فراتر از داستانهای جیمز باند: رمز نگاری با باکتری

در جستجوی بی پایان برای یافتن راههای تازه تر و مبتکرانه تر برای مبادله پیام بدون اینکه کسی بتواند به محتوای آن پی ببرد شیمیدانهای دانشگاه تافت روشی ابداع کرده اند که با استفاده از آن می توان اطلاعات را در یک سویه باکتری در یک محیط شبیه کاغذ کدبندی کرد و دریافت کننده می تواند این اطلاعات را کدگشائی کند. این روش که SPAM (مخفف Steganography by Printed Arrays of Microbes) نامیده شده بسیار ساده است. مانوئل پالاسینوس، دیوید والتا و اعضای تیم پژوهشی شان ابتدا شش سویه مختلف از باکتری E. coli را در محیطهائی کشت دادند که با تابش نور ماوراء بنفش به رنگهای مختلف در می آمدند. سپس یک الگوی کدبندی خاص طراحی کردند که هر سویه باکتری در محیط کشت آگار فقط به شکلی تکثیر شودکه بخشهای حاوی باکتری شکل حروف الفبا را با یک رنگ خاص به خود بگیرد. در مرحله بعد یک صفحه نیتروسلولز که شبیه کاغذ است روی محیط کشت آگار فشار داده می شود  و باکتریها روی آن نقش می بندند، با خشک شدن صفحه نیتروسلولزی رنگ باکتریها محو می شود و می توان آنرا در پاکت گذاشته و ارسال کرد. وقتی فرد گیرنده صفحه نیتروسلولزی را روی آگار فشار می دهد باکتریها با همان رنگ خاص دوباره در محیط آگار رشد می کنند و متن پیام خوانا می شود. اساس این روش آنقدر ساده است که عجیب است چرا تا حالا کسی به فکر استفاده از آن نیفتاده بود. روشهای دیگر کدبندی پیامها مثل قرار دادن آن در DNA در مقایسه با این روش بسیار پیچیده تر و پرهزینه ترند. عیب این روش این است که اگر کسی به جز گیرنده  بداند پیام با باکتری نوشته شده است به راحتی می تواند آن را بخواند. ترفندی که محققین برای رفع این مشکل اندیشیده اند این است که ژنهای باکتریهای مقاوم به آنتی بیوتیک را با مواد فلورسنت نشان دار کردند و به این ترتیب پیام فقط وقتی قابل خواندن است که یک آنتی بیوتیک خاص مثل آمپی سیلین هم در محیط وجود داشته باشد. در این صورت خواننده علاوه بر اینکه باید بداندپیام با باکتری نوشته شده باید بداند برای خواندن پیام ازچه آنتی بیوتیکی باید استفاده کند. حتی فرستنده پیام می تواند همراه با پیام اصلی پیامهای بی ربطی بنویسد که با آنتی بیوتیکهای دیگر به جز آنتی بیوتیک اصلی بتوان آنها را خواند. اعضای تیم تحقیقاتی در مقاله خود خاطرنشان کرده اند می توان تکنیکهای دیگری هم به این روش افزود مثلاً می توان کاری کرد که باکتریها فقط در زمان معینی رشد کنند یا در زمان خاصی بمیرند و بنابراین متن پیام موقتی خواهد بود و اگر به دست گیرنده نرسد خود به خود از بین خواهد رفت.

منبع: http://www.physorg.com/news/2011-09-chemists-bacteria-encode-secret-messages.html

  
نویسنده : فرزانه احمدی ; ساعت ۱٠:٥٥ ‎ق.ظ روز ۱۳٩٠/٧/٦
تگ ها : رمزنگاری ، e coli ، آگار

مغزتان داغ کرده؟ خمیازه بکشید

خمیازه کشیدن اغلب علامت خستگی و خواب آلودگی تلقی می شود اما اخیراً نتیجه یک کار پژوهشی نشان داده که خمیازه برای سلامتی مفید است چون دمای مغز را پائین می آورد. محققین در دانشگاه پرینستون کشف کرده اند یک خمیازه عمیق می تواند از بالا رفتن دمای مغز جلوگیری کند. پروفسور اندرو گالوپ و تیم پژوهشی اش در فصل زمستان در ایالت آریزونای آمریکا از 80 رهگذر خواستند به عکس یک فرد حال خمیازه کشیدن نگاه کنند و واکنش آنها را که آیا آنها هم خمیازه می کشند یا نه ثبت کردند. همین آزمایش در تابستان هم انجام شد و نتیجه کار نشان داد که در زمستان نیمی از شرکت کنندگان و در تابستان 25% آنها خمیازه کشیده بودند و از این آزمایش نتیجه گرفتند خمیازه مغز را خنک می کند. در نظر اول چنین حرفی متناقض به نظر می رسد، اگر چنین باشد باید آمار خمیازه در تابستان بیشتر باشد. اما بر اساس تئوری این محققین خمیازه از طریق مبادله گرما با هوائی که به داخل ریه ها کشیده می شود مغز را خنک می کند و بنابراین چنین سیستمی دریک تابستان داغ نمی تواند موثر باشد.

تئوری های خمیازه

خمیازه یک عمل غیرارادی و در اغلب موارد سرایت کننده است که دانشمندان هنوز اساس آنرا درک نکرده اند. حتی جنین هم از هفته یازدهم جنینی خمیازه می کشد. عقیده بر این است که وقتی خسته می شویم تنفس کم عمق می شود و اکسیژن کمتری به بدن می رسد، در چنین شرایطی خمیازه کمک می کند اکسیژن بیشتری وارد خون شود. تحقیقات جدیدی که انجام شده از جمله تحقیقی که در سال 2010 در دانشگاه کانکتیکات انجام گرفت نشان داد دربچه های زیر 4 سال و کودکان مبتلا به اوتیسم خمیازه یک عمل سرایت کننده نیست. این یافته نشان می دهد خمیازه کشیدن به عنوان یک رفتار اجتماعی برای نشان دادن هماهنگی و همسوئی تکامل یافته است. پروفسور گالوپ می گوید خمیازه با شادابی و فعالیت در تضاد است ودر دماهای مساوی یا بالاتر از دمای داخلی بدن اغلب مهار می شود زیرا در چنین دمائی یک خمیازه عمیق هیچ کمکی به خنک شدن نمی کند. او می گوید قاعدتاً باید یک دریچه حرارتی یا محدوده دمائی باریک وجود داشته باشد که در آن بیشترین تعداد خمیازه را داشته باشیم، حتی اگر نقش رطوبت هوا، مدت زمانی که فرد در محیط خارج از خانه به سر برده است و میزان خواب شبانه را هم به حساب آوریم باز هم نتایج کار ما این تئوری را تائید می کند. در حدود 40% شرکت کنندگان در هر دو فصل زمستان و تابستان درفضای آزاد در5  دقیقه اول پس از مشاهده عکس خمیازه کشیدند  اما پس از 5 دقیقه درصد افرادی که در تابستان خمیازه کشیدند به کمتر از 10 % کاهش یافت، عکس این وضعیت در زمستان مشاهده شد. این اولین تحقیقی است که نشان می دهد تعداد خمیازه از فصلی به فصل دیگر متفاوت است و با استفاه از این یافته می توان توضیح داد چرا انسان در گرمای شدید که راههای خنک کردن مغز بسیار محدود است تمرکز خود را از دست می دهد. دانشمندان عضو این تیم پژوهشی می گویند یافته های آنان دانش فیزیولوژی را غنی تر کرده و درک بهتری از بیماریهائی که  خمیازه کشیدن از علائم شایع آنهاست مثل اختلالات نورونهای حرکتی و صرع را امکان پذیر می سازد. گزارش این تحقیق درشماره 28 آگوست مجله Frontiers in Evolutionary Neuroscience منتشر شده است.

 منبع: http://www.dailymail.co.uk/health/article-2039484/Cant-stop-yawning-Your-brain-heating.html

  
نویسنده : فرزانه احمدی ; ساعت ٢:٥٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٧/٤