מהנשמדע 27/12 - מחקרים חדשים ביותר

מה חדש?

• פתרון לבעיית שלושת הגופים

• מה גורם לתנועת העיניים בזמן שנת חלום?

• השורדים האחרונים באי

• מכשיר אולטרסאונד מבוסס לייזר

• אוסטרליה בוערת

• איך מייצרים ביציות?

• תחזית של פעילות מוחית

פתרון לבעיית שלושת הגופים

חוקרים מישראל ומצ'ילה פיתחו פתרון סטטיסטי לבעיית שלושת הגופים, המעסיקה מדענים מאז ימי ניוטון. בעיית שלושת הגופים מטרידה פיזיקאים קרוב לשלוש מאות שנה. הבעיה עוסקת בשאלה כיצד יתנהגו שלושה גופים המפעילים זה על זה כוחות הדדיים כמו כוח הכבידה, ואיך לחשב את מסלול תנועתם. מחקר חדש מציע פתרון לבעיית שלושת הגופים. הדמיות שנעשו בעזרת חוקי ניוטון מלמדות שמפגשים של שלושה כוכבים יוצרים מסלול סבוך שמסתיים בכך שאחד הכוכבים "נזרק" מחוץ למערכת והשניים הנותרים ממשיכים לנוע ביחד ולהקיף זה את זה. המחקר החדש הוא פריצת דרך של ממש בהתמודדות עם הבעיה המעסיקה פיזיקאים עוד מימי ניוטון. אמנם הוא אינו מספק פתרון מלא לבעיית שלושת הגופים, אך השיטה הסטטיסטית עשויה בהחלט לסייע בניתוח ובהבנה של אירועים אסטרונומיים משמעותיים, כמו לדוגמה מיזוגי החורים השחורים שנמדדים בגלאי גלי הכבידה LIGO. לקריאה בהרחבה באתר מכון דוידסון לחצו כאן.

מה גורם לתנועת העיניים בזמן שנת חלום?

אחד המאפיינים העיקריים של שנת חלום היא ריצודי עיניים מהירים (רע"מ). עד היום עדיין לא לחלוטין ברור מה גורם לתנועת העיניים במצב שינה זה, שכן שאר שרירי השלד נמצאים במצב משותק בשלב זה של השינה, כדי שלא נפגע בעצמנו בטעות בזמן החלום. כעת, חוקרי מוח משווייץ גילו בעכברים את תאי העצב שאחראים על תנועת העיניים בזמן שנת רע"מ. תאים אלה נמצאים בגזע המוח וכאשר הפעילו אותם באופן מלאכותי הופעלו ריצודי העיניים המאפיינים שנת חלום. כאשר השתיקו את הפעילות של תאי תאי העצב האלה, הופסקו תנועות העיניים רק בזמן השינה. בשלב הבא, החוקרים מתכוונים לנסות לזהות את התאים האחראים על רע"מ בבני אדם. לקריאה בהרחבה (באנגלית) לחצו כאן.

אלכס אברוטין

השורדים האחרונים באי

תיארוך מחודש של עצמות הומו ארקטוס שנמצאו באינדונזיה מראה שהמין שרד עד לפני כמאה אלף שנים, הרבה אחרי שחשבו שכבר נכחד. החוקרים השתמשו בשיטות תיארוך מתקדמות על גולגלות ועצמות רגליים שנמצאו לפני כ-90 שנה, והגיעו למסקנה שגילם של המאובנים הוא כ-108 עד 117 אלף שנה לפני זמננו – עשרות אלפי שנים מאוחר יותר מהמאובנים הצעירים ביותר של הומו ארקטוס שהיו ידועים עד כה, ומאות אלפי שנים לאחר שהמין נכחד במקומות אחרים, כמו אפריקה וסין. המין שלנו, הומו ספיאנס, התפתח ככל הנראה מאוכלוסייה מוקדמת יותר של הומו ארקטוס באפריקה. המחקר מראה שוב שהאבולוציה שלנו, ושל כל יצור אחר, לא מתקדמת בקו ישר, כאשר מין אחד נכחד והאחר תופס את מקומו, אלא באופן מורכב הרבה יותר, כשמינים רבים חיים במקביל. לקריאה בהרחבה באתר שלנו לחצו כאן.

מודל של האדם הקדמון הומו ארקטוס | Science Photo Library

ד"ר יונת אשחר

מכשיר אולטרסאונד מבוסס לייזר

חוקרים מ-MIT פיתחו מכשיר אולטרסאונד מבוסס לייזר, באמצעותו ניתן לבצע בדיקות אולטרסאונד בבני אדם ללא מגע בין המכשיר לנבדק. המכשיר מבוסס על שני לייזרים: הלייזר הראשון שולח קרניים בפעימות קצרות ומהירות אל גוף הנבדק. כתוצאה מכך, הרקמות הקרובות לעור מתחממות ומתקררות במהירות. ההתרחבות וההתכווצות המחזורית של הרקמות יוצרות ויברציות שמתורגמות לגלי קול הנשלחים אל תוך גוף הנבדק. הלייזר השני מודד את ההחזר של גלי הקול מהעור, אותם החוקרים מתרגמים לתמונה בדומה למכשיר האולטרסאונד הקונבנציונלי, על פי אפקט דופלר. החוקרים מקווים כי ניתן יהיה להשתמש במכשיר החדש במקרים בהם מגע בין הנבדק למכשיר הוא בעייתי, כמו תינוקות ואנשים הסובלים מכוויות. לקריאה בהרחבה על המחקר (באנגלית) לחצו כאן. | כתבת וידאו שלנו על אפקט דופלר כאן.

יפתח דיבון

אוסטרליה בוערת

מאז חודש אוגוסט ועד היום משתוללות במזרח אוסטרליה שריפות ענק בעוצמה חסרת תקדים. עד כה עלו באש למעלה מ-27,000 קילומטרים רבועים, שטח הגדול מכל ישראל. מלבד שטחים טבעיים נרחבים, הושמדו עד כה גם מאות בתי מגורים ולפחות תשעה בני אדם איבדו את חייהם. שירותי הכיבוי מותשים ומחכים לבואם של הגשמים הראשונים שאמורים להגיע בסוף חודש ינואר. מדוע השריפות השנה חמורות כל כך? הסיבה המרכזית היא מזג האוויר היבש באופן קיצוני שחווה אוסטרליה, וזה נובע בין השאר מגורמים טבעיים כמו "דיפול האוקיינוס ההודי", תופעת אקלים מחזורית שגורמת לירידה בלחות ובמשקעים מעל ליבשת. תופעה נוספת התורמת ליובש היא הנדידה צפונה של חגורת הרוחות המערביות שמקיפה את יבשת אנטארקטיקה, שמונעת חדירה של אוויר לח מהאוקיינוסים אל שטחה של אוסטרליה. הקהילה המדעית חלוקה בנוגע למעורבות של שינוי האקלים הגלובלי, המונע בידי פעילות האדם, ביובש האוסטרלי ובשריפות. הסוגיה עוררה ויכוח טעון בפוליטיקה ובתקשורת האוסטרלית. לקריאה בהרחבה (באנגלית) לחצו כאן.

אור אליאסון

איך מייצרים ביציות?

חוקרים מסין הצליחו להפוך תאי גרנולוזה של עכברות (granulosa) לביציות תקינות. תאי גרנולוזה הם תאים שנמצאים בשחלה ותפקידם לייצר הורמונים ופקטורי גדילה שעוזרים להתפתחות הביציות בשחלה. כאשר רופאים מבצעים הפריה חוץ גופית, הם מוציאים את הביצית מהזקיק השחלתי ונפטרים משאר התאים בזקיק, בינהם גם תאי הגרנולוזה. "מכיוון שמסביב לכל ביצית יש אלפי תאי גרנולוזה, אם נוכל להפוך אותם לתאי גזע ולפתח גם מהם ביציות, אנחנו למעשה הורגים שתי ציפורים במכה", אמר לין ליו (Liu), מוביל המחקר - שכן אז נוכל להשתמש גם בביצית וגם בתאים שאחרת היו מבוזבזים. החוקרים פיתחו "קוקטייל" כימי שמאפשר לתאי גרנולוזה של עכברות "לחזור אחורה" למצב פחות ממויין, בדומה לתאי גזע, שיכולים להפוך לכמה סוגי תאים. באמצעות קוקטייל נוסף הכניסו אותם לחלוקת הפחתה (מיוזה) שבסופה נוצרים תאי ביצית. את תאי הביצית האלו החוקרים היפרו עם תאי זרע, ואת העוברים השתילו ברחמן של עכברות. הצאצאים שהתפתחו מהביציות האלה היו בריאים ופוריים (ראו תמונה). לטענת החוקרים מדובר במחקר פורץ דרך, אך הדרך ליישום בבני אדם עדיין רחוקה מאוד. לקריאה בהרחבה לחצו כאן.

צאצאים בריאים ופוריים, אחד הצאצאים | צילום: Lin Liu

אלכס אברוטין

תחזית של פעילות מוחית

חוקרים מהטכניון הצליחו לנבא פעילות מוחית על בסיס הקישורים העצביים במוח של עכברים. החוקרים מהפקולטה לרפואה סרקו מוחות של 19 עכברים ובאמצעות הדמיות מחשב יצרו מעין מפת תפקוד עבור כל עכבר, החוזה כיצד יפעלו אזורי המוח השונים על סמך הקישוריות במוח של עכבר מסוים. הם אימתו את התחזית באמצעות בדיקת MRI תפקודי (fMRI) שמראה את האזורים הפעילים במוח העכבר בזמן אמת, בעת ביצוע פעולות שונות. התגלית, להערכת החוקרים, תוכל לעזור בפיתוח טיפולים מותאמים אישית במחלות מוח כמו אלצהיימר, דיכאון ואפילפסיה. "סימולציות מסוג זה יאפשרו לזהות, על סמך MRI מבני, את ביטוי המחלה ואולי אף את שלב המחלה במוחו של האדם הספציפי, ולתפור עבורו טיפול ספציפי", אמר ראש צוות המחקר, פרופ' איתמר קאהן. למאמר המלא לחצו כאן.

אלכס אברוטין