מדע בדקה: לכתוב עם המוח

1. הקלדה בלא כל מעורבות של שרירים

חוקרים ממכון Bio-X של אוניברסיטת סטנפורד פיתחו ממשק המאפשר לנו להשתמש באותות המוח כדי להזיז סמן על מסך, כלומר – לכתוב:

כדי להשתמש בממשק, יש צורך בהשתלת אלקטרודות באזור במוח השולט בתנועת היד והזרוע. האלקטרודות מעבירות את האותות לאלגוריתם המתרגם אותם לתנועה של הסמן על המסך. החוקרים ניסו את הממשק על קופים, ש"הקלידו" בדרך זו קטעי טקסט שהוצגו בפניהם. הקופים כתבו, באמצעות האלקטרודות, קטעים מה-New York Times ואפילו מהמחזה "המלט" של שייקספיר. קצב הכתיבה שהשיגו הקופים הוא כ-12 מילים בדקה, אך החוקרים מעריכים כי בני אדם יגיעו לקצב אטי יותר, משום שעליהם לבחור את המילים שישתמשו בהן ולחשוב על האיות שלהן. הממשק נועד לסייע לאנשים הסובלים משיתוק, שאינם מסוגלים לתקשר עם הסובבים אותם.

נדב בצלאל

2. סוס טרויאני לטיפול באבולה

מדענים אמריקאים מדווחים בכתב העת Science על סינתזה של נוגדנים חדשים, המסוגלים להיקשר לכל זני הנגיף הקטלני אבולה ולנטרל אותם. נגיף אבולה החודר לתא נכנס לאברון הקרוי ליזוזום, המכיל אנזימים רבים. תפקידו של הליזוזום הוא להשמיד פתוגנים, אך הנגיף מתחמק מהשמדה על ידי קישור לחלבון בשם NPC1 דרך אתר קישור מיוחד, הנמצא בחלבון נגיפי הנחשף רק לאחר עיכול אנזימטי בליזוזום.

החוקרים פיתחו נוגדנים המסוגלים להיקשר הן לחלבון הנגיפי השלם, מחוץ לתא, והן לאתר הקישור הנחשף כאשר חלבון זה נמצא בליזוזום. הנוגדן הנקשר לנגיף מחוץ לתא נכנס עמו לתוך הליזוזום, כמו סוס טרויאני, ומונע יציאה של הנגיף מהליזוזום. ניסויים בתרביות תאים ובעכברים הראו כי הנוגדנים החדשים מפחיתים את פעילות הנגיף.

ד"ר יוחאי וולף

3. ננו-חומר יצמצם את הזיהום האלקטרומגנטי

כאשר אנו משוחחים בטלפון נייד או רואים טלוויזיה בלוויין, אנו נעזרים בקרינה אלקטרומגנטית כדי להעביר מידע. אך מכשיר חשמלי אחר, כגון טלפון חכם, הנמצא בקרבת מקום, עלול לגרום להפרעה בשידור. מכשירי חשמל משרים סביבם שדה מגנטי, הגורם להפרעה המכונה זיהום אלקטרומגנטי. בשל העלייה החדה בהיקף השימוש במכשירים דיגיטליים בעשורים האחרונים, רמת הזיהום האלקטרומגנטי עלתה בהתאמה, ויש צורך דחוף בהפחתתו. הדרכים המקובלות לעשות זאת הן ציפוי חלקים פנימיים במכשיר במתכות מוליכות, כנחושת ואלומיניום – פתרון יעיל, אך כבד.

חוקרים מקוריאה ומארצות הברית פיתחו ננו-חומר בעל מוליכות גבוהה, המבוסס על תרכובות פחמן וטיטניום ומסוגל לבלום שיעור ניכר מהקרינה הפוגעת בו. החומר, הנקרא MXene, קל בהרבה ממתכת ושכבה דקה שלו מבודדת היטב מקרינה. החוקרים מקווים שבעתיד יהיה אפשר לצפות בו מכשירים אלקטרוניים, בקלות ובתוספת משקל זניחה.

ד"ר לביא ביגמן

4. מדוע עטלפים מטלטלים את ראשם כשהם צדים?

חוקרי עטלפים באוניברסיטת ג'ון הופקינס תהו על תנועה חמודה-למראה של עטלפי החרקים שחקרו: מעין טלטול של הראש לצדדים בעודם עוקבים אחר חרקים שהם צדים.

ידוע שעטלפים עוקבים אחר טרפם בעזרת שיטה דמוית סונאר – שליחת גלי קול ושמיעת ההדים החוזרים. כדי להבין את פשר התנועה החמודה בתהליך הזה, מדדו החוקרים את מיקומם המדויק של הראש והאוזניים של העטלפים כשהם עוקבים אחר מטרה נעה – תולעת קשורה לחוט. המדידות גילו כי העטלפים מטלטלים את ראשם בסנכרון עם הפקת הדי הקול כאשר הטרף משנה את כיוונו, וכי טלטול הראש מלווה בתנועות זעירות של האוזניים כאשר הטרף מתקרב לעטלף. טלטול הראש הוא אם כך דרכו של העטלף לשפר את שמיעת ההדים, וכך לזהות את מיקום הטרף.

גילי גינוסר

5, פוטוסינתזה מלאכותית בקנה מידה גדול

מקורות אנרגיה מתחדשים הם מקורות אנרגיה שאינם מתכלים עקב השימוש בהם, כגון רוח, מים זורמים ואור השמש. מקורות מתחדשים מספקים כיום כ-4 אחוז בלבד מצריכת האנרגיה בעולם. ביקוע מים פוטוקטליטי (או פוטואלקטרוכימי) הוא תהליך שהומצא בשנות השבעים, ועד היום היה בשימוש במעבדות מחקר בלבד. זהו סוג של פוטוסינתזה מלאכותית המנצלת אור ליצירת קשרים כימיים, כלומר לבניית מולקולות דלק.

הפוטוסינתזה המתרחשת בצמחים אוצרת את אנרגיית האור במולקולות סוכר. ביקוע מים, לעומת זאת, מנצל את אנרגיית האור לייצור זרם חשמלי המבקע מולקולות מים למימן ולחמצן. אחסון המימן הוא אחסון של אנרגיית אור השמש בצורת קשרים כימיים.

חוקרים פיתחו לראשונה מערכת עצמאית וקומפקטית המנצלת 3.9 אחוזים מאנרגיית אור השמש (יותר מצמחים, המגיעים ליעילות של פחות מ-2 אחוזים). "זו הפעם הראשונה שמערכת כזו מקודמת לקראת שיווק," אומרים החוקרים. "יצרנו את הבסיס להפיכת התיאוריה למציאות."

דניאל זיידמן