تاثیر دمای مغز بر فعالیت عصبی
تاریخ انتشار: ۳ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۱۷۴۲۸۱
به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، ژول در سال ۱۸۴۰ کشف کرد که اثرات حرارتی مقادیر مساوی الکتریسیته ارسالی متناسب با مقاومتهای مخالف عبور آن است.
گرمایش ژول تابعی از اصطکاک جریان بار در یک هادی است و تولید گرمای مقاومتی مستقل از ذخیره انرژی در خازن یا عناصر مدار القایی است. در نتیجه، تمام تحریکات سیستم عصبی باعث تولید گرما در اجزای الکتریکی و هادیهای عصبی که جریان الکتریکی از طریق آنها جریان مییابد، میشود.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
تابستان گذشته، آتشسوزیهای ویرانگر در سراسر سیبری، آلاسکا و مناطق یخزده کانادا بیداد کرد. آنها تا حدودی ناشی از افزایش دمای جهانی هستند که توانایی باکتریها را برای متابولیسم مواد گیاهی و حیوانی در خاک تسریع میکند. این شرایط محیطی یک اصل اساسی فیزیک را نشان میدهد، دما یک عامل کلیدی در واکنشهای شیمیایی است. تغییرات کوچک (حتی در دمای زیر صفر) میتواند اثرات فاجعه باری داشته باشد.
محققان کشف کردهاند که فیزیک این پدیده محیطی با فعالیت مغز نیز مرتبط است. آنها همچنین دریافتند که حتی افزایش جزئی دما در حین تحریک مغز میتواند عمیقاً فعالیت مغز را با پیامدهای منفی تغییر دهد.
محققان به همین دلیل تصمیم گرفتند تا اصول فیزیک را در فرآیندهای بیولوژیکی در مغز اعمال کنند.
تمام اشکال تحریک الکتریکی و مغناطیسی مغز انرژی گرمایی را در آنجا ذخیره میکنند، زیرا فعالیت در سیمها باعث تولید گرما میشود.
به گفته محققان، تغییرات دمایی در مغز باید توسط دستگاههای تحریک الکتریکی مغز مانند تحریک عمیق مغز، که در بیماران مبتلا به صرع و بیماری پارکینسون استفاده میشود، ایجاد شود.
شلیک نورونها نیز تحت تأثیر تغییرات دما در مغز قرار میگیرد. پمپهای مولکولی غشای سلولهای عصبی را میپوشانند و آنها را با انرژی آزاد شده در طول فعالیت مغز شارژ الکتریکی میکنند.
محققان نشان دادند که اگر سلولها سریعتر از حدی که بارها میتوانند گرم شوند، گرم بشوند ممکن است فعالیت عصبی کمتر یا بیشتر از حد معمول ایجاد کنند. حتی تغییرات جزئی دما ناشی از تحریک الکتریکی مغز (کمتر از یک درجه سانتیگراد) میتواند باعث تغییرات قابل توجهی در فعالیت عصبی شود.
نورونها میتوانند با گرم شدن خاموش شوند. اگر به آنها اجازه دهید تا در دمای متوسط خود خنک شوند، میتوانند بسیار تحریک شوند.
دکتر «استیون شیف»، جراح مغز و اعصاب در دانشکده پزشکی ییل و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: دیدن این اثرات چشمگیر بر فعالیت مغز ناشی از تغییرات جزئی دما به این معنی است که اکنون باید چنین تغییرات دمایی کوچکی را در نظر بگیریم.
مدتها پیش، فیزیکدان «جیمز ژول» به ما آموخت که هیچ راهی برای حل این مشکل وجود ندارد. وقتی جریان الکتریکی از سیمهای رسانای کوچک عبور میکند تا میدانهای الکتریکی یا مغناطیسی برای تحریک مغز ایجاد شود، گرما هم در سیمها و هم در مغز رسانا تولید میشود.
بنابر اعلام وبگاه تی ای، دکتر «ویلیام استیسی» استادیار علوم اعصاب و مهندسی زیست پزشکی در دانشگاه میشیگان، گفت: این مقاله یک تور واقعی از ترکیب مدلهای مختلف رفتار فیزیکی برای بررسی مجدد برخی استانداردهای قدیمی است.
ترکیب مدلسازی با آزمایشهای هوشمندانه، نتیجه بسیار جالب و غیرمنتظرهای را ارائه کرد که گرما ممکن است شلیک عصبی را سرکوب کند. این مدل همچنین میتواند روشهای جدیدی را برای دستکاری فعالیت عصبی ارائه دهد.
منبع: خبرگزاری صدا و سیما
کلیدواژه: فعالیت عصبی فعالیت مغز
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.iribnews.ir دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری صدا و سیما» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۱۷۴۲۸۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
کشف جدیدی در مورد صاعقه برای اولین در جهان
گروهی از محققان از سوئیس و سوئد به کشفی پیشگامانه دست یافتهاند که نور جدیدی را بر اسرار پنهان رعد و برق میتاباند و این کشف، مشاهده اشعهایکسی است که توسط یک صاعقه مثبت رو به بالا تولید میشود.
به گزارش ایسنا، موارد کمی میتوانند به طور مکرر حیرت انسانها را در سرتاسر جهان برانگیزند اما یکی از آن موارد رعد و برقی است که در آسمان شب ظاهر میشود. با این وجود صاعقه فراتر از زیبایی مسحورکنندهای که دارد، یک پدیده طبیعی قدرتمند و پیچیده است که دانشمندان هنوز در تلاش برای درک کامل آن هستند.
رعد و برق به صورت اشکال مختلفی در میآید، اما یکی از جذابترین آنها رعد و برق به سمت بالا است. همانطور که از نام آن پیداست، رعد و برق به سمت بالا از بالای سازههای بلند مانند آسمان خراشها، توربینهای بادی یا برجهای ارتباطی سرچشمه میگیرد و به سمت ابرها پرتاب میشود. این یک پدیده نسبتا نادر است، اما میتواند آسیب قابل توجهی ایجاد کند.
به نقل از اساف، یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی توما اورگل-شومونت(Toma Oregel-Chaumont) از موسسه فناوری فدرال سوئیس در لوزان(EPFL) در مرکز تحقیقاتی رعد و برق سنتیس (Säntis) در کوههای آلپ آپنزل در شمال شرقی سوئیس به کشف دست یافتند. این مرکز منحصر به فرد در بالای کوه سنتیس، کوهی به ارتفاع ۲۵۰۲ متر قرار دارد که سالانه بیش از ۱۰۰ صاعقه مستقیم به برج ۱۲۴ متری خود را تجربه میکند. این برج مجهز به مجموعهای از ابزارهای پیچیده از جمله دوربینهای پرسرعت، آشکارسازهای اشعه ایکس، حسگرهای میدان الکتریکی و دستگاههای اندازهگیری جریان است.
با استفاده از این ابزار، محققان چهار رعد و برق مثبت به سمت بالا را ضبط و تجزیه و تحلیل کردند. آنها انتشار پرتو ایکس را در مرحله اولیه هدایتگر منفی رو به بالا که بخشی از رعد و برق است که به صورت پلکانی از برج به سمت بالا منتشر میشود، شناسایی کردند. این اولین باری است که چنین انتشاری از اشعهایکس که مستقیما با روند «پلکانی» یک هدایتگر منفی رو به بالا مرتبط است، مشاهده میشود.
مکانیسم واقعی که رعد و برق توسط آن شروع و منتشر میشود هنوز یک راز باقی مانده است. مشاهده صاعقه به سمت بالا از سازههای بلند مانند برج سنتیس این امکان را فراهم میکند که ارتباط اندازهگیریهای اشعه ایکس با سایر کمیتهای اندازهگیری شده به طور همزمان، مانند مشاهدات ویدئویی با سرعت بالا و جریانهای الکتریکی بررسی شود.
تصور میشود پرتوهای ایکس مشاهده شده در این مطالعه توسط فرآیندی تولید میشوند که زمانی اتفاق میافتد که الکترونها به طور ناگهانی کاهش مییابند. میدانهای الکتریکی شدیدی که در جریان تخلیه رعد و برق ایجاد میشود، الکترونها را به سرعتهای بالا شتاب میدهند. هنگامی که این الکترونها با مولکولهای هوا برخورد میکنند، به طور ناگهانی کند میشوند و انرژی اضافی خود را به شکل اشعه ایکس آزاد میکنند.
جالب توجه است که محققان دریافتند که فرکانس و انرژی پالسهای اشعه ایکس با گذشت زمان کاهش مییابد. این نشان میدهد که با دور شدن نوک هدایتگر از برج و کاهش قدرت میدان الکتریکی، شرایط برای تولید اشعه ایکس مساعدتر میشود.
این مطالعه نه تنها درک اساسی ما از تشکیل رعد و برق را ارتقا میدهد، بلکه پیامدهای عملی مهمی نیز دارد. با توجه به اینکه رعد و برق سالانه بیش از ۴۰۰۰ کشته و میلیاردها دلار خسارت در سراسر جهان ایجاد میکند و سوئیس به تنهایی ۱۵۰ هزار ضربه سالانه را تحمل میکند، درک بهتر نحوه شکلگیری صاعقه برای کاهش خطر و طراحی سیستمهای حفاظتی موثرتر بسیار مهم است.
علاوه بر این، این مطالعه بر اهمیت تحقیقات چند رشتهای و مشارکتی در مواجه با سؤالات علمی پیچیده تأکید میکند. این گروه از متخصصان، الکتریسیته جوی، فیزیک پرانرژی و ابزار دقیق را برای طراحی و اجرای این آزمایش پیشگامانه گردهم آوردند.
مشاهدات در سنتیس ادامه دارد و دانشمندان قصد دارند یک حسگر مایکروویو را به زرادخانه تجهیزات برج اضافه کنند. این حسگر میتواند به تعیین اینکه آیا این فرآیند در رعد و برق رو به پایین نیز رخ میدهد یا خیر، کمک کند.
انتهای پیام