.

Les quatre autres variants génétiques ont été trouvés pour augmenter le risque de formes non-glioblastome moins agressives de gliome de près de cinq pour cent chacun.

Ceux-ci peuvent aussi agir par leur effet sur d'autres gènes voisins. Une variante a un lien fascinant avec un gène appelé VTI1A, qui est impliqué dans le développement du nerf et de la réponse cellulaire à l'insuline.

Etude leader professeur Richard Houlston, professeur de moléculaire et génétique des populations à l'Institut de recherche sur le cancer, à Londres, a déclaré: "Nous pensons que notre étude est la plus importante jamais réalisée de la génétique des gliomes - la forme la plus commune de cancer du cerveau - et il fournit des preuves solides que la susceptibilité à la maladie est en partie héréditaire.

«Un des facteurs de risque, nous avons identifié est lié à tout un hasard considérablement accru de développer un glioblastome, un type particulièrement agressive de cancer du cerveau. Notre étude apporte un nouvel éclairage sur la biologie des gliomes, et pourrait fournir des indices sur la raison pour laquelle la maladie se développe, et comment elle peut être traité ou prévenu ".

Dr Aine McCarthy, la science agent d'information au Cancer Research UK, a déclaré: «Ces résultats sont passionnants parce que l'identification des erreurs génétiques qui augmentent le risque de gliome pourrait être une première étape essentielle vers le développement de nouveaux traitements contre la maladie de construction sur ces résultats et déterminer la. rôle exact de ces modifications génétiques jouent dans le développement de gliome pourrait aider les médecins à personnaliser le traitement de la maladie dans l'avenir et sauver plus de vies ".

Des scientifiques identifient un récepteur clé

Les scientifiques du campus de Floride The Scripps Research Institute (IRST) ont découvert une importante - relation entre un produit chimique qui aide à transmettre des signaux dans le cerveau et les mutations génétiques présentes dans un sous-ensemble d'individus atteints de troubles du spectre de l'autisme - et potentiellement traitable.

Les nouveaux résultats de recherche, qui ont été publiés récemment dans la revue PLoS One, mettent l'accent sur le rôle que le neurotransmetteur sérotonine joue dans le développement du comportement social. La sérotonine, avec les récepteurs de la sérotonine, il active dans le cerveau, joue un rôle important dans les processus neurologiques, y compris l'humeur, de l'anxiété, de l'agressivité et de la mémoire.

L'étude a fait usage d'un modèle animal de mutations dans le gène PTEN, un facteur de risque présents dans un sous-groupe de personnes atteintes d'autisme. Le traitement de ce modèle avec un médicament qui inhibe l'activité d'un récepteur de la serotonine particulier, le 5-HT2cR, peut avoir un effet dramatique.

«Notre recherche montre que le ciblage d'un récepteur de la sérotonine spécifique peut inverser les déficits sociaux dans un modèle de souris du gène de risque de l'autisme Pten", a déclaré Julien Séjourné, le premier auteur de la nouvelle étude. "Cette découverte est importante pour comprendre le rôle de ce sous-type spécifique du récepteur de la sérotonine dans les comportements de l'autisme pertinent et pourrait conduire à de nouvelles stratégies thérapeutiques."

"Nous avons trouvé un contraste frappant entre les effets de la numérotation vers le bas l'activité du récepteur utilisant un médicament, ce qui a amélioré les déficits sociaux dans le modèle PTEN, contre la suppression du récepteur complètement par mutation, qui réellement affaiblies comportement social", a ajouté l'IRST Professeur adjoint Damon Page, qui a dirigé l'étude. "Des questions importantes seront découvrent le mécanisme par lequel moduler l'activité du récepteur de la sérotonine peut influencer symptômes de l'autisme-pertinentes et d'identifier la fenêtre de temps et les doses où ciblant les récepteurs de la sérotonine est la plus efficace."

Page a récemment reçu une subvention de 2,4 M $ sur cinq ans de l'Institut national de la santé mentale de la National Institutes of Health (NIH) pour étudier davantage la relation entre les modèles de croissance anormale du cerveau, de signalisation neurotransmetteur et les symptômes comportementaux et cognitifs chez les personnes avec un trouble du spectre autistique.

"La nouvelle subvention nous permettra d'élargir notre recherche sur la relation entre les facteurs de risque spécifiques, le développement du cerveau altéré et systèmes de neurotransmetteurs clés, dans le but ultime de se déplacer vers des traitements individualisés pour les sous-groupes particuliers de personnes souffrant d'un trouble du spectre de l'autisme», dit-il.

La mise en réseau de mécanisme des cerveaux: derrière le contrôle cognitif de pensées

Le cerveau humain ne vient pas avec un manuel d'exploitation. Cependant, un groupe de scientifiques de l'Université de Santa Barbara et l'Université de Pennsylvanie ont mis au point un moyen de convertir des techniques d'imagerie cérébrale structurale en «schémas de câblage» de connexions entre les régions du cerveau.

Trois chercheurs du Département de l'UCSB des sciences psychologiques et Casse - Michael Miller, Scott Grafton et Matt Cieslak - utilisés la structure des réseaux de neurones pour révéler les règles fondamentales qui régissent quelles parties du cerveau sont plus en mesure d'exercer le contrôle cognitif des pensées et actions. Cette étude est la première à fournir une explication mécanistique de la façon dont le cortex frontal exerce un contrôle sur les milliers de milliards de neurones individuels qui permettent aux gens de rester concentré sur une tâche ou passer à un radicalement différent. Les résultats apparaissent aujourd'hui dans la revue Nature Communications.

"Certaines régions de votre cerveau sont prédisposés à contrôler vos pensées sur la base où ils se situent par rapport aux autres régions", a déclaré Miller, un professeur de psychologie UCSB et co-auteur de l'étude."Les régions sur la« périphérie »peuvent effectuer un genre très spécifique de contrôle. Ils peuvent se déplacer le système aux Etats lointains, comme le passage de travailler à votre travail pour jouer avec vos enfants."

Cette nouvelle recherche épouse pointe neurosciences avec le domaine émergent de la science des réseaux, qui est souvent utilisé pour étudier les systèmes sociaux. En appliquant la théorie du contrôle - un champ traditionnellement utilisé pour étudier les systèmes électriques et mécaniques - les enquêteurs montrent que d'être à la périphérie du cerveau est nécessaire pour le cortex frontal pour contrôler dynamiquement la direction de pensées et le comportement orienté vers un but.

"Nous avons besoin d'une théorie de base de la façon dont le cerveau contrôlant lui-même, et pour y arriver, nous suggérons de traiter le cerveau comme un système d'ingénierie", a déclaré l'auteur principal Danielle Bassett, l'Skirkanich professeur adjoint de l'innovation dans l'école de Penn de l'ingénierie et des sciences appliquées. "Le contrôle cognitif est un peu comme le contrôle de l'ingénierie: Vous modélisez la dynamique du système en identifiant les points clés; si je pousse sur cette seule pièce ou tirer le levier, je peux offrir une prédiction de la façon dont cela va affecter d'autres parties du réseau."

En appliquant les équations de la théorie de contrôle pour les schémas de câblage générées à partir de scans du cerveau, les chercheurs ont montré que les différences géographiques et fonctionnelles entre les régions du cerveau sont liées. Bien que l'analyse ne peut pas dire si l'emplacement de l'cortex frontal ou son rôle a évolué d'abord, il suggère qu'une partie de la capacité du cortex frontal pour contrôler la fonction exécutive dépend de sa distance à partir d'autres parties du réseau de cerveau.

«Cette étude ouvre une nouvelle vague de la science des réseaux, fondée sur la théorie de contrôle rigoureux», a déclaré le co-auteur Grafton, directeur du Centre d'imagerie cérébrale de l'UCSB. "Lorsqu'il est appliqué aux données state-of-the-art imagerie cérébrale nous commençons à voir certains de la conception compromis inhérents à l'architecture des connexions du cerveau."

Régions qui sont les plus interconnectés - et donc plus internes au réseau - sont très bons à déplacer le cerveau dans les États voisins - par exemple, d'écrire un e-mail à quelqu'un de parler avec cette personne sur le téléphone."Ce qui est particulièrement intéressant si on regarde où ces nœuds intérieurs sont, ils sont tous dans les régions« mode par défaut », qui sont les régions qui sont actives lorsque vous êtes au repos", a déclaré Bassett, un ancien associé de recherche postdoctorale à l'action de Grafton Lab à l'UCSB. "Cela a du sens, parce que si vous étiez l'ingénierie d'un système optimal, vous voulez mettre sa base où il peut accéder à la plupart des endroits, il doit aller assez facilement."

Selon le co-auteur Cieslak, ce type de compréhension holistique de la relation entre les emplacements des régions du cerveau et de leurs rôles est nécessaire d'adapter les meilleurs traitements pour les personnes qui ont perdu la fonction exécutive en raison de maladie ou de blessure. Il a noté que cette compréhension fondamentale de la façon dont le cerveau contrôle son activité pourrait aider à mener à de meilleures interventions pour des conditions médicales associées au contrôle cognitif réduit, comme l'autisme, la schizophrénie ou la démence.

Glutamate: aliment essentiel pour le cerveau

Le glutamate est un acide aminé avec des fonctions très différentes: dans le pancréas, ce module l'activité des cellules pancréatiques ß-responsables de la production d'insuline, alors que dans le cerveau, il est le principal neurotransmetteur excitateur. Au cours des dernières années, il a été suspecté de jouer un rôle supplémentaire dans le fonctionnement du cerveau. En découvrant comment le cerveau utilise glutamate à produire de l'énergie, les chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE) confirment cette hypothèse et soulignent liens inattendus avec le reste du corps. A lire dansCell Reports.

Contrairement à d'autres organes, le cerveau ne peut pas tirer son énergie de lipides, une source d'énergie largement présente dans le corps. La barrière hémato-encéphalique, ce qui le protège contre les agents pathogènes et les toxines dans le sang circulant, limite en effet le passage de ces lipides. En outre, alors que la plupart des organes du corps humain ont la capacité de stocker le glucose en augmentant leur masse, le cerveau, prisonnier des os du crâne, ne peut pas compter sur ces variations de volume. Impossible de stocker sa nourriture, cela dépend de sucre fourni en temps réel par le reste du corps. Cette répartition de l'énergie est contrôlée par le foie.

Pierre Maechler, professeur à la Faculté de médecine de l'UNIGE, et son équipe ont donc décidé de vérifier si le glutamate était en effet une source d'énergie pour le cerveau. Pour ce faire, les chercheurs ont analysé le rôle de l'enzyme glutamate déshydrogénase dans le cerveau. En forme mutante, cette enzyme, codée par le gène GLUD1, est responsable d'un syndrome de l'hyperinsulinisme congénital, une maladie grave qui affecte à la fois le pancréas endocrine, le foie et le cerveau. Les personnes touchées par ce syndrome souffrent de déficience intellectuelle et ont un risque élevé de l'épilepsie. «Nous avons supprimé le gène GLUD1 dans le cerveau de souris. En l'absence de glutamate déshydrogénase, nous avons observé que le cerveau était plus capable de convertir le glutamate en énergie, même si l'acide aminé était présent dans le cerveau», explique Melis Karaca , premier auteur de cette étude.

Priorité au cerveau

Dépourvu de l'énergie fournie par le glutamate cérébral, le cerveau envoie des signaux vers le foie pour réquisitionner une proportion de compensation de glucose, aux dépens du reste du corps. Voilà pourquoi les souris transgéniques a également montré un déficit de croissance et une atrophie musculaire. "Cela montre clairement comment le cerveau fonctionne de manière juste-à-temps et que chaque pour cent des ressources énergétiques est essentielle pour son bon fonctionnement», souligne le professeur Pierre Maechler. "Si une partie de cette énergie disparaît, le cerveau lui-même sert d'abord et le reste du corps souffre. Le foie doit alors faire plus de glucose en faisant appel à des protéines musculaires, résultant en une perte de la masse musculaire. Sachant que le cerveau utilise glutamate comme un ressource énergétique nous permet de réfléchir sur d'autres moyens de surmonter un déficit potentiel ".

Les scientifiques soupçonnent également une corrélation entre le gène GLUD1 et certains troubles du développement neurologique, en particulier l'épilepsie et la schizophrénie. Ils poursuivent actuellement leurs recherches en introduisant chez les souris de la même mutation GLUD1 détectée chez les patients épileptiques. Dans le même temps, un autre groupe travaille avec les patients schizophrènes pour évaluer la façon dont leur cerveau utilise glutamate.

Syndrome de la Tourette: substance chimique du cerveau de lutte contre le SIDA et Tic

Un produit chimique dans le cerveau pourrait être mis à profit pour aider les jeunes atteints du syndrome de Gilles de la Tourette (TS) pour surmonter les tics physiques et vocaux associés à la maladie neurologique, affirment les chercheurs.

Dans un article publié dans les journaux Trends en sciences cognitives, des universitaires de l'Université de Nottingham revue des preuves récentes que le neurochimique connu comme l'acide gamma-aminobutyrique (GABA) est responsable pour amortir la baisse d'hyperactivité qui provoque les mouvements et les bruits répétitifs et involontaires.

Ils ont constaté que l'augmentation de la production de GABA à la suite de changements dans le cerveau pendant l'adolescence peut contribuer à une amélioration des symptômes de la majorité des personnes atteintes de TS et pourraient offrir une nouvelle avenue pour les traitements qui conduisent à des augmentations ciblées de la substance chimique dans les zones du cerveau qui contrôlent la fonction motrice.

Professeur Stephen Jackson, à l'École de psychologie de l'Université, a déclaré: "Ceci est potentiellement une découverte très importante Une opinion largement répandue a été que les mouvements indésirables tels que des tics dans le syndrome de Gilles de la Tourette sont supprimées activement à travers le recrutement des zones frontales du cerveau impliquée dans la volonté. action et le contrôle cognitif. La constatation que les individus avec syndrome de Tourette exposition augmenté GABA dans les zones du cerveau liées à la planification et à la sélection des mouvements proposent un compte rendu plus parcimonieuse pour combien de tics pourraient être contrôlés dans le syndrome de Gilles de la Tourette. A savoir que excitabilité motrice est réduite localement dans le cerveau aires motrices à travers le fonctionnement du GABA 'inhibition tonique ». Cette constatation doit encore être répliquée, mais si elle se révèle être un robuste trouver, il peut avoir des implications importantes pour les thérapies pour les troubles neurodéveloppementaux".

TS est un trouble neurologique qui affecte environ un pour cent de tous les enfants d'âge scolaire, qui sont touchés par une série évolutive des tics physiques et vocales chroniques qui se développent au fil du temps et deviennent de plus en plus pire.

Alors que les enfants avec TS peuvent souvent réprimer leurs tics, il faut beaucoup d'efforts et peut être à la fois inconfortable et stressante et finalement construit jusqu'à l'envie de tic devient incontrôlable.

Les tics sont à leur pire pour les personnes ayant TS âgés entre 11 et 14 ans, mais pour la majorité commencent à améliorer tout au long de l'adolescence et à l'âge adulte précoce. Pour une minorité substantielle si (environ 20 à 30 pour cent) les tics continuent et certains deviennent de plus en plus sévère et résistant aux traitements.

Auparavant, certains chercheurs ont pensé que le succès de la lutte des tics vient à propos au fil du temps grâce à l'effort détermine et continue de les supprimer.

Cependant, l'équipe de Nottingham - qui comprend également des chercheurs de l'Institut de la santé mentale - croient qu'il est plus probable que les tics améliorer à la suite des changements dans la structure et la fonction du cerveau qui se produisent pendant l'adolescence.

Plus précisément, ils croient que cela pourrait être largement attribué à l'GABA neurochimique - le transmetteur inhibiteur primaire trouvé dans le système nerveux central, qui joue le rôle principal dans le contrôle de l''excitabilité »de neurones.

Les circuits neuronaux du cerveau sont établies tôt au cours du développement, avec des jalons, y compris la création et la migration des neurones, la formation des synapses - les voies par lesquelles les neurones transportent leurs signaux électriques - et le renforcement de ces connexions synaptiques.

Ces premiers développements produisent réseaux cérébraux avec un équilibre des influences qui vont exciter et inhibent le cerveau et la perturbation de cet ordre naturel a été associée à un certain nombre de troubles neurologiques du développement communes, y compris TS.

Le GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur dans le cerveau et contribue à presque toutes les fonctions.

Les résultats de recherches antérieures soutiennent l'idée que TS est liée à des changements dans les niveaux et la fonction de GABA dans le cerveau. Les études IRM ont montré de façon constante un niveau réduit de GABA dans le cerveau des personnes atteintes de TS et les études post-mortem ont montré que cette diminution à être autant que 50 pour cent.

GABA est considéré comme ayant une fonction d'inhibition dans les zones du cerveau associée à la fonction de moteur supérieur et qu'une diminution de l'inhibition de ce facteur conduit aux tics rencontrées par les personnes atteintes de TS.

Une théorie de longue date est que les gens avec TS contrôle de gain sur leurs tics en développant des techniques d'auto-régulation pour compenser, ce qui à son tour conduire à une «re-câblage 'physique dans les voies nerveuses du cerveau.

Les experts croient Nottingham cependant que cette nouvelle commande peut venir à la suite d'une plus grande quantité de GABA, qui est libérée dans le cerveau pendant les adolescents, et qui inhibe les régions à moteur tels que la zone motrice supplémentaire.

Les résultats pourraient offrir une nouvelle avenue pour les traitements qui imitent cette inhibition affecte dans les domaines de la fonction motrice du cerveau et pourrait offrir un nouvel espoir pour les personnes atteintes TS dont les troubles reste avec eux dans l'âge adulte et a un impact dévastateur sur leur qualité de vie et leur capacité à se faire des amis et d'entretenir des relations.

Nouvelle formule pour la satisfaction de vivre

Dans une nouvelle étude, l'économiste mathématique Prof. Dr. Christian Bayer, à partir du Centre séparé pour les mathématiques à l'Université de Bonn, a démontré un lien entre l'augmentation du revenu à long terme et la satisfaction personnelle. Les heures supplémentaires affecte également des niveaux personnels de bonheur - mais d'une manière négative. Ses résultats seront présentés dans le dernier numéro de la Revue économique de l'Amérique.

Est-ce que l'argent apporte le bonheur? Une étude menée par le professeur Christian Bayer de l'Université de Bonn prévoit de nouvelles réponses à cette question souvent discutée. Dans le projet, le professeur Bayer a travaillé avec son collègue le professeur Falko Jüssen de Bergische Universität Wuppertal à la recherche comment l'augmentation des revenus et de la charge de travail influencés satisfaction globale de vie. Leurs conclusions étaient claires: plus d'argent ne rendre les gens plus heureux - mais seulement s’il y a une augmentation à long terme du revenu. Une augmentation temporaire n'a pas d'effet notable sur le niveau de bonheur d'un employé, même si elle est une grande augmentation. En revanche, une augmentation permanente dans les résultats de revenu en une augmentation significative du bien-être, même si l'augmentation est faible.

Ceux qui ont toujours plus de travail sont moins heureux

Les chercheurs ont identifié un deuxième moyen important par lequel la vie professionnelle influe sur le bonheur personnel: le nombre d'heures que les employés travaillent. "Ceux qui ont toujours de travailler plus deviennent moins heureux," explique le professeur Bayer, un instructeur et chercheur à l'Institut de macroéconomie et l'économétrie à l'Université de Bonn. "Ce résultat contredit de nombreuses autres études qui concluent les gens sont plus satisfaits quand ils ont tout emploi que rien du tout." La nouvelle étude suggère que les chômeurs souffrent de l'absence de revenus pas le manque d'emploi en soi.

Pour leurs études, les économistes mathématiciens ont développé une nouvelle approche pour analyser le lien de revenus à des niveaux personnels de bonheur. Bien que des études antérieures sur ce sujet ont été basées uniquement sur des modèles statiques, Prof. Bayer et Prof. Jüssen également inclus la dynamique de l'évolution des niveaux de revenu. En fait, ce fut une étape clé vers une meilleure compréhension de la façon dont le niveau de revenu et les heures de travail influent sur le bien-être. Les augmentations de revenus à long terme ont un effet complètement différent sur la satisfaction de l'employé de relance temporaire fait. Des études antérieures avaient pas pris en compte cette distinction, et traité tous les changements dans le revenu également.

La formule du bonheur

L'étude révèle aussi qu'un marché financier qui fonctionne est important pour équilibrer les effets des fluctuations de revenu et de travail supplémentaire sur le bien-être d'une personne. "Nos résultats montrent que les salaires et les heures de travail ont plus à voir avec le bonheur et / ou le malheur qu'on ne l'avait supposé d'un travailleur», explique le professeur Bayer. "Donc, la formule pour une plus grande satisfaction dans la vie semble être: la persistance plus d'argent tout en travaillant le même nombre d'heures."

Nouvelle puce: première à stocker des données de manière permanente

Première puce de mémoire à base de lumière entièrement au monde pour stocker des données de façon permanente a été développée par des scientifiques matérielles à l'Université d'Oxford, en collaboration avec des scientifiques de Karlsruhe, Munster et Exeter. Le dispositif, qui utilise des matériaux utilisés dans les CD et DVD, pourrait aider à améliorer considérablement la vitesse de l'informatique moderne.

Aujourd'hui, les ordinateurs sont freinés par la transmission relativement lente de données électroniques entre le processeur et la mémoire. «Il n'y a aucun point en utilisant des processeurs plus rapides si le facteur limitant est le mouvement alternatif de l'information va-et-de la mémoire - la soi-disant goulot d'étranglement von-Neumann, explique le professeur Harish Bhaskaran, qui a dirigé la recherche. «Mais nous pensons que l'aide de la lumière peut accélérer de manière significative cette place."

Il suffit de combler le fossé processeur-mémoire avec des photons est pas efficace, si, en raison de la nécessité de les convertir en signaux électroniques à chaque extrémité. Au lieu de cela, la mémoire et des capacités de traitement auraient besoin être trop à base de lumière. Les chercheurs ont essayé de créer ce type de mémoire photonique avant, mais les résultats ont toujours été volatiles, nécessitant de la puissance afin de stocker des données. Pour de nombreuses applications - tels que les lecteurs de disque de l'ordinateur - il est essentiel d'être en mesure de stocker les données indéfiniment, avec ou sans alimentation.

Maintenant, une équipe internationale de chercheurs, dont des chercheurs du Département des Matériaux de l'Université d'Oxford a produit puce de mémoire non volatile premier tout-photonique au monde. Le nouveau dispositif utilise le matériau à changement de phase Ge2Sb2Te5 (TPS) - le même que celui utilisé pour les CD et les DVD réinscriptibles - pour stocker des données. Ce matériau peut être faite à assumer un état amorphe, comme le verre, ou d'un état cristallin, comme un métal, soit en utilisant des impulsions électriques ou optiques. Dans un article publié dans Nature Photonics, les chercheurs décrivent le dispositif qu'ils ont créé, qui utilise une petite section de la TPS sur sommet d'une crête de nitrure de silicium, connu comme un guide d'ondes, pour transporter la lumière.

L'équipe a montré que des impulsions intenses de lumière envoyée à travers le guide d'ondes peuvent changer attentivement l'état de la TPS. Une impulsion intense fait fondre momentanément et refroidir rapidement, l'amenant à assumer une structure amorphe; une impulsion légèrement moins intense peut mettre dans un état cristallin.

Plus tard, lorsque la lumière avec une intensité beaucoup plus faible est envoyé à travers le guide d'ondes, la différence dans l'état de la TPS affecte la quantité de lumière est transmise. L'équipe peut mesurer cette différence pour identifier son état - et à son tour lire la présence d'informations dans le dispositif comme un 1 ou 0. «Ceci est le premier dispositif de mémoire optique intégré jamais véritablement non-volatile à être créé», explique Clarendon Scholar et DPhil étudiant Carlos Ríos, l'un des deux principaux auteurs du papier. «Et nous avons réalisé à l'aide de matériaux établis qui sont connus pour leur conservation des données à long terme - TPS demeure dans l'état où il est placé dans des décennies.»

En envoyant différentes longueurs d'onde de la lumière à travers le guide d'ondes en même temps - une technique appelée multiplexage de longueur d'onde - l'équipe a également montré qu'ils pouvaient utiliser une seule impulsion pour écrire et lire à la mémoire en même temps. «En théorie, cela signifie que nous pourrions lire et à écrire à des milliers de bits à la fois, offrant une bande passante quasi illimitée, explique le professeur Wolfram Pernice de l'Université de Munster.

Les chercheurs ont également constaté que les différentes intensités des impulsions fortes peuvent avec précision et de façon répétée créer différents mélanges de structure amorphe et cristalline au sein de la TPS. Lorsque des impulsions de faible intensité ont été envoyés à travers le guide d'ondes à lire le contenu de l'appareil, ils ont également été en mesure de détecter les différences subtiles dans la lumière transmise, leur permettant d'écrire de manière fiable et lues sur huit niveaux différents de la composition de l'État - de tout cristallin complètement amorphe. Cette capacité multi-État pourrait fournir des unités de mémoire de plus de l'information binaire habituel de 0 et 1, permet à un seul bits de mémoire pour stocker plusieurs États ou même effectuer des calculs eux-mêmes au lieu d'au niveau du processeur.

«Ceci est un tout nouveau type de fonctionnalité en utilisant des matériaux existants éprouvées, explique le professeur Bhaskaran. 'Ces mèches optiques peuvent être écrites avec des fréquences allant jusqu'à un gigahertz et pourraient fournir d'énormes bandes passantes. Ceci est le type de stockage de données ultra-rapide que les besoins informatiques modernes '.

Maintenant, l'équipe travaille sur un certain nombre de projets qui visent à faire usage de la nouvelle technologie. Ils sont particulièrement intéressés à développer un nouveau type de électro-optique d'interconnexion, ce qui permettra aux puces de mémoire pour interfacer directement avec les autres composants utilisant la lumière, plutôt que de signaux électriques.

Nouveau polymère crée des combustibles plus sûres

Avant de se lancer dans un voyage transcontinental, avions à réaction se remplissent avec des dizaines de milliers de gallons de carburant. Dans le cas d'un accident, de telles grandes quantités de carburant augmentent la sévérité d'une explosion à l'impact. Des chercheurs de Caltech et JPL ont découvert un additif de carburant polymère qui peut réduire l'intensité de Postimpact explosions qui se produisent pendant les accidents et les actes terroristes. En outre, les résultats préliminaires montrent que l'additif peut offrir cet avantage sans nuire à la performance du combustible.

Les moteurs à réaction comprimer de l'air et les combiner avec une fine pulvérisation du carburant. L'allumage du mélange d'air et de carburant pour jet par une étincelle électrique déclenche une explosion contrôlée qui pousse l'avion vers l'avant. Les avions à réaction sont alimentés par des milliers de ces petites explosions. Toutefois, le processus qui répartit la pulvérisation du carburant pour l'allumage - connu sous le nom brumisation - provoque également du carburant pour disperser rapidement et de prendre feu en cas d'un impact facilement.

L'additif, créé dans le laboratoire de Julia Kornfield (BS 83), professeur de génie chimique, est un type de polymère - une longue molécule composée de plusieurs sous-unités répétitives - plafonné à chaque extrémité par des unités qui agissent comme Velcro. Les polymères individuels lien spontanément dans les chaînes ultralongues appelés «megasupramolecules."

Megasupramolecules, Kornfield dit, ont une combinaison sans précédent de propriétés qui leur permet de contrôler la brumisation de carburant, d'améliorer le débit de carburant dans les pipelines, et de réduire la formation de suie. Megasupramolecules inhibent la formation de buée dans des conditions d'accident et permettent de brouillard au cours de l'injection de carburant dans le moteur.

D'autres polymères ont montré que ces avantages, mais présentent des lacunes qui limitent leur utilité. Par exemple, les polymères ultralongues ont tendance à casser de manière irréversible lors du passage dans les pompes, les canalisations et les filtres. En conséquence, ils perdent leurs propriétés utiles. Ce ne sont pas un problème avec megasupramolecules, cependant. Bien que supramolécules détachent également en parties plus petites lors de leur passage à travers une pompe, le procédé est réversible. Les unités Velcro comme aux extrémités des chaînes individuelles reconnecter tout simplement quand ils se rencontrent, efficacement "guérison" les megasupramolecules.

Lorsqu'il est ajouté au carburant, megasupramolecules affectent considérablement le comportement d'écoulement même lorsque la concentration en polymère est trop faible pour influencer d'autres propriétés du liquide. Par exemple, l'additif ne modifie pas la teneur en énergie, la tension superficielle ou la densité du carburant. En outre, la puissance et l'efficacité des moteurs qui utilisent des combustibles avec l'additif est inchangé - du moins dans les moteurs diesel qui ont été testés jusqu'à présent.

Lors d'un choc, les supramolécules entrer en action. Les supramolécules passent la plupart de leur temps enroulé dans une conformation compacte. Quand il y a un allongement brusque du fluide, cependant, les molécules de polymère étirent et résistent en outre l'allongement. Cet étirement leur permet d'inhiber l'éclatement de gouttelettes dans des conditions d'impact - réduisant ainsi la taille des explosions - ainsi que pour réduire les turbulences dans les pipelines.

"L'idée de megasupramolecules née de polymères ultralongues», dit-chercheur et co-premier auteur Ming-Hsin "Jeremy" Wei (PhD '14). «À la fin des années 1970 et au début des années 1980, les scientifiques de polymère étaient très enthousiastes à propos de l'ajout de polymères ultralongues à combustible afin de faire explosions Postimpact d'avions moins intense." Le concept a été testé dans un essai de collision à grande échelle d'un avion en 1984. L'avion a été brièvement plongé dans une boule de feu, générant manchettes négatives et causant des polymères ultralongues tombent rapidement hors de la faveur, dit Wei.

En 2002, Virendra Sarohia (PhD '75) au JPL a cherché à relancer la recherche sur le contrôle de brume dans l'espoir de prévenir une autre attaque comme celle de 9-11. "Il tendit la main vers moi et m'a convaincu de concevoir un nouveau polymère pour le contrôle de la brume de jet fuel», dit Kornfield, l'auteur correspondant sur le nouveau papier. La première percée est venue en 2006 avec la prédiction théorique de megasupramolecules par Ameri David (PhD '08), puis un étudiant diplômé dans son laboratoire. David conçu chaînes individuelles qui sont suffisamment petits pour éliminer les problèmes antérieurs et qui associent dynamiquement ensemble dans megasupramolecules, même à de faibles concentrations. Il a suggéré que ces ensembles peuvent offrir les avantages de polymères ultralongues, avec la nouvelle fonctionnalité qu'ils pourraient passer à travers pompes et filtres sains et saufs.

Lorsque Wei a rejoint le projet en 2007, il a décidé de créer ces molécules théoriques. La production de polymères de la longueur désirée avec suffisamment fort "velcro moléculaire» sur les deux extrémités avéré être un défi. Avec l'aide d'un catalyseur développé par Robert Grubbs, Victor et Elizabeth Atkins professeur de chimie et lauréat du Prix Nobel de chimie 2005, Wei a développé une méthode pour contrôler précisément la structure du velcro moléculaire et le mettre dans le bon endroit sur les chaînes de polymère.

Intégration des sciences et du génie était la clé du succès. Simon Jones, un chimiste industriel maintenant au JPL, a aidé à développer Wei méthodes pratiques pour produire plus et des chaînes plus longues avec les groupes terminaux Velcro-comme. Co-auteur et le Caltech étudiant diplômé Boyu Li Wei ont aidé explorer la physique derrière le comportement passionnant de ces nouveaux polymères. Joel Schmitigal, un scientifique de l'US Army Centre réservoir Automobile développement de la recherche et de l'ingénierie (TARDEC) à Warren, Michigan, a réalisé des tests essentiels qui mettent le polymère sur le chemin vers l'approbation comme un nouvel additif de carburant.

"Quant à l'avenir, si vous souhaitez utiliser cet additif dans des milliers de litres de kérosène, de diesel ou de l'huile, vous avez besoin d'un processus visant à produire en masse», dit Wei. "Voilà pourquoi mon objectif est de développer un réacteur qui va produire en continu du polymère - et je prévois de réaliser moins d'un an à partir de maintenant."

«Avant tout," dit Kornfield, "nous espérons que ces nouveaux polymères seront sauver des vies et réduire les brûlures qui résultent de feux de carburant Postimpact."

Un dispositif convertit la lumière en courant continu

Utilisation des composants à l'échelle nanométrique, les chercheurs ont mis en évidence la première antenne redresseuse optique, un dispositif qui combine les fonctions d'une antenne et d'une diode de redressement pour convertir directement la lumière en courant continu.

Basé sur des nanotubes de carbone multi-parois et redresseurs minuscules fabriquées sur eux, les rectennas optiques pourraient fournir une nouvelle technologie pour photodétecteurs qui fonctionneraient sans le besoin de refroidissement, pêcheurs de l'énergie qui serait de convertir la chaleur résiduelle en électricité - et, finalement, pour une nouvelle façon de manière efficace capter l'énergie solaire.

Dans les nouveaux dispositifs, développés par les ingénieurs à l'Institut de technologie de Géorgie, les nanotubes de carbone agissent comme des antennes pour capter la lumière du soleil ou d'autres sources. Comme les vagues de lumière frappent les antennes de nanotubes, ils créent une charge oscillant qui se déplace à travers les dispositifs de redressement qui leur sont rattachés. Les redresseurs allumer et éteindre à enregistrer les vitesses haute petahertz, créant un petit courant continu.

Des milliards de rectennas dans un tableau peuvent produire un courant significatif, bien que l'efficacité des dispositifs démontrés à ce jour reste en dessous de un pour cent. Les chercheurs espèrent que stimuler la production grâce à des techniques d'optimisation, et croient qu'un rectenna ayant un potentiel commercial peut être disponible dans un an.

"Nous pourrions finalement rendre les cellules solaires qui sont deux fois plus efficace à un coût qui est dix fois plus faible, et qui est pour moi une occasion de changer le monde d'une manière très grande", a déclaré Baratunde Cola, un professeur agrégé à la George W. Woodruff École de génie mécanique à Georgia Tech. "Comme, un détecteur à haute température robuste, ces rectennas pourraient être une technologie complètement perturbateur si nous pouvons arriver à un pour cent d'efficacité. Si nous pouvons arriver à des rendements plus élevés, nous pourrions l'appliquer à des technologies de conversion énergétique, le captage de l'énergie solaire."

La recherche, soutenue par l'Agence de défense Advanced Research Projects (DARPA), le guerre spatiale et navale (SPAWAR) Systems Center et le Army Research Office (ARO), est prévu pour être rapporté 28 Septembre dans la revue Nature Nanotechnology.

Développé dans les années 1960 et 1970, rectennas ont fonctionné à des longueurs d'onde aussi courtes que dix microns, mais pour plus de 40 ans, les chercheurs ont tenté de fabriquer des dispositifs à des longueurs d'onde optiques. Il y avait de nombreuses difficultés: les antennes faisant suffisamment petit pour quelques longueurs d'onde optiques, et la fabrication d'une diode redresseur suffisamment petit et en mesure de fonctionner assez rapidement pour capter les oscillations d'ondes électromagnétiques correspondant. Mais le potentiel de rendement élevé et à faible coût gardé scientifiques travaillant sur la technologie.

"La physique et les concepts scientifiques ont été là-bas", a déclaré Cola. "Maintenant est le moment idéal pour essayer de nouvelles choses et de faire un travail de l'appareil, grâce aux progrès de la technologie de fabrication."

Utilisation métallique multi-parois des nanotubes de carbone et des techniques de fabrication à l'échelle nanométrique, Cola et collaborateurs Asha Sharma, Virendra Singh et Thomas Bougher construit des dispositifs qui utilisent la nature ondulatoire de la lumière plutôt que sa nature de particules. Ils ont également utilisé une longue série de tests - et plus d'un millier de dispositifs - de vérifier les mesures de la tension et de courant pour confirmer l'existence de fonctions rectenna qui avait été prédite théoriquement. Les dispositifs utilisés à une plage de températures de 5 à 77 degrés Celsius.

La fabrication des rectennas commence avec la croissance des forêts de nanotubes de carbone alignés verticalement sur un substrat conducteur. Utilisation atomique dépôt en phase vapeur chimique couche, les nanotubes sont revêtus d'un matériau d'oxyde d'aluminium pour les isoler. Enfin, le dépôt physique en phase vapeur est utilisé pour déposer des couches minces optiquement transparentes de calcium puis les métaux d'aluminium au sommet de la forêt de nanotubes. La différence de fonctions de travail entre les nanotubes et le calcium fournit un potentiel d'environ deux électrons-volts, soit suffisamment pour conduire des électrons sur les antennes de nanotubes de carbone quand ils sont excités par la lumière.

En fonctionnement, les ondes d'oscillation de la lumière passer à travers l'électrode transparente calcium-aluminium et d'interagir avec les nanotubes. Les jonctions métal-isolant-métal à l'extrémité des nanotubes servent redresseurs allumer et éteindre à intervalles femtoseconde, permettant électrons générés par l'antenne de circuler dans un sens dans l'électrode supérieure. Ultra-faible capacité, de l'ordre de quelques attofarads, permet la diode de diamètre de 10 nanomètres pour fonctionner à ces fréquences exceptionnelles.

"Un rectenna est essentiellement une antenne couplée à une diode, mais quand vous vous déplacez dans le spectre optique, cela signifie généralement une antenne à l'échelle nanométrique couplé à une diode métal-isolant-métal," a expliqué Cola. "Le plus vous pouvez obtenir l'antenne à la diode, la plus efficace, il est donc la structure idéale utilise l'antenne comme l'un des métaux dans la diode -.. Qui est la structure que nous avons fait"

Les rectennas fabriqués par le groupe de Cola sont cultivés sur des substrats rigides, mais le but est de les cultiver sur une feuille ou un autre matériau qui pourrait produire des cellules solaires flexibles ou photodétecteurs.

Cola voit les rectennas construits jusqu'à présent aussi simple preuve de principe. Il a des idées sur la façon d'améliorer l'efficacité en changeant les matériaux, l'ouverture des nanotubes de carbone pour permettre à plusieurs canaux de conduction, et la réduction de la résistance dans les structures.

"Nous pensons que nous pouvons réduire la résistance de plusieurs ordres de grandeur tout en améliorant la fabrication de nos structures de dispositifs," a-t-il dit. "Sur la base de ce que les autres ont fait et ce que la théorie nous montre, je crois que ces dispositifs pourraient obtenir à plus de 40 pour cent d'efficacité."

Comment le cerveau réagit aux menaces sociales?

Observant une personne menaçant l'autre est un événement banal. Maintenant, dans la recherche publiée dans eLife, les scientifiques ont utilisé à grande échelle d'enregistrement de neurones et grande analyse des données chez les singes pour permettre un premier aperçu du cerveau se souvenir et de rappeler le souvenir de ces interactions sociales négatives. La recherche révèle la structure complexe d'un réseau neuronal pour l'observation d'une interaction sociale négative et sa récupération à partir de la mémoire.

La recherche, menée par Naotaka Fujii et ses collègues du RIKEN Brain Science Institute au Japon, répond à la question de longue date si la mémoire d'une rencontre sociale observée peut être formé et a rappelé par la même voie neuronale. Pour tester cette idée, les auteurs d'une superposées 128 canaux à grande échelle tableau d'enregistrement sur un cortex de singe à enregistrer l'activité électrique tandis que le sujet a regardé des vidéos de un singe menace un autre. Dans les études de contrôle, les vidéos ont montré de l’interaction non menaçante.

Les chercheurs ont enregistré les données de l'activité cérébrale à un serveur et utilisé des techniques d'analyse Big Data pour calculer une valeur multidimensionnelle appelé ERC (Event causalité connexes) qui indexé l'évolution continue de l'activité cérébrale dans le temps, l'espace, et la direction de la communication entre les zones du cerveau au cours la tâche. L'ERC à son tour a été décomposé pour identifier les points chauds de l'activité du réseau l'équipe appelée "modules" qui identifié époques spécifiques dans les interactions de la menace sociale observés.

Les modules ont révélé un flux riche et dynamique de l'information dans le réseau de cerveau à une résolution sans précédent. Un module codé la formation d'une mémoire de l'interaction sociale observé révélant un flux d'informations provenant des zones de perception sensorielle aux structures cérébrales supérieures. Inversement, les animaux présentés avec les indices qui ont été observés dans les premières rencontres de la menace, tandis que le singe menaçante a été caché à la vue, ont montré le même réseau avec un débit de communication inversée, ce qui suggère que le même réseau a été utilisé pour percevoir et rappelant l'événement.

Les résultats ouvrent une fenêtre sur la structure des réseaux de cerveau pour les processus cognitifs tels que l'observation du comportement des autres. Les méthodes utilisées dans l'étude sont généralisables à d'autres situations nécessitant un traitement mental. Les résultats ont également des implications pour la cartographie de l'activité cérébrale par les grands projets du cerveau fédéraux, y compris l'initiative de cerveau nous et Human Brain Project UE indiquant que les technologies qui permettent de mesurer l'activité du cerveau devraient viser à surveiller non seulement les grandes populations de neurones, mais aussi leurs structures de communication du réseau.

Méthode pourrait rendre les piles à combustible d'hydrogène plus efficace

Avec la croissance de l'énergie éolienne et solaire et la popularité croissante des véhicules électriques, beaucoup de gens aux États-Unis ont peut-être oublié la promesse "économie de l'hydrogène." Mais dans les laboratoires de recherche du monde entier, les progrès se poursuivent. Maintenant, les scientifiques font état dans le Journal de l'American Chemical Society un nouveau processus qui pourrait nous aider à aller plus vite vers l'énergie à base d'hydrogène-durable.

L'un des principaux défis pour le développement de piles à combustible à hydrogène abordable a été stockage. L'hydrogène est explosif et nécessite conteneurs coûteuses pour le maintenir en toute sécurité. Mais récemment, les scientifiques ont montré que l'acide formique est un bon candidat pour le stockage de l'hydrogène. Le produit chimique industriel commun - aussi les trucs de venin de fourmi - est stable et peu coûteuse. Une molécule de l'acide est réalisée en cinq atomes, dont deux sont des atomes d'hydrogène. Mais diviser le acide formique pour libérer de l'hydrogène et de produire de l'électricité exige beaucoup de chauffage et de traitement. Donc Qiang Xu et ses collègues ont tenté de trouver une meilleure façon.

Les chercheurs ont développé une méthode simple pour produire un nanomatériau à base de palladium qui peut stimuler la dégradation de l'acide formique en hydrogène et dioxyde de carbone. Son efficacité a largement dépassé celle des autres catalyseurs hétérogènes signalés, disent-ils. Ils ont également constaté que le processus ne produit de dioxyde de carbone et d'hydrogène sans contamination par le monoxyde de carbone, qui a été un problème avec d'autres méthodes.

Seul neurone peut effectuer plus de 1000 mutations

Un seul neurone dans le cerveau d'un adulte normal a probablement plus d'un millier de mutations génétiques qui ne sont pas présents dans les cellules qui l'entourent, selon une nouvelle étude de l'Institut médical Howard Hughes (HHMI) des scientifiques. La majorité de ces mutations semblent survenir alors que les gènes sont en utilisation active, après le développement du cerveau est terminée.

"Nous avons constaté que les gènes que le cerveau utilise surtout sont les gènes qui sont les plus fragiles et plus susceptibles d'être muté», explique Christopher Walsh, un enquêteur HHMI à l'Hôpital pour enfants de Boston, qui a dirigé la recherche. Walsh, Peter Park, un biologiste de calcul à la Harvard Medical School, et leurs collègues ont rapporté leurs résultats dans le Octobre 2, 2015, numéro de la revue Science.

Il ne sait pas encore comment ces mutations naturelles impact sur la fonction d'un cerveau normal, ou dans quelle mesure ils contribuent à la maladie. Mais en traçant la distribution des mutations entre les cellules, Walsh et ses collègues sont déjà apprendre de nouvelles informations sur la façon dont le cerveau humain se développe. "Le génome d'un seul neurone est comme un dossier archéologique de cette cellule," dit Walsh. "Nous pouvons lire sa lignée dans le motif de mutations partagés. Nous savons maintenant que si nous avons examiné suffisamment de cellules dans assez de cervelle, nous pourrions déconstruire l'ensemble modèle de développement du cerveau humain."

Cellules de nombreuses formes, tailles, et la fonction sont intimement liés à l'intérieur du cerveau, et les scientifiques se demandent depuis des siècles comment cette diversité est générée. Les scientifiques sont plus intéressés dans le génome de la variabilité entre les neurones en raison de preuves du laboratoire de Walsh et d'autres qui mutations qui affectent seulement une petite fraction de cellules dans le cerveau peuvent causer des maladies neurologiques graves. Jusqu'à récemment, toutefois, les scientifiques qui voulaient explorer cette diversité ont été contrecarrés par la quantité d'ADN peu à l'intérieur des neurones: Bien que les chercheurs pourraient isoler le matériel génétique d'un neurone individuel, il n'y avait tout simplement pas assez d'ADN à la séquence, de sorte de cellule à cellule comparaisons étaient impossibles.

L'équipe de Walsh a entrepris ses études grâce à la technologie actuelle qui est devenue disponible dans les quelques dernières années pour amplifier les génomes complets de cellules individuelles. Avec beaucoup d'ADN maintenant disponible, les scientifiques ont pu séquencer entièrement le génome d'un neurone individuel et l'affouillement pour les endroits où le code génétique de cette cellule différente de celle des autres cellules.

Les scientifiques ont isolé et séquencé les génomes de 36 neurones à partir de cerveaux sains donnés par trois adultes après leur mort. A titre de comparaison, les scientifiques ont également séquencé l'ADN qu'ils isolés à partir de cellules dans le cœur de chaque individu. Cet effort a abouti à des montagnes de données, et le groupe de Walsh a fait équipe avec Park et Semin Lee, un stagiaire postdoctoral dans le groupe de parc, de donner un sens à tout cela.

Ce qu'ils ont trouvé était que le génome de chaque neurone était unique. Chacun avait plus de 1000 mutations ponctuelles (mutations qui modifient une seule lettre du code génétique), et seulement quelques mutations apparu dans plus d'une cellule. Qui plus est, la nature de la variation n’était pas tout à fait ce que les scientifiques avaient prévu.

"Nous nous attendions à ces mutations pour ressembler à des mutations de cancer», Walsh dit, expliquant que les mutations cancéreuses ont tendance à se poser lorsque l'ADN est imparfaitement copié en préparation pour la division cellulaire, "mais en fait, ils ont une signature unique qui leur est propre. Les mutations qui se produisent dans le cerveau semblent surtout se produire lorsque les cellules expriment leurs gènes ".

Les neurones ne se divisent pas, et la plupart du temps leur ADN est empaqueté étanche et protégée contre les dommages. Quand une cellule a besoin pour activer un gène, il ouvre l'ADN, ce qui expose le gène de manière à pouvoir être copiée en ARN, la première étape dans la production de protéines. Basé sur les types et les emplacements des mutations qu'ils ont trouvées dans les neurones, les scientifiques ont conclu que la plupart des dommages de l'ADN avait eu lieu au cours de ce processus de déroulage et de copie.

Alors que la plupart des mutations dans les neurones étaient uniques, un petit pourcentage ne tourner dans plus d'une cellule. Qui a signalé que ces mutations étaient originaires lorsque futures cellules du cerveau étaient encore divisent, un processus qui est terminée avant la naissance. Ces premières mutations ont été répercutées sur les cellules divisées et migrés, et les scientifiques ont été en mesure de les utiliser pour reconstruire une histoire partielle du développement du cerveau.

«Nous savions que les cellules qui partagent une certaine mutation étaient liés, de sorte que nous pourrions examiner comment les différentes cellules chez l'adulte ont été liés les uns aux autres au cours du développement," explique Mollie Woodworth, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Walsh. Leur cartographie a révélé que près corollairement cellules pourraient se retrouver assez éloignés les uns des autres dans le cerveau adulte. Un patch unique de tissu cérébral peut contenir des cellules de cinq lignées différentes qui ont divergé avant le développement du cerveau avait même séparés des autres tissus du fœtus. "Nous avons pu identifier des mutations qui ont eu lieu très tôt, avant l'existence du cerveau, et nous avons trouvé que les cellules qui avaient ces mutations ont été nichés à côté de cellules qui avaient totalement différentes mutations," dit Woodworth. En fait, les scientifiques ont constaté, un neurone particulier pourrait être plus étroitement lié à une cellule dans le cœur que de un neurone voisin.

Les scientifiques disent que les cellules se mêlant aux origines développementales différentes pourraient protéger le cerveau contre les effets des mutations précoces découlant, potentiellement nocifs. Bien que la plupart des mutations scientifiques catalogués étaient inoffensifs, ils ont fait des mutations de rencontre qui ont perturbé les gènes qui, quand diminué dans le cerveau, peuvent causer des maladies. "En ayant des populations très mélangées, les cellules qui sont à côté de l'autre et responsable d'une tâche similaire ne sont pas très étroitement liés les uns aux autres, de sorte qu'ils ne sont pas susceptibles de partager la même mutation délétère», explique Michael Lodato, qui est aussi un chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Walsh. Cela pourrait réduire le risque d'une mutation particulière interférer avec une fonction cérébrale localisée, il explique.

Pourtant, les scientifiques disent, cette abondance de mutations pourrait influencer le fonctionnement d'un cerveau normal. "Dans quelle mesure ces mutations clonales façonnent normalement le développement du cerveau, d'une manière négative ou d'une manière positive?" dit Walsh. "Dans quelle mesure avons-nous un patch de cerveau qui ne fonctionne pas tout à fait raison, mais pas tant que nous pourrions appeler ce une maladie? Voilà une grande question ouverte."

Poudre automoteur conçu pour arrêter une hémorragie sévère

Les chercheurs de l'UBC ont créé les premières particules automoteurs capables de délivrer des coagulants contre le flux de sang pour traiter une hémorragie sévère, potentiellement énorme progrès dans les soins de traumatologie.

"Le saignement est le tueur numéro un des jeunes, et la mort de la mère d'une hémorragie du post-partum peut être aussi élevé que celui de 50 naissances dans les milieux à faibles ressources ce sont donc des problèmes extrêmes», explique Christian Kastrup, professeur adjoint au Département de biochimie et de Biologie moléculaire et les Laboratoires Michael Smith de l'Université de la Colombie-Britannique.

Les méthodes traditionnelles de stopper une hémorragie sévère ne sont pas très efficaces lorsque la perte de sang provient l'intérieur du corps, comme l'utérus, des sinus ou de l'abdomen.

«Les gens ont développé des centaines d'agents qui peut coaguler le sang, mais le problème est qu'il est difficile de pousser ces thérapies contre le flux sanguin sévère, surtout assez loin en amont pour atteindre les vaisseaux qui fuient. Ici, pour la première fois, nous avons mis au point un agent qui peut faire cela ", a déclaré Kastrup.

Kastrup fait équipe avec un groupe de chercheurs, ingénieurs biochimiques et les médecins d'urgence de développer, carbonate de calcium micro-particules simples génératrices de gaz qui peuvent être appliquées sous forme de poudre pour arrêter le saignement critique.

Les particules agissent en libérant du dioxyde de carbone, comme les comprimés antiacides, pour les propulser vers la source de saignement.

Les formes de carbonate de micro particules poreuses qui peuvent se lier avec un agent de coagulation connu comme l'acide tranexamique, et le transporter à travers les plaies et en profondeur dans le tissu endommagé.

Après des études de modélisation et le mouvement des particules in vitro, les chercheurs ont confirmé leurs résultats en utilisant deux modèles animaux. Même dans un scénario qui imitait un événement catastrophique comme une blessure par balle à une artère fémorale, les particules se sont révélées très efficaces pour arrêter le saignement.

Bien que les tests et le développement beaucoup plus rigoureuse est nécessaire pour amener l'agent sur le marché, les particules pourraient avoir un large éventail d'utilisations, des opérations de sinus pour le traitement des blessures de combat.

"La zone que nous sommes vraiment en se concentrant sur est hémorragie post-partum: dans l'utérus, après l'accouchement où vous ne pouvez pas voir les vaisseaux endommagés, mais vous pouvez mettre la poudre dans ce domaine et les particules peuvent propulser et de trouver les vaisseaux endommagés", a déclaré Kastrup.

L'exposition au plomb chez les mères peut affecter les générations futures

Une équipe de chercheurs de l'Université Wayne State ont découvert que les mères ayant des niveaux élevés de plomb dans leur sang ne touchent pas seulement les cellules fœtales de leurs enfants à naître, mais aussi leurs petits-enfants. Leur étude, hérédité épigénétique multigénérationnels chez les humains: changements de méthylation d'ADN associés à l'exposition maternelle au plomb peut être transmis aux petits-enfants, a été publié en ligne cette semaine dans les rapports scientifiques.

Il est un fait connu que les bébés dans l'utérus peuvent être affectés par de faibles niveaux d'exposition au plomb. Si une femme enceinte est exposée au plomb, le plomb traverse le placenta dans les os en développement du bébé et d'autres organes. Les femmes enceintes atteintes d'une exposition antérieure au plomb peuvent également affecter le cerveau de l'enfant à naître, causant des problèmes de développement plus tard dans la vie. Des études antérieures ont suggéré que l'exposition à des substances toxiques de métaux lourds peut influencer le profil de méthylation d'ADN globale d'une personne.

Dans l'étude récente menée par l'Etat de Wayne Douglas Ruden, Ph.D., professeur au Département d'obstétrique et de gynécologie et de l'Institut des sciences de la santé environnementale, directeur d'Epigenomics, et le chef de programme au Centre de réponses urbaines aux agresseurs environnementaux, il et son équipe de recherche a révélé que l'exposition au plomb peut causer des changements spécifiques dans méthylation de l'ADN, qui peuvent être détectés dans les taches de sang séché delà d'une génération. Les taches de sang néonatal à la fois des mères et des enfants dans cette étude ont été obtenues à partir du Michigan néonatale Biobanque, une ressource unique qui possède la plupart des taches de sang séché néonatals d'enfants nés dans le Michigan depuis 1984.

Selon Ruden, effets épigénétiques des expositions environnementales au-delà d'une génération n'a pas encore été démontré chez l'homme avant cette étude. Lui et son équipe a testé l'hypothèse que l'exposition des cellules germinales fœtal humain à des toxines environnementales provoque des changements épigénétiques dans le sang du nouveau-né de un petit-fils d'une femme enceinte exposée.

"Nos résultats suggèrent que l'exposition au plomb pendant la grossesse affecte le statut de méthylation d'ADN des cellules germinales fœtales, de ce qui conduit à altérée méthylation de l'ADN dans néonatales taches de sang séché de petits-enfants», a déclaré Ruden. "Ceci est la première démonstration qu'une exposition environnementale chez les femmes enceintes peut avoir un effet épigénétique sur le motif de méthylation d'ADN dans les petits-enfants."

L'équipe de recherche a déclaré que ce roman, la conception d'étude de deux générations pourrait être en mesure d'identifier les gènes qui peuvent servir de biomarqueurs candidats que possible pour les futurs transgénérationnels des études d'évaluation des risques.

"Notre étude pilote fournit une preuve indirecte que l'exposition au plomb chez les femmes lors de l'accouchement peut affecter le statut méthylation de l'ADN spécifique de locus de petits-enfants», a déclaré Ruden. "Cependant, les profils de méthylation d'ADN altérés de sang des petits-enfants sont apparemment normalisés pendant le développement post-natal. En outre, l'exposition du fœtus lignée germinale de mener apparemment a des conséquences différentes épigénétiques que l'exposition aiguë de l'enfant."

L'exposition à des produits chimiques toxiques menaçant la reproduction et la santé humaine

Une augmentation spectaculaire de l'exposition à des produits chimiques toxiques dans les quatre dernières décennies menacent la reproduction et la santé humaine, selon la Fédération internationale de gynécologie et d'obstétrique (FIGO), la première organisation mondiale de la santé reproductive de prendre un stand sur l'exposition humaine aux produits chimiques toxiques.

L'avis a été écrit par des gynécologues-obstétriciens et les scientifiques de l'envergure mondiale, Etats-Unis, Royaume-Uni et les sociétés professionnelles de la santé en matière de reproduction canadiens, l'Organisation mondiale de la santé et de l'Université de Californie, San Francisco (UCSF).

FIGO, qui représente les obstétriciens de 125 pays et territoires, a publié l'opinion dans le Journal international de gynécologie et d'obstétrique le 1er octobre 2015, juste avant sa 4 au 9 octobre 2015, le Congrès mondial à Vancouver, en Colombie-Britannique, où plus de 7000 cliniciens et les scientifiques vont explorer les tendances mondiales dans les questions de santé des femmes.

"Nous nous noyons notre monde dans les produits chimiques non testés et non sécuritaires, et le prix que nous payons en termes de notre santé de la reproduction est très préoccupante", a déclaré Gian Carlo Di Renzo, MD, Ph.D., secrétaire honoraire de la FIGO et principal auteur de la FIGO opinion. Selon Di Renzo, les professionnels de la santé de la reproduction "témoin de première main le nombre croissant de problèmes de santé de leurs patients, et prévenir l'exposition à des produits chimiques toxiques peuvent réduire ce fardeau sur les femmes, les enfants et les familles dans le monde entier."

Fausse couche et encore la naissance, la croissance du fœtus, les malformations congénitales, développement neurologique altérée ou réduite et la fonction cognitive, et une augmentation des cancers, des problèmes d'attention, les comportements du TDAH et d'hyperactivité sont parmi la liste des mauvais résultats de santé liés aux produits chimiques tels que les pesticides, les polluants atmosphériques , des plastiques, des solvants et plus, selon l'opinion de la FIGO.

"Qu'est-ce que la FIGO est dit est que les médecins doivent faire plus que conseiller simplement les patients sur les risques sanitaires de l'exposition aux produits chimiques», a déclaré Jeanne A. Conry, MD, Ph.D., co-auteur de l'opinion de la FIGO et ancien président de l'American College des obstétriciens et gynécologues, qui a émis un avis sur les produits chimiques et la santé reproductive en 2013. «Nous devons plaider pour des politiques qui permettront de protéger nos patients et les collectivités contre les dangers de l'exposition involontaire à des produits chimiques toxiques."

Fabrication de produits chimiques devrait croître rapidement dans les pays en développement au cours des cinq prochaines années, selon la FIGO. Aux États-Unis seulement, plus de 30.000 tonnes de produits chimiques par personne sont fabriquées ou importées, et pourtant la grande majorité de ces produits chimiques n'a pas été testée. Chemicals parcourent le monde entier par l'intermédiaire d'accords commerciaux internationaux, tels que le commerce transatlantique et Partenariat pour l'investissement, qui est en cours de négociation entre l'Union européenne et les États-Unis. Les groupes environnementaux et de santé ont critiqué l'accord proposé pour les contrôles et règlements destinés à protéger les communautés contre les produits chimiques toxiques affaiblir.

«L'exposition à des produits chimiques dans les fournitures air, la nourriture et de l'eau affecte de manière disproportionnée les pauvres", a déclaré Linda Giudice, MD, PhD, MSc, une FIGO opinion co-auteur, ancien président de l'American Society for Reproductive Medicine (de l'ASRM) et président du l'UCSF Département d'obstétrique, de gynécologie et des sciences de la reproduction. "Dans les pays en développement, les infections des voies respiratoires inférieures sont plus de deux fois plus susceptibles d'être causés par des expositions chimiques que dans les pays développés."

L'exposition à des produits chimiques toxiques de l'environnement est liée à des millions de morts et coûte des milliards de dollars chaque année, selon l'opinion de la FIGO, qui cite les exemples suivants:

• Près de 4 millions de personnes meurent chaque année à cause de l'exposition à la pollution de l'air intérieur et extérieur ainsi que de mener.

• intoxications par les pesticides des travailleurs agricoles en Afrique sub-saharienne coût est estimé à 66 milliards $ entre 2005-2020.

• Les soins de santé et d'autres coûts de l'exposition aux perturbateurs endocriniens en Europe sont estimés à être à un minimum de 157 milliards d'euros par an.

• Le coût des maladies infantiles liées à des toxines environnementales et les polluants dans l'air, la nourriture, l'eau, le sol et dans les maisons et les quartiers a été calculé à 76.6 milliards $ en 2008 aux Etats-Unis.

"Compte tenu des preuves des impacts négatifs sur la santé liés aux produits chimiques toxiques, y compris le potentiel de nuisance intergénérationnelle accumulation, FIGO a judicieusement proposé une série de recommandations que les professionnels de santé peuvent adopter pour réduire le fardeau de produits chimiques dangereux sur les patients et les collectivités», a déclaré la FIGO Président Sabaratnam Arulkumaran, MBBS, qui est également président de l'Association médicale de la Colombie.

FIGO propose que les médecins, les sages-femmes et autres professionnels de la santé de la reproduction plaider pour des politiques visant à prévenir l'exposition à des produits chimiques toxiques de l'environnement; travailler pour assurer un système alimentaire sain pour tous; faire partie de la santé environnementale des soins de santé; et le champion de la justice environnementale.