Connect with us

مهندس حيوي

يمكن أن تساعد الذاكرة العاملة في تكييف التطوير التعليمي

يقترح باحثو علم النفس في جامعة ميسوري خطوة أولى نحو إنشاء مواد تعليمية وعملية تناسب أ…

Published

on

يقترح باحثو علم النفس في جامعة ميسوري خطوة أولى نحو إنشاء مواد تعليمية وعملية تناسب المستوى النمائي المناسب للشخص

تخيل أن طفلًا يبلغ من العمر 7 سنوات وطالب جامعي يأخذان استراحة من فصولهما الافتراضية لتناول مشروب من الماء. عند عودتهم ، يواجه الطفل البالغ من العمر 7 سنوات صعوبة في إعادة المهمة ، بينما يستأنف الطالب الجامعي العمل كما لو أن الاستراحة لم تحدث أبدًا. يعتقد نيلسون كوان ، الخبير في الذاكرة العاملة في جامعة ميسوري ، أن فهم هذا الاختلاف في العمر التطوري يمكن أن يساعد الأطفال الصغار وأولياء أمورهم على التكيف بشكل أفضل مع بيئة التعلم الافتراضية أثناء جائحة COVID-19.

قال كوان ، الأستاذ المتميز في قسم العلوم النفسية: "من خلال فهم هذا الاختلاف التنموي ، يمكننا العمل على توفير هيكل أكثر قليلاً للأطفال الأصغر سنًا في مواقع الإنترنت ، مثل مساعدتهم في تنظيم واجباتهم المدرسية". "في المدرسة ، يمكن للمدرسين توفير المزيد من هذا الهيكل ، ولكن في بيئة افتراضية ، قد يضطر الآباء أيضًا إلى تحمل المزيد من هذه المسؤولية. بالنسبة للآباء والأمهات الذين لديهم أطفال أصغر سنًا يقاومون إلى حد ما أفعالهم ، قد يكون من الصعب القيام بذلك ، ولكن يجب أن يكون واضحًا للأطفال أن والديهم يساعدون معلمهم ، بدلاً من أن يكونوا الشخصية التعليمية الأساسية ".

يمكن أن يتصل كيندال هولزوم. خلال جائحة COVID-19 ، كانت الفتاة البالغة من العمر 7 سنوات تذهب إلى المدرسة عبر الإنترنت بدلاً من الذهاب إلى المدرسة.

قال هولزوم: "أحيانًا يكون من الصعب تذكر العودة وأداء واجبك المنزلي بعد إنهاء مكالمة Zoom". "يجب على والداي مساعدتي كثيرًا حتى أتذكر القيام بمهامي. الواجب المنزلي هو الأصعب في اتباع التعليمات لأن معلمك ليس موجودًا لمساعدتك دائمًا ".

يقترح كوان ، الذي كان مهتمًا بكيفية عمل الدماغ البشري منذ أن كان طفلاً صغيرًا ، أن هذه البصيرة يمكن أن تكون خطوة أولى نحو مساعدة المعلمين على تحديد كيفية تكييف تجربة التعلم الفردية للطفل مع المستوى النمائي المناسب.

قال كوان: "الآن ، سيكون التحدي هو فهم كيفية تكييف المواد التعليمية ومواد العمل لتكون مناسبة لمستوى نمو كل فرد في بيئة عبر الإنترنت وربما محاولة تعليم الأطفال أن يكونوا أكثر نشاطًا في تفكيرهم". "آمل أن تكون هذه هي الخطوة الأولى نحو هذه الفكرة وتشجع الأشخاص الذين يجرون البحث في الفصل الدراسي ، أو الآن في الفصل الدراسي الافتراضي ، على النظر في دور السلوك الاستباقي كمهارة حياتية عامة وكيفية استيعاب مستويات مختلفة من التعلم لتحقيق هدف الحياة هذا ".

شارك ما مجموعه 180 شخصًا في الدراسة التي أجراها كوان وزملاؤه. تم تقسيم المشاركين على ثلاث مجموعات عمرية مختلفة – الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 6-8 ، و 10-14 ، وطلاب الجامعات. طُلب من كل فئة عمرية أن تتذكر عرضًا للبقع الملونة. بعد ذلك ، تمت مقاطعتهم من خلال مهمة ثانية غير متوقعة وأكثر إلحاحًا – الضغط بسرعة على زر عند سماع إشارة أو رؤيتها. عند الانتهاء من المهمة الثانية ، طُلب منهم العودة إلى المهمة الأولى وتحديد ما إذا كان اللون قد أتى من العرض. قال كوان في كثير من الأحيان ، نسي الأطفال الصغار ببساطة تذكر الألوان التي كان من المفترض أن يتذكروها بعد العمل في المهمة الثانية. وقال إن هذه الدراسة تقدم مثالاً واضحًا على حدود الذاكرة العاملة لدى الأطفال الصغار.

قال كوان: "بشكل عام ، الذاكرة العاملة محدودة". "مع زيادة كمية الأشياء التي يحاول الشخص تذكرها في وقت واحد ، تقل الذاكرة المتوفرة للمساعدة في تذكر مهمة ما ، أو ما يفترض أن يقوم به الشخص. مثال على الاختلاف بين الشخص البالغ والطفل هو عندما يحاول كلاهما الإمساك بالكرة أثناء حمل الأطباق. من المرجح أن يسقط الطفل الأطباق ، بينما يتذكر البالغ أيضًا التمسك بالأطباق في نفس الوقت. خلقت المدرسة الافتراضية بيئة جديدة تمامًا ، وتزودنا هذه الدراسة بالخطوة الأولى في كيفية مساعدة الأطفال على التكيف حيث من المحتمل جدًا أن تظل بعض أجزاء التعليم الافتراضي هنا لفترة طويلة ".

###

تم نشر "التغيير التنموي في طبيعة تخصيص الانتباه في مهمة مزدوجة" في مجلة علم النفس التنموي. تم تمويل الدراسة من قبل المعهد الوطني لصحة الطفل والتنمية البشرية (R01 HD-021338).

https://showme.missouri.edu/2021/working-memory-can-help-tailor-education-development/

Source: https://bioengineer.org/working-memory-can-help-tailor-educational-development/

مهندس حيوي

اكتشاف آلية التقارب للشيخوخة

يعد مسار الإشارات الأساسي أمرًا بالغ الأهمية لطول العمر الائتمان: معهد لينك / ماكس بلانك لبيولوجيا الشيخوخة ، 2021 عدة أسباب مختلفة للشيخوخة…

Published

on

تم اكتشاف العديد من الأسباب المختلفة للشيخوخة ، ولكن يبقى السؤال ما إذا كانت هناك آليات أساسية شائعة تحدد الشيخوخة والعمر. اكتشف باحثون من معهد ماكس بلانك لبيولوجيا الشيخوخة ومجموعة CECAD للتميز في أبحاث الشيخوخة في جامعة كولونيا استقلاب الفولات في بحثهم عن مثل هذه الآليات الأساسية. يقوم تنظيمه على العديد من مسارات إشارات الشيخوخة المعروفة ويؤدي إلى طول العمر. قد يوفر هذا إمكانية جديدة لتحسين صحة الإنسان على نطاق واسع أثناء الشيخوخة.

في العقود الأخيرة ، تم اكتشاف العديد من مسارات الإشارات الخلوية التي تنظم عمر الكائن الحي ، وبالتالي فهي ذات أهمية كبيرة لأبحاث الشيخوخة. عندما غير الباحثون مسارات الإشارات هذه ، أدى ذلك إلى إطالة عمر الكائنات الحية المتنوعة. ومع ذلك ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما إذا كانت مسارات الإشارات المختلفة هذه تتلاقى في مسارات التمثيل الغذائي الشائعة التي تسبب طول العمر.

يبدأ البحث في الدودة المستديرة

بدأ العلماء بحثهم في الدودة المستديرة Caenorhabditis elegans ، وهي كائن حي نموذجي معروف لأبحاث الشيخوخة. لقد درسنا المنتجات الأيضية للعديد من خطوط الديدان طويلة العمر. كشفت تحليلاتنا ، من بين أمور أخرى ، أننا لاحظنا تغيرات واضحة في المستقلبات والإنزيمات لدورة الفولات في جميع خطوط الديدان. نظرًا لأن استقلاب الفولات يلعب دورًا رئيسيًا في صحة الإنسان ، فقد أردنا مواصلة دوره في طول العمر "، تشرح أندريا أنيبال ، المؤلف الرئيسي للدراسة.

آلية مشتركة لطول العمر

الفولات هي فيتامينات أساسية مهمة لتخليق الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات – اللبنات الأساسية للبروتينات والحمض النووي لدينا. "قمنا بضبط نشاط إنزيمات معينة من استقلاب الفولات في الديدان. والمثير في الأمر أن النتيجة تمثلت في زيادة العمر الافتراضي بنسبة تصل إلى 30 بالمائة "، حسب قول أنيبال. لقد رأينا أيضًا أنه في سلالات الفئران طويلة العمر ، يتم ضبط استقلاب الفولات بالمثل. وبالتالي ، فإن تنظيم استقلاب الفولات قد يكمن ليس فقط في مسارات إشارات طول العمر المختلفة في الديدان ، ولكن أيضًا في الثدييات ".

يضيف آدم أنتيبي ، مدير معهد ماكس بلانك لبيولوجيا الشيخوخة: "نحن متحمسون جدًا لهذه النتائج لأنها تكشف عن تنظيم استقلاب الفولات كآلية مشتركة مشتركة تؤثر على العديد من المسارات المختلفة لطول العمر ويتم الحفاظ عليها في التطور". "وبالتالي ، فإن المعالجة الدقيقة لاستقلاب الفولات قد توفر إمكانية جديدة لتحسين صحة الإنسان على نطاق واسع أثناء الشيخوخة." في التجارب المستقبلية ، تهدف المجموعة إلى معرفة الآلية التي يؤثر بها استقلاب الفولات على طول العمر.

###

المنشور الأصلي

أندريا أنيبال ، ريبيكا جورج ثريان ، ماريبيل فيدس شونوفولف ، هانا تام ، كريستيان لاتزا ، ماركوس ماكس كارل أولر ، آدم أنتيبي

تنظيم دورة حمض الفوليك كعلامة استقلابية مشتركة لطول العمر

اتصالات الطبيعة ، 9 يونيو 2021

https://www.mpg.de/17011181/one-for-all-convergent-mechanism-of-ageing-discovered

بدأ العلماء بحثهم في الدودة المستديرة Caenorhabditis elegans ، وهي كائن حي نموذجي معروف لأبحاث الشيخوخة. لقد درسنا المنتجات الأيضية للعديد من خطوط الديدان طويلة العمر. كشفت تحليلاتنا ، من بين أمور أخرى ، أننا لاحظنا تغيرات واضحة في المستقلبات والإنزيمات لدورة الفولات في جميع خطوط الديدان. نظرًا لأن استقلاب الفولات يلعب دورًا رئيسيًا في صحة الإنسان ، فقد أردنا مواصلة دوره في طول العمر "، تشرح أندريا أنيبال ، المؤلف الرئيسي للدراسة.

Source: https://bioengineer.org/convergent-mechanism-of-aging-discovered/

Continue Reading

مهندس حيوي

تسمح الجسيمات ذات "العيون" بإلقاء نظرة فاحصة على ديناميكيات الدوران

الائتمان: معهد العلوم الصناعية ، جامعة طوكيو طوكيو ، اليابان – الغرويات – خليط من الجسيمات المصنوعة من مادة واحدة ، مشتتة…

Published

on

طوكيو ، اليابان – الغرويات – خليط من الجزيئات المصنوعة من مادة واحدة ، منتشرة في مادة أخرى – تظهر في العديد من مجالات الحياة اليومية ، بما في ذلك مستحضرات التجميل والأطعمة والأصباغ ، وتشكل أنظمة مهمة داخل أجسامنا. وبالتالي فإن فهم سلوك الغرويات له آثار واسعة النطاق ، إلا أن دراسة دوران الجسيمات الكروية كان أمرًا صعبًا. الآن ، قام فريق دولي يضم باحثين من معهد جامعة طوكيو للعلوم الصناعية بإنشاء جزيئات ذات نواة خارج المركز أو "عين" يمكن تتبعها باستخدام الفحص المجهري. تم نشر النتائج التي توصلوا إليها في مجلة Physical Review X.

تنتقل الجسيمات العالقة في سائل من مكان إلى آخر نتيجة للحركة البراونية ، والتي يمكن اكتشافها بسهولة بواسطة المجهر. ومع ذلك ، فإن هذه الجسيمات تدور أيضًا ، وهو أمر يصعب رؤيته إذا كانت كروية.

تغلب الباحثون على هذا من خلال إنشاء جزيئات مصنوعة من لونين مختلفين من نفس المادة. الكرة الأساسية – التي يسمونها العين – تنحرف عن المركز عند سطح الجسيم. يوفر نقطة يمكن اتباعها تحت المجهر لتحديد تغيرات الاتجاه أثناء دوران الجسيم.

يخبرنا دوران الجسيم الغرواني عن الديناميكا المائية المحيطة – حركة السائل المعلق – وقوى التلامس ، مثل الاحتكاك. ومع ذلك ، للحصول على الصورة الكاملة في تعليق كثيف ، يجب تتبع جميع الجسيمات في وقت واحد ، "يشرح مؤلف الدراسة المقابل البروفيسور هاجيمي تاناكا. "بالإضافة إلى توفير نقطة للتتبع بمرور الوقت ، يمكن مطابقة الكثافة ومعامل الانكسار لجسيماتنا بحيث يمكن الحصول على الصور ثلاثية الأبعاد الضرورية."

من خلال تتبع التعليق الكثيف للجسيمات المشحونة التي تشكل بلورة غروانية – لها ترتيب مرتب من الجسيمات – وجد أن دوران الكرات المجاورة تم اقترانه وتحركه في اتجاهين متعاكسين ، مثل التروس الشبكية.

بالإضافة إلى ذلك ، أظهر نظام يحتوي على جسيمات غير مشحونة وجود علاقة بين التبلور المحلي – الترتيب في المحيط المباشر – والانتشار الدوراني ، الذي يصف عملية استعادة التوازن.

لاحظ الباحثون أيضًا حركة دورانية "الالتصاق-الانزلاق" بين الجسيمات التي تتلامس ، حيث يمكن للجار الكبير أن يوقف حركة الجسيم من خلال الاحتكاك.

يقول المؤلف الآخر البروفيسور رويل دولنز: "لقد قدم نظامنا نظرة ثاقبة تشتد الحاجة إليها في الاقتران الهيدروديناميكي والاحتكاك في الغرويات شديدة الكثافة". "نتوقع أن يكون لنتائجنا تأثير كبير على تصميم العمليات الصناعية التي تتضمن الغرويات ، وكذلك على فهم العمليات البيولوجية."

###

نُشر المقال ، "التصور على مستوى الجسيمات للوصلات الهيدروديناميكية والاحتكاكية في المعلقات الكثيفة للغرويات الكروية" ، في مجلة Physical Review X في DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.021056.

حول معهد العلوم الصناعية (IIS) ، جامعة طوكيو

معهد العلوم الصناعية (IIS) ، جامعة طوكيو هي واحدة من أكبر المعاهد البحثية المرتبطة بالجامعة في اليابان.

يضم معهد الدراسات الإسماعيلية أكثر من 120 معملًا للأبحاث ، يرأس كل منها عضو هيئة تدريس ، ويضم أكثر من 1000 عضو بما في ذلك ما يقرب من 300 موظف و 700 طالب يشاركون بنشاط في التعليم والبحث. تغطي أنشطتنا جميع مجالات التخصصات الهندسية تقريبًا. منذ تأسيسه في عام 1949 ، عمل معهد الدراسات الإسماعيلية على سد الفجوات الهائلة الموجودة بين التخصصات الأكاديمية وتطبيقات العالم الحقيقي.

من خلال تتبع التعليق الكثيف للجسيمات المشحونة التي تشكل بلورة غروانية – لها ترتيب مرتب للجسيمات – وجد أن دوران الكرات المجاورة قد اقترن وتحرك في اتجاهين متعاكسين ، مثل التروس الشبكية.

Source: https://bioengineer.org/particles-with-eyes-allow-a-closer-look-at-rotational-dynamics/

Continue Reading

مهندس حيوي

مادة جديدة يمكن أن تزيل قطرات التنفس من الهواء

“ كل قطرة يتم إزالتها بشكل فعال من الهواء الداخلي ستقضي على مصدر محتمل للانتقال "الائتمان: جامعة نورث وسترن على الرغم من أن حواجز شبكية…

Published

on

"كل قطرة يتم إزالتها بشكل فعال من الهواء الداخلي ستقضي على مصدر محتمل للانتقال"

على الرغم من وجود حواجز زجاج شبكي في كل مكان هذه الأيام – بين ممرات محلات البقالة وحول طاولات المطاعم والشاهقة فوق حجرات المكاتب – إلا أنها تمثل حلاً غير مثالي لمنع انتقال الفيروس.

فبدلاً من التقاط رذاذات الجهاز التنفسي والهباء الجوي المحملة بالفيروسات ، فإن مقسمات زجاج شبكي تعمل فقط على تحويل القطرات ، مما يجعلها ترتد بعيدًا ولكنها تظل في الهواء. لتعزيز وظيفة هذه الحواجز الواقية ، طور باحثو جامعة نورث وسترن مادة شفافة جديدة يمكنها التقاط القطرات والهباء الجوي وإزالتها بشكل فعال من الهواء.

المادة عبارة عن سائل شفاف ولزج يمكن دهنه على أي سطح ، بما في ذلك البلاستيك والزجاج والخشب والمعدن والفولاذ المقاوم للصدأ والخرسانة والمنسوجات. عندما تصطدم القطرات بالسطح المطلي ، فإنها تلتصق به وتمتص وتجف. يتوافق الطلاء أيضًا مع المواد المضادة للفيروسات ومضادات الميكروبات ، لذلك يمكن إضافة عوامل التعقيم ، مثل النحاس ، إلى الصيغة.

قال جياشينغ هوانغ من جامعة نورث وسترن ، كبير مؤلفي الدراسة: "تتصادم القطرات مع الأسطح الداخلية طوال الوقت". "في الوقت الحالي ، فواصل زجاج شبكي هي أجهزة منحرفة ؛ ينحرفون عن القطرات. إذا كان بإمكان سطح ما أن يحبس قطيرات بالفعل ، فإن كل قطرة واحدة تمت إزالتها بشكل فعال من الهواء الداخلي ستكون بمثابة القضاء الناجح على مصدر محتمل للانتقال ".

سينشر البحث الأربعاء (16 يونيو) في مجلة كيم. في الدراسة ، وجد الباحثون أنه حتى عندما قصفوا الأسطح بقطرات الهباء الجوي – بأوامر من التركيز الأعلى من المعتاد في البيئة الداخلية – لا تزال الأسطح المطلية تلتقط ثلاث مرات من قطرات الهباء الجوي أكثر من الأسطح غير المطلية.

هوانغ أستاذ علوم وهندسة المواد في كلية ماكورميك للهندسة بجامعة نورث وسترن. شارك كل من Zhilong Yu و Murak Kadir و Yihan Liu – جميعهم أعضاء في مختبر Huang – في تأليف الورقة. شرع الفريق في هذا المشروع أثناء طلب البقاء في المنزل في بداية الوباء.

المكون الرئيسي في مادة فريق Northwestern هو بوليمر متعدد الإلكتروليت يُستخدم بشكل شائع في مجموعة متنوعة من مستحضرات التجميل. عند تطبيقه بشفرة أو فرشاة ، ينتج عن الصيغة طلاءات موحدة ومتوافقة على نطاق واسع من الأسطح الداخلية دون الإضرار بالمادة الأصلية أو تغيير لونها.

وجد فريق Huang أن الأسطح ظلت أيضًا شفافة وخالية من الضباب حتى عند صب القطرات. بمعنى آخر ، لم تظهر الأسطح قذرة أو متسخة بعد الاستحمام بالقطرات. إذا تم استخدامها على حواجز شبكية ، فلن تحتاج تلك الحواجز المطلية إلى التنظيف بشكل متكرر أكثر من الحواجز غير المطلية.

تنتشر معظم الأمراض المعدية من خلال رذاذات الجهاز التنفسي والهباء الجوي ، والتي يطلقها الإنسان باستمرار عند الحديث والضحك والغناء والزفير. نظرًا لأن الطلاء متعدد الاستخدامات ، يتخيل Huang أنه يمكن استخدامه على حواجز زجاج شبكي ودروع الوجه وكذلك على الأسطح التي لا تلمس أو منخفضة اللمس ، مثل الجدران أو حتى الستائر ، للتخلص من تلك القطرات من الهواء.

"هناك مساحات شاسعة من الأسطح الداخلية بالكاد يلمسها الناس أو الحيوانات الأليفة. إذا أعدنا استخدام هذه الأسطح "الخاملة" لالتقاط قطرات من الجهاز التنفسي ، فيمكن أن تصبح "أجهزة" وظيفية للمساعدة في تقليل انتقال الأمراض المعدية عن طريق الهواء ". "يمكن بعد ذلك تعطيل مسببات الأمراض المحصورة على السطح بسهولة بمرور الوقت ، والتي يمكن تسريعها من خلال مكونات التعقيم المطبقة مسبقًا. كما يمكن إزالتها أثناء التنظيف الروتيني ".

بينما يقول هوانغ إن أقنعة الوجه أداة صحية عامة لا يمكن الاستغناء عنها للمساعدة في منع انتشار القطرات المعدية ، فإنه يعتقد أن حبس القطرات على الأسطح يمكن أن يكون أداة فعالة أخرى.

قال: "في لعبة كمبيوتر ، على سبيل المثال ، لا تريد أن تدخل ساحة معركة بقطعة واحدة فقط من الدرع". "من المنطقي الاستفادة من طبقات دفاع متعددة."

###

تم دعم الدراسة ، "الطلاءات الملتقطة بالقطرات على الأسطح البيئية بناءً على مكونات مستحضرات التجميل" ، من قبل زمالة أبحاث JITRI-Northwestern الممنوحة من معهد جيانغسو لبحوث التكنولوجيا الصناعية ، التي تديرها مبادرة نورث وسترن لعلوم التصنيع والابتكار.

Source: https://bioengineer.org/new-material-could-remove-respiratory-droplets-from-air/

Continue Reading

Trending