terça-feira, 2 de julho de 2024

Pesquisadores descobrem 'cola molecular' que faz memórias durarem a vida toda

Os pesquisadores finalmente descobriram as proteínas que permitem a formação de memórias de longo prazo em nossas mentes. Essa descoberta pode explicar como conseguimos reter memórias da nossa infância e outras de muito tempo atrás com facilidade. O estudo foca na descoberta do papel de uma molécula chamada KIBRA. A molécula serve como um adesivo para outras moléculas solidificarem a formação da memória.

A necessidade de compreender o mecanismo de preservação da memória de longo prazo

Estudos anteriores estabeleceram que a informação é armazenada nos neurônios na forma de sinapses fortes e fracas. São as sinapses que determinam o tipo de conectividade e função da rede neural. Os pesquisadores se concentraram nas sinapses para a pesquisa. Eles estavam interessados ​​em descobrir como as sinapses sustentavam a memória por longos períodos. As moléculas dentro das sinapses se movem constantemente, e continuam sendo substituídas em questão de horas ou dias. Os pesquisadores queriam encontrar uma resposta para a questão da preservação da memória de longo prazo ao longo de vários anos e décadas. Os pesquisadores se concentraram na proteína expressa no rim e no cérebro (KIBRA) em camundongos para descobrir mais sobre o processo de preservação da memória de longo prazo. Em humanos também, as variantes genéticas da KIBRA são conhecidas por estarem associadas à memória boa ou ruim. No início de 1984, foi proposto que a interação contínua entre proteínas sinápticas mantinha o fortalecimento das sinapses diante da renovação molecular. Porém, desta vez a pesquisa se concentrou no comportamento do KIBRA com outras moléculas como a proteína quinase Mzeta (PKMzeta), que são essenciais para a formação da memória. Os experimentos com camundongos revelaram que KIBRA era o principal elo na formação de memórias de longo prazo. O estudo diz que KIBRA atua como uma cola para unir sinapses fortes, PKMzeta, e sinapses fracas.

Descobertas e aplicações

“Esforços anteriores para entender como as moléculas armazenam memória de longo prazo se concentraram nas ações individuais de moléculas individuais”, explica André Fenton, professor de neurociência na Universidade de Nova York e um dos principais pesquisadores do estudo. “Nosso estudo mostra como eles trabalham juntos para garantir o armazenamento perpétuo da memória.” “Uma compreensão mais firme de como mantemos nossas memórias ajudará a orientar os esforços para iluminar e abordar as aflições relacionadas à memória no futuro”, acrescentou Todd Sacktor, professor da SUNY Downstate Health Sciences University e um dos principais investigadores do estudo. O artigo afirma ainda que quebrar o vínculo KIBRA-PKMzeta pode apagar memórias antigas. “O mecanismo de marcação sináptica persistente explica pela primeira vez esses resultados que são clinicamente relevantes para distúrbios neurológicos e psiquiátricos da memória”, observou Fenton. “O mecanismo persistente de marcação sináptica que encontramos é análogo à forma como as novas tábuas substituem as velhas para manter a nave de Teseu durante gerações, e permite que as memórias durem anos, mesmo quando as proteínas que mantêm a memória são substituídas”, diz Sacktor. Sacktor observou ainda que, embora Crick tenha previsto este mecanismo há muito tempo, foram necessários “40 anos para descobrir que os componentes são KIBRA e PKMzeta e para descobrir o mecanismo da sua interação”.

Fonte: https://interestingengineering.com/

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segunda-feira, 1 de julho de 2024

Termômetro quântico da China medirá temperaturas próximas de 6 mili-Kelvin

 

Pesquisadores chineses alcançaram um avanço na computação quântica com um termômetro de óxido de rutênio de alto desempenho e resistente a interferências. O avanço foi feito por cientistas chineses no Anhui Quantum Computing Engineering Research Center. O termômetro desenvolvido pela QuantumCTek atinge uma temperatura inicial próxima a 6 milikelvin (mK), estabelecendo um novo recorde na China e avançando a tecnologia de medição de temperatura ultrabaixa do país para computação quântica supercondutora para a vanguarda global.  De acordo com o especialista chinês Li Xu da QuantumCTek, “zero absoluto”, aproximadamente 273,15 graus Celsius negativos (0 Kelvin), é comumente conhecido como a “temperatura mais baixa do universo”. Representa o limite teórico para temperaturas termodinâmicas alcançáveis. Usar termômetros de óxido de rutênio para monitorar a temperatura de um chip quântico é essencial para garantir a operação estável do computador quântico e melhorar a precisão e a confiabilidade de seus cálculos.

Os chips quânticos exigem quase 'zero absoluto' para evitar perda de informações

Li também acrescentou que os chips quânticos requerem operação próxima do “zero absoluto” porque os estados quânticos são extremamente delicados. Mesmo a menor variação de temperatura pode causar perda de informação quântica.  Portanto, o monitoramento preciso da temperatura de um chip quântico usando termômetros de óxido de rutênio é crucial para garantir a operação estável dos computadores quânticos.  Segundo Li, isso aumenta a precisão e a confiabilidade dos cálculos realizados por essas poderosas máquinas. Wang Zhehui, vice-diretor do Centro de Pesquisa de Tecnologia de Engenharia de Informação Quântica de Anhui, disse que o novo termômetro é um avanço significativo para as capacidades da China na cadeia da indústria de computação quântica supercondutora.

Outro marco na série de avanços dos cientistas chineses

Recentemente, os cientistas chineses alcançaram outro avanço na infraestrutura de computação quântica. O Centro de Pesquisa de Engenharia de Computação Quântica de Anhui, na cidade de Hefei, província de Anhui, produziu com sucesso o refrigerador de diluição Origin SL1000, que posiciona a China na vanguarda da tecnologia de refrigeração por diluição e marca um avanço significativo no cenário global de computação quântica. O refrigerador de diluição, essencial para computadores quânticos supercondutores, cria um ambiente ultrafrio próximo ao zero absoluto para operar chips quânticos. O novo modelo Origin SL1000 oferece melhorias significativas em espaço e eficiência de resfriamento em comparação com versões anteriores. O Origin SL400 acomoda 336 cabos coaxiais especiais de alta frequência e temperaturas extremamente baixas, enquanto o Origin SL1000 pode acomodar 840 cabos, atendendo aos exigentes critérios para estabelecer ambientes operacionais para chips quânticos supercondutores de mais de 100 bits”, explicou Zhang Junfeng, representante do Centro Provincial de Pesquisa em Engenharia de Computação Quântica de Anhui. Zhang comparou a atualização do Benyuan SL400 para o Benyuan SL1000 ao aumento da potência de um ar-condicionado de 1,5 para 3, destacando uma melhoria significativa no desempenho. Os refrigeradores de diluição são avaliados com base em sua capacidade de resfriamento, que é crucial para manter as temperaturas ultrabaixas necessárias para operações de computação quântica.

Fonte: https://interestingengineering.com/

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