Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilib. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Enerji Departamentinin Oak Ridge Milli Laboratoriyasında iki alim arasında onilliklər boyu davam edən əməkdaşlıq öyrənməni necə başa düşdüyümizi yenidən formalaşdırır. Onların tapıntıları hüceyrə membranlarının beyində yaddaş və öyrənmənin necə formalaşmasında birbaşa rol oynadığını göstərir.
Bu iş neyromorfik və ya aşağı gücə malik, beyindən ilham alan hesablama texnologiyaları və nevroloji xəstəliklər üzrə tədqiqatlar üçün material elmini inkişaf etdirmək məqsədi daşıyır. Kəşf ORNL-in yumşaq maddə elmində unikal təcrübə birləşməsi, dünyada aparıcı neytron imkanları və birgə yerləşdirilmiş istifadəçi imkanları sayəsində mümkün olub ki, bu da tədqiqatçılara bioloji membranları əvvəllər mümkün olmayan üsullarla tədqiq etməyə imkan verib. "Elm söhbətdir" dedi Con Katsaras, ORNL-in Spallation Neytron Source, Enerji Departamentinin Elm istifadəçi obyektinin neytron səpilməsi üzrə alimi.
"Uzun illər əvvəl Pat [Collier] və mən elmi maraqlarımızı birləşdirdikdə nə baş verəcəyini görmək istəyirdik. O, neyromorfik hesablamalar üçün yumşaq materiya sistemlərini (beynin məlumatı necə emal etdiyini təqlid etmək üçün nəzərdə tutulmuş hesablama sistemləri) araşdırmaq istədi və mən son 40 il ərzində lipid membranların strukturunu və dinamikasını öyrəndim. beş il əvvəl təqib etməyi halüsinasiya etdim." Yumşaq maddələrə membranlar, gellər və polimerlər kimi formasını asanlıqla dəyişən materiallar daxildir.
Bioloji membranların mürəkkəbliyi fərqli olsa da, hamısı ortaq bir təmələ malikdir: lipid ikiqatlı və ya ikiqat molekul təbəqəsi. Hər bir lipid hidrofilik (su çəkən) baş və hidrofobik (su itələyici) quyruğu ehtiva edir. Elektrik stimullaşdırılması altında membran xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün Katsaras və Collier, damcı interfeysi ikiqatlı kimi tanınan neftdə asılmış su damcılarından istifadə etdilər.
Bu ilk təcrübələr gözlənilməz elektrik məlumatlarını göstərdi və onların diqqətini bir çox yaddaş və öyrənmə prosesinin baş verdiyi neyronları əhatə edən membranlara yönəltməyə vadar etdi. "Bizim ilkin ölçmələrimiz membranın elektrik davranışında sabit dəyişiklikləri aşkar etdi - adətən sinir fəaliyyəti ilə əlaqəli nümunələr" dedi ORNL-in Nanofaza Material Elmləri Mərkəzində təmiz otaq proses mühəndisi, eyni zamanda DOE of Science istifadəçi obyekti olan Collier. "Geniş əməkdaşlar qrupu ilə işləyərək, biz yeni eksperimental yanaşmalar işləyib hazırladıq və bioloji yaddaşa və bu iki qatlarda baş verən öyrənmə ilə uyğun gələn nəticələri müşahidə etdik." Alimlər çoxdan bilirdilər ki, ion aktivliyi beyin siqnalını idarə edir.
Katsaras və Collier göstərdilər ki, lipid ikiqatlıları bu ionların membran zülallarından necə axdığını tənzimləməkdə aktiv rol oynayırlar. Collier, "Biz yaddaş və yaddaş tutumunun [tətbiq olunan gərginliyin tarixindən asılı olan elektrik müqavimətinə malik cihazların elektrik xüsusiyyətlərini] eyni membranda baş verdiyini göstərdik" dedi. "Membranın bir bölgəsində lipid iki qatı yaddaş rezistoru yaratmaq üçün yenidən təşkil oluna bilər, başqa bir bölgədə isə yaddaş kondansatörü kimi davrana bilər.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
