Ερευνώντας την ατμόσφαιρα του Άρη. Investigating the Martian Atmosphere

The Martian surface bears ample evidence of flowing water in its youth, from crater lakes and riverbeds to minerals that only form in water. But today Mars is cold and dry, and scientists think that the loss of Mars’ water may have been caused by the loss of its early atmosphere. NASA’s Mars Atmosphere and Volaile EvolutioN mission, or MAVEN, will be the first spacecraft devoted to studying the Red Planet’s atmosphere, in an effort to understand how the Martian climate has changed over time.

Το διαστημικό σκάφος της NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioΝ), μετά από ένα ταξίδι 10 μηνών έφτασε τον στόχο του και σήμερα 21 Σεπτεμβρίου θα επιχειρήσει να μπει σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη Άρη.

Καλλιτεχνική άποψη της διαδικασίας προσέγγισης και εισόδου σε τροχιά γύρω από τον Άρη του διαστημικού οχήματος MAVEN. This artist concept depicts the process of orbital insertion of NASA’s Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) spacecraft. Image Credit: NASA/GSFC

Η αποστολή MAVEN ξεκίνησε στις 18 Νοεμβρίου από το διαστημικό κέντρο Canaveral και ο σκοπός της είναι η μελέτη της ατμόσφαιρας και των κλιματικών αλλαγών του Άρη.

NASA's MAVEN spacecraft is quickly approaching Mars on a mission to study its upper atmosphere. When it arrives on September 21, 2014, MAVEN's winding journey from Earth will culminate with a dramatic engine burn, pulling the spacecraft into an elliptical orbit.

Το ερευνητικό σκάφος της αποστολής θα προσπαθήσει να βρει στοιχεία που συνθέτουν την ατμοσφαιρική ιστορία του Άρη. Στοιχεία που πιθανώς θα φωτίσουν ορισμένες πτυχές της γεωλογικής εξέλιξης του πλανήτη, όπως π.χ αυτή που αφορά την ύπαρξη νερού (και πιθανώς ζωής) στην επιφάνειά του. 

Maven will orbit Mars, looking for clues about what happened to the planet's once-thick atmosphere. Credit: by Karl Tate, Infographics Artist.

Η λέξη MAVEN σημαίνει κάποιον που είναι ειδικός σε ένα συγκεκριμένο τομέα χάρη στις εξειδικευμένες γνώσεις του.

Με διαφορά 3 ημερών θα επιχειρήσει – στις 24 Σεπτεμβρίου – θα επιχειρήσει να μπει σε τροχιά γύρω από τον Άρη και το διαστημικό σκάφος της Ινδίας Mangalyaan.

Το βίντεο περιγράφει την αποστολή MAVEN της NASA. 

Ανακαλύφθηκε ο «κόμβος» του ύπνου. Deep Sleep-Promoting Brain Region Discovered

William Powell Frith, Sleep, 1873. Η νέα ανακάλυψη ενός ζωτικής σημασίας «κόμβου» του ύπνου αναμένεται να οδηγήσει σε θεραπείες για την αϋπνία αλλά και σε καινούργια αναισθητικά φάρμακα. A primitive part of the brain harbours a region that controls sleep, researchers have found. The breakthrough could lead to new treatments for insomnia and other sleep disorders.

Επιστήμονες ανακάλυψαν την περιοχή στον εγκέφαλο η οποία ελέγχει πόσο βαθιά κοιμόμαστε. Το κύκλωμα που προάγει τον ύπνο εντοπίστηκε στο εγκεφαλικό στέλεχος και πιστεύεται ότι αποτελεί «κλειδί» σχετικά με το αν ένα άτομο κοιμάται καλά το βράδυ ή όχι. Οι αμερικανοί ερευνητές ελπίζουν ότι η ανακάλυψή τους θα οδηγήσει σε καινούργιες, ριζοσπαστικές θεραπείες για την αϋπνία και άλλες διαταραχές του ύπνου.

«Κόμβος» του ύπνου

William Powell Frith, The Sleeping Model, 1853. Βρίσκεται βαθιά στο εγκεφαλικό στέλεχος - η ανακάλυψη θα οδηγήσει σε νέες θεραπείες για τις διαταραχές ύπνου. In the study, the researchers sent a virus to PZ that expressed a designer receptor on GABA neurons. The virus did not alter any other brain functions. According to the researchers, when they switched on GABA neurons in PZ, the animal models fell into a deep sleep. No sedatives or sleep aids were used in the research. The study is published in the journal Nature Neuroscience.

Η ανακάλυψη ανήκει σε ειδικούς της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ και της Σχολής Ιατρικής και Βιοϊατρικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο. Πρόκειται για τον δεύτερο μόλις «κόμβο» του ύπνου που εντοπίζεται στον εγκέφαλο των θηλαστικών, η λειτουργία του οποίου φαίνεται να είναι απαραίτητη για την παραγωγή του βαθέος ύπνου.

Η σχετική μελέτη που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα στην επιθεώρηση «Nature Neuroscience» έδειξε ότι παραπάνω από τη μισή δραστηριότητα του εγκεφάλου που σχετίζεται με την προαγωγή του ύπνου αφορά τη ζώνη PZ (parafacial zone) του εγκεφαλικού στελέχους. Το εγκεφαλικό στέλεχος είναι μια από τις αρχέγονες περιοχές του εγκεφάλου η οποία ρυθμίζει βασικές λειτουργίες απαραίτητες για την επιβίωση όπως η αναπνοή, η πίεση του αίματος, ο καρδιακός παλμός και η θερμοκρασία του σώματος.

«Η στενή σχέση αυτού του κέντρου ύπνου του εγκεφάλου με άλλες περιοχές οι οποίες είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση μαρτυρεί την εξελικτική σημασία που έχει ο ύπνος για τον εγκέφαλο» ανέφερε η Καρολάιν Μπας, επίκουρη καθηγήτρια Φαρμακολογίας και Τοξικολογίας sτο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο, η οποία ήταν εκ των κύριων συγγραφέων της μελέτης.

Νευρώνες στο εγκεφαλικό στέλεχος στο επίκεντρο

Using designer genes, researchers at UB and Harvard were able to 'turn on' specific neurons in the brainstem that result in deep sleep.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν μάλιστα ότι ένας συγκεκριμένος τύπος νευρώνων στη ζώνη PZ  ο οποίος παράγει τον νευροδιαβιβαστή γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA) είναι υπεύθυνος για τον βαθύ ύπνο.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν καινοτόμα εργαλεία προκειμένου να ενεργοποιήσουν αυτού του είδους τους νευρώνες εξ αποστάσεως – κατάφεραν να «ανοίγουν» και να «κλείνουν» τον… διακόπτη των νευρώνων κατά βούληση. «Αυτές οι νέες μοριακές προσεγγίσεις επιτρέπουν έλεγχο άνευ προηγουμένου επάνω στη λειτουργία του εγκεφάλου σε κυτταρικό επίπεδο» σημείωσε η Κρίστελ Ανσελετ, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και προσέθεσε: «Προτού αναπτυχθούν αυτά τα νέα εργαλεία χρησιμοποιούσαμε συχνά ηλεκτρική διέγερση προκειμένου να ενεργοποιήσουμε μια περιοχή, ωστόσο το πρόβλημα ήταν ότι με αυτή την προσέγγιση ενεργοποιούνταν όλα τα σημεία που άγγιζαν τα ηλεκτρόδια, ακόμη όμως και οι γειτονικές περιοχές που δεν ακουμπούσαν τα ηλεκτρόδια».

Ακριβής πρωτοποριακή στρατηγική ελέγχου του εγκεφάλου

Έτσι αναζητείτο μια πιο ακριβής στρατηγική. «Προκειμένου να έχουμε την ακρίβεια που απαιτείται για αυτά τα πειράματα εισαγάγαμε έναν ιό στη ζώνη ΡΖ ο οποίος εξέφραζε έναν ‘ειδικά σχεδιασμένο’ υποδοχέα μόνο στους νευρώνες GABA αλλά δεν άλλαζε κατά τα άλλα τη λειτουργία του εγκεφάλου» εξήγησε ο Πάτρικ Φούλερ, επίκουρος καθηγητής στο Χάρβαρντ και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Όταν ενεργοποιήσαμε τους νευρώνες GABA στη ζώνη ΡΖ τα ζώα γρήγορα έπεσαν σε βαθύ ύπνο χωρίς τη χρήση υπνωτικών ή άλλων βοηθημάτων ύπνου».

Προς νέες θεραπείες των διαταραχών του ύπνου

The brainstem is a primordial part of the brain that regulates basic functions necessary for survival, such as breathing, blood pressure, heart rate and body temperature.

Το πώς ακριβώς αυτοί οι νευρώνες αλληλεπιδρούν στον εγκέφαλο με άλλες περιοχές του που σχετίζονται με τον ύπνο αλλά και τον… ξύπνιο απαιτεί περαιτέρω μελέτη, σύμφωνα με τους ερευνητές. Σε κάθε περίπτωση όμως τα νέα ευρήματα εκτιμάται ότι θα μεταφραστούν σε καινούργιες θεραπείες για τις διαταραχές του ύπνου, συμπεριλαμβανομένης της αϋπνίας, καθώς και σε καλύτερα αναισθητικά φάρμακα.