Zubi ne rastu ponovno kada postanemo odrasli: svako trošenje i lom su trajni no i to bi se uskoro moglo promijeniti. Naime, za srpanj sljedeće godine najavljena su klinička ispitivanja tretmana za ponovni rast, temeljena na desetljeću istraživanja djelatnika bolnice Kitano u Japanu. Ako ta ispitivanja budu uspješna, terapeutski bi lijekovi mogli biti dostupni do 2030. Liječenje bi u početku bilo usmjereno na malu djecu s anodoncijom, rijetkim genetskim stanjem koje sprječava normalan rast mliječnih zubi, no istraživači vjeruju da bi se moglo primijeniti i šire, na ljude koji pate od raznih bolesti desni.

Nakon što su pronašli vezu između specifičnog gena USAG-1 i ograničenja rasta zuba kod miševa, istraživači su otkrili protutijelo koje može blokirati dio aktivnosti USAG-1 kod miševa i tvorova bez ozbiljnih nuspojava, što dovodi do induciranog rasta zuba. Sljedeći korak je vidjeti mogu li se iste kemijske reakcije kontrolirati kod ljudi.

Trenutno govorimo o potencijalu, a ne o stvarnosti, ali možda bi bilo moguće upotrijebiti novi lijek za poticanje rasta treće generacije zuba u ustima, nakon onih mliječnih i zuba odrasle osobe u punoj veličini. Kao što istraživači ističu u nedavnoj znanstvenoj recenziji, korist od pristupa je u tome što se rast zubi pokreće na prirodan način, kroz proces poznat kao signalizacija koštanog morfogenetskog proteina (BMP).

Regeneracija izgubljenih zuba

A dok čekamo lijek uz pomoć kojeg će nam rasti i treća generaciju zuba, veseli i vijest da su na Sveučilištu Washington u Seattleu razvili organoide iz matičnih stanica sposobnih za proizvodnju proteina zubne cakline. Istraživanje ima za cilj iskoristiti ove napretke za liječenje zuba, uključujući popravak oštećenih zubi, ali i potpunu regeneraciju izgubljenih.

"Ovo je ključni prvi korak prema našem dugoročnom cilju da razvijemo tretmane temeljene na matičnim stanicama za popravak oštećenih zubi i regeneraciju izgubljenih", ističu istraživači Stomatološke školi UW koji su svoje nalaze objavili u časopisu  Developmental Cell. Njih su istraživanja ameloblasta, odgovornih za stvaranje zubne cakline, dovela su ih do otkrića subodontoblasta, preteće odontoblasta, vrste stanice ključne za formiranje zuba. Pokazalo se da ove vrste stanica mogu potaknuti na stvaranje malih, trodimenzionalnih, višestaničnih organoida koji se organiziraju u strukture slične onima viđenim u razvoju ljudskih zuba.

Sučelje "mozak-računalo" za bržu rehabilitaciju

Znanstvenici Baltičkog saveznog sveučilišta Immanuel Kant (IKBFU) i Instituta za znanost i tehnologiju Skolkovo (Skoltech) otkrili su da upotreba sučelja mozak-računalo može pomoći u ubrzavanju rehabilitacije pacijenata koji su pretrpjeli moždani udar.

Prema predloženom pristupu, osoba manipulira virtualnim udom uz pomoć mentalnih naredbi. Promatranje radnji virtualne ruke, uzrokovano mentalnim naporima korisnika, dovodi do aktivacije različitih regija mozga uključenih u predviđanje i kontrolu vlastitih pokreta, što pak pomaže u rekonstrukciji senzomotorne neuronske veze uništene moždanim udarom. Rezultati istraživanja bit će objavljeni u časopisu Frontiers in Human Neuroscience.

Eksperiment je pokazao da živčana aktivnost u trenutku mentalnog izvođenja radnje, čekanja rezultata i promatranja odgovora aktivira različite regije mozga i razlikuje se po amplitudi. Sučelje mozak-računalo može se koristiti u liječenju šireg spektra bolesti i poremećaja, poput cerebrospinalne traume, Parkinsonove bolesti i drugih, kažu znanstvenici koji povratnu informaciju planiraju obogatiti drugim senzornim modalitetima i čitavu tehnologiju pojednostavniti i prilagoditi kako bi se mogla koristiti u rehabilitaciji.

Solarna energija iz običnog kroma

Znanstvenici su pronašli način za izradu solarnih ploča i zaslona telefona od lako dostupnog kroma, javlja časopis Nature Chemistry. Spojevi kroma mogu zamijeniti metale osmij i rutenij, koji se obično nalaze u solarnim pločama i zaslonima telefona. Krom je u Zemljinoj kori čak 20.000 puta prisutniji od osmija i znatno je jeftiniji za proizvodnju.

Znanstvenici su proveli eksperimente kako bi vidjeli može li krom pretvoriti energiju projektiranjem molekularnog okvira koji uključuje ugljik, dušik i vodik u kojem su atomi kroma integrirani u čvrsti okvir kako bi se osigurala optimalna izvedba. Umjesto osmija i rutenija dosad su istraživane i mogućnosti željeza i bakra, ali krom je  rezultirao poboljšanim performansama. Međutim, bilo koji od ovih metala može jednog dana postati vodeći kandidat za zamjenu skupih i rijetkih plemenitih metala, ističu istraživači.

Magnonsko računalstvo

Magnonika bazirana na spin valovima i pridruženim kvazičesticama, magnonima, relativno je novo polje istraživanja magnetizma. Ideja je da se umjesto razmjene elektrona, za prijenos koristiti valovi generirani u magnetskim medijima; problem je što je računalstvo temeljeno na magnonici zasad (pre)sporo. No, sad su istraživači Odjela za nanomagnetizam i magnoniku Sveučilišta u Beču, s kolegama iz Njemačke, Češke, Ukrajine i Kine, razvili novu metodu, opisanu u časopisu Science Advances. Naime, povećavanjem intenziteta, spinski valovi postaju kraći i brži, što je još jedan korak prema magnonskom računalstvu. 

Trenutna valna duljina pronađena ovim sustavom je oko 200 nanometara. Amplitude spinskih valova su konstantne, što je ključno za buduće magnetske integrirane sklopove jer različitim magnetskim elementima omogućuje da rade s istom amplitudom. To je pak temeljno za konstrukciju složenijih sustava i za realizaciju dalekog cilja računala temeljenog na magnonima i u konačnici potpuno funkcionalnog magnonskog računala.

Nova boja izolira, štedi energiju, troškove i emisije ugljika

Na Sveučilištu Stanford izumili su novu vrstu boje koja može održavati domove i druge zgrade hladnijima ljeti i toplijima zimi, značajno smanjujući potrošnju energije, troškove i emisije stakleničkih plinova. Ova boja ima dva sloja koja se nanose zasebno: donji sloj koji reflektira infracrveno zračenje pomoću aluminijskih ljuskica i ultratanki, infracrveno proziran gornji sloj koji koristi anorganske nanočestice koji dolazi u širokom rasponu boja. Većina infracrvene svjetlosti prolazi kroz sloj boje novih boja, reflektira se od donjeg sloja i odlazi natrag kao svjetlost, a građevinski materijali je ne apsorbiraju kao toplinu. Kako bi zadržali toplinu unutra, boje se nanose na unutarnje zidove gdje, opet, donji sloj reflektira infracrvene valove koji prenose energiju kroz prostor i nevidljivi su ljudskom oku.

Nova boja smanjuje energiju korištenu za grijanje za oko 36 posto, pokazali su eksperimenti opisani u Proceedings of the National Academy of Sciences. a pritom je energija potrebnu za hlađenje smanjena za gotovo 21 posto. Boje se mogu nanositi i na cestovne i željezničke hladnjače, čime bi se troškovi hlađenja mogli prepoloviti. A kako su vodoodbojne idealne su za korištenje u vlažnom okruženju. Obojene površine mogu se lako očistiti mokrom krpom ili ispiranjem vodom.

IBM-ov analogni UI čip radi kao ljudski mozak

IBM je predstavio "prototip" analognog UI čipa koji radi poput ljudskog mozga i izvodi složene proračune u raznim zadacima dubokih neuronskih mreža (DNN). Čip obećava i više: IBM kaže da vrhunski čip može umjetnu inteligenciju učiniti iznimno učinkovitom i manje trošiti baterije za računala i pametne telefone.

Potpuno integrirani čip, opisan u Nature Electronics, ima 64 AIMC jezgre međusobno povezane preko komunikacijske mreže na čipu. Također implementira funkcije digitalne aktivacije i dodatnu obradu uključenu u pojedinačne konvolucijske slojeve i dugoročne kratkoročne memorijske jedinice.

Posuđujući ključne značajke rada neuronskih mreža u biološkim mozgovima, čip je ugrađen s kompaktnim analogno-digitalnim pretvaračima koji se temelje na vremenu u svakoj pločici ili jezgri za prijelaz između analognog i digitalnog svijeta. Svaka jezgra integrirana je s laganim digitalnim procesorskim jedinicama koje izvode jednostavne funkcije nelinearne neuronske aktivacije i operacije skaliranja, objasnio je IBM na blogu. U budućnosti bi IBM-ov prototip čipa mogao zamijeniti trenutne čipove koji pokreću teške AI aplikacije u računalima i telefonima.

Kvantne šipke za bolji TV i uređaje za virtualnu stvarnost

Televizori s ravnim ekranom koji sadrže kvantne točke već su dostupni, ali puno je teže komercijalizirati nizove njihovih izduženih rođaka, kvantnih šipki koje mogu kontrolirati i polarizaciju i boju svjetlosti kako bi generirale 3D slike za uređaje virtualne stvarnosti.
Koristeći skele napravljene od presavijene DNK, inženjeri MIT-a došli su do novog načina za precizno sastavljanje nizova kvantnih štapića, opisanog u Science Advances.

Postavljanjem kvantnih štapića na DNK skelu na kontroliran način, istraživači mogu regulirati njihovu orijentaciju, što je ključni faktor u određivanju polarizacije svjetlosti koju emitira niz. A to pak olakšava dodavanje dubine i dimenzionalnosti virtualnoj sceni.

"DNK je posebno atraktivan kao materijal za proizvodnju jer se može proizvesti biološki, što je i skalabilno i održivo", objašnjavaju istraživači koji sad žele stvoriti površine s urezanim uzorcima, što će omogućiti skaliranje dizajna za brojne primjene, izvan microLED-a ili proširene stvarnosti/virtualne stvarnosti.

Alati za otkrivanje modificiranih bakterija, virusa i stanica

Otkako je uređivanje gena postalo izvedivo, istraživači i zdravstveni djelatnici tragaju za alatima koji mogu brzo i pouzdano razlikovati genetski modificirane organizme od prirodnih. Paket tehnika – laboratorijska platforma i četiri modela računalne analize sekvenci DNK – razvijen je i usavršen tijekom šestogodišnjeg programa, a testiranja i evaluacije programa Finding Engineering-Linked Indicators (FELIX) obavio je Berkeley Lab. 

Znanstvenici sad planiraju proširiti bazu podataka dodavanjem novih organizama koji bi se mogli iskoristiti kao biološko oružje te pozvati druge istraživače da dodaju nove sekvence. Baza podataka poslužit će za treniranje modela strojnog učenja i još boljih modificiranih alata za otkrivanje opasnih organizama.

UI dizajnira napredne materijale

Umjetna inteligencija igra sve važniju ulogu u dizajniranju novih legura. Znanstvenici Max Planck Instituta za čelik (MPIE) sada su razvili model strojnog učenja koji povećava točnost predviđanja do 15% u usporedbi s postojećim okvirima. Ovaj model otkriva nove, ali realistične sastave legura otpornih na koroziju, a njegova izrazita snaga proizlazi iz spajanja numeričkih i tekstualnih podataka. Razvijen za kritično područje otpornosti na rupičastu koroziju u legurama visoke čvrstoće, ovaj svestrani model predstavljen u časopisu Science Advances, može se primijeniti na sva svojstva legura. 

Istraživači su pritom koristili metode jezične obrade, slične ChatGPT-u, u kombinaciji s tehnikama strojnog učenja za numeričke podatke i razvili potpuno automatizirani okvir za obradu prirodnog jezika. Štoviše, uključivanje tekstualnih podataka omogućuje prepoznavanje poboljšanih sastava legura otpornih na rupičastu koroziju. Njihov je cilj automatizacija procesa rudarenja podataka i njegova besprijekorna integracija u postojeći okvir, odnosno nova generaciju UI okvira koji spajaju tekstualne, numeričke i slikovne podatke.

Dubokim učenjem do personalizirane terapije raka

Biomedicinski inženjeri Sveučilišta Johnsa Hopkinsa razvili su tehnologiju dubokog učenja, nazvanu BigMHC, sposobnu točno predvidjeti fragmente proteina povezanih s rakom, što bi moglo pokrenuti odgovor imunološkog sustava. Testiranja na velikom neovisnom skupu podataka pokazala su da BigMHC bolje predviđa prezentacije antigena od sedam drugih metoda. 

Testiranja se nastavljaju kliničkim ispitivanjima imunoterapije kako bi se filtrirali neoantigeni koji će najvjerojatnije izazvati imunološki odgovor. Pokaže li se uspješnom, ova tehnologija, opisana u časopisu Nature Machine Intelligence, mogla bi pomoći u stvaranju personaliziranih imunoterapija i cjepiva.

Kineski visokoenergetski laseri

Kineski istraživači napravili su veliki iskorak u visokoenergetskoj laserskoj tehnologiji, izvještava South China Morning Post (SCMP). Zahvaljujući novom sustavu hlađenja, kineski laseri sad mogu raditi "beskonačno" učinkovito uklanjajući nakupljene otpadne topline. Istraživači vjeruju da bi ova inovacija mogla omogućiti visokoenergetskom laserskom oružju veći domet i veći udar.

Do otkrića su došli znanstvenici s Nacionalnog sveučilišta za obrambenu tehnologiju u provinciji Hunan i ono rješava veliki tehnički izazov u razvoju laserskog oružja. To potencijalno znači da visokoenergetski laseri sada mogu generirati neprekinute i visokoučinkovite laserske zrake pomoću nove tehnologije.

Kineski sustav ima nekoliko ključnih komponenti, uključujući izvor zraka, izmjenjivač topline, sustav kontrole protoka plina i sustav za ubrizgavanje/usisavanje plina. Izvor zraka osigurava čisti, suhi zrak u sustav, kojeg izmjenjivač topline hladi na željenu temperaturu, teoretski omogućavajući kontinuirani rad.

Sapun od plastičnog otpada

Istraživači Virginia Tech College of Science razvili su metodu pretvaranja odbačene plastike u površinski aktivne tvari, kemikalije koje se koriste za izradu sapuna i deterdženta. Metoda bi mogla biti učinkovita u recikliranju plastike iz kutija za mlijeko, spremnika za hranu i plastičnih vrećica.

Kemijska struktura polietilena, jedne od najčešće korištenih plastičnih masa, nevjerojatno je slična strukturi masnih kiselina koje se koriste kao kemijski prethodnik sapuna. Oba su materijala sastavljena od dugih ugljikovih lanaca, ali masne kiseline imaju dodatnu skupinu atoma na kraju lanca. Zbog te kemijske sličnosti, istraživački tim je krenuo  u razvoj procesa pretvaranja polietilena u masne kiseline, koje bi se zatim mogle koristiti za proizvodnju sapuna. 

Dobra je vijest i to što ova metoda upcyclinga, opisana u časopisu Science, može funkcionirati i na polipropilenu, štoviše može se koristiti na obje ove plastike odjednom, što znači da ih nije potrebno odvajati jednu od druge.