Scienza

I ricercatori del College of Medicine Albert Einstein descrivono il primo schema elettrico completo del sistema nervoso di un animale, il verme Caenorhabditis elegans, usato dagli scienziati di tutto il mondo come un organismo modello. Lo studio comprende adulti di entrambi i sessi e rivela differenze sostanziali tra loro.

I risultati segnano un'importante pietra miliare nel campo della Connectomics, (1) lo sforzo di mappare le innumerevoli connessioni neurali in un cervello, nella regione dell'encefalo o nel sistema nervoso per trovare le specifiche connessioni nervose responsabili di determinati comportamenti.

Il dottor Scott W. Emmons, Ph.D., (2) leader dello studio, professore di genetica presso il Dominick P. Purpura Department of Neuroscience e la Siegfried Ullmann Chair in Molecular Genetics at Einstein, spiega: “la struttura è sempre centrale in biologia. La configurazione del DNA ha rivelato come funzionano i geni mentre la struttura delle proteine ha rivelato come funzionano gli enzimi. Ora, la struttura del sistema nervoso sta rivelando: come si comportano gli animali; come le connessioni neurali, quando sono alterate, possono causare una malattia.”

I ricercatori dell'Università Leibniz Hannover e Physikalisch-Technische Bundesanstalt sviluppano sensori quantici più sensibili per misurazioni molecolari.

Per secoli, gli esseri umani hanno ampliato la loro comprensione del mondo attraverso misurazioni sempre più precise della luce e della materia. Oggi i sensori quantici ottengono risultati estremamente accurati. Un esempio di questo è lo sviluppo di orologi atomici, che non dovrebbero né guadagnare né perdere più di un secondo in trenta miliardi di anni. Le onde gravitazionali sono state rilevate anche tramite sensori quantistici, in questo caso utilizzando interferometri ottici.

I sensori quantistici possono raggiungere sensibilità che sono impossibili secondo le leggi della fisica convenzionale che governa la vita di tutti i giorni. Questi livelli di sensibilità possono essere raggiunti solo se si entra nel mondo della meccanica quantistica con le sue affascinanti proprietà - come il fenomeno della sovrapposizione, in cui gli oggetti possono essere in due posti contemporaneamente e dove un atomo può avere due diversi livelli di energia allo stesso livello tempo.

Sia generare che controllare tali stati non classici è estremamente complesso. A causa dell'alto livello di sensibilità richiesto, queste misurazioni sono soggette a interferenze esterne. Inoltre, gli stati non classici devono essere adattati a uno specifico parametro di misurazione.

Il dottor Fabian Wolf, assieme al team di ricercatori dell'Università Leibniz di Hannover, Physikalisch-Technische Bundesanstalt di Braunschweig e dell'Istituto nazionale di ottica di Firenze, ha introdotto un metodo basato su uno stato non classico adattato a due parametri di misurazione contemporaneamente. Egli afferma: “sfortunatamente, questo spesso determina una maggiore inesattezza rispetto ad altri parametri di misurazione rilevanti. Questo concetto è strettamente legato al principio di indeterminazione di Heisenberg.”

Gli scienziati hanno fatto un inventario della vita microbica nella regione oceanica più remota del mondo, la Gyre del Pacifico Meridionale.

Il South Pacific Gyre è un deserto oceanico. Tuttavia, a causa delle sue enormi dimensioni, gli abitanti microbici del Gyre del Pacifico meridionale contribuiscono in modo significativo ai cicli biogeochimici globali. In un'inchiesta senza precedenti, gli scienziati dell'Istituto Max Planck per la microbiologia marina a Brema, in Germania, hanno ora realizzato un inventario completo della comunità microbica del Gyre del Pacifico meridionale. Questo progetto è stato attuato grazie lo sviluppo di un nuovo strumento che consente l'analisi a bordo degli abitanti più piccoli dell'oceano.

Nel centro del Pacifico meridionale l'irraggiamento solare è pericolosamente alto: raggiunge un indice UV etichettato come “estremo”. Non ci sono particelle di polvere o afflussi dalla terra e, di conseguenza, queste acque hanno concentrazioni di nutrienti estremamente basse e quindi sono definite “ultra-oligotrofiche”. Il fitoplancton contenente clorofilla (alghe minute) si trova solo a profondità superiori a cento metri, rendendo le acque superficiali del Pacifico meridionale le più chiare al mondo. A causa della sua lontananza e delle sue enormi dimensioni, la guglia del Pacifico meridionale copre 37 milioni di km2 (per confronto, gli Stati Uniti coprono meno di 10 milioni di km2), ma è anche una delle regioni meno studiate del nostro pianeta.