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Das Arbeitsgedächtnis kann dabei helfen, die Bildungsentwicklung maßzuschneidern

Psychologieforscher an der Universität von Missouri schlagen einen ersten Schritt vor, um Lehr- und Arbeitsmaterialien zu erstellen, die zu a passen…

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Psychologieforscher an der Universität von Missouri schlagen einen ersten Schritt vor, um Bildungs- und Arbeitsmaterialien zu erstellen, die dem angemessenen Entwicklungsstand einer Person entsprechen

Stellen Sie sich vor, ein 7-Jähriger und ein Student machen beide eine Pause von ihrem virtuellen Unterricht, um etwas Wasser zu trinken. Bei ihrer Rückkehr hat der 7-Jährige Schwierigkeiten, die Aufgabe neu zu starten, während der Student seine Arbeit wieder aufnimmt, als ob die Pause nie stattgefunden hätte. Nelson Cowan, Experte für Arbeitsgedächtnis an der Universität von Missouri, glaubt, dass das Verständnis dieses Unterschieds im Entwicklungsalter jüngeren Kindern und ihren Eltern helfen kann, sich während der COVID-19-Pandemie besser an eine virtuelle Lernumgebung anzupassen.

"Wenn wir diesen Entwicklungsunterschied verstehen, können wir daran arbeiten, jüngeren Kindern in Online-Umgebungen ein wenig mehr Struktur zu bieten, beispielsweise indem wir ihnen helfen, ihre Hausaufgaben zu organisieren", sagte Cowan, ein angesehener Professor für Kuratoren am Department of Psychological Sciences. „In der Schule können Lehrer mehr von dieser Struktur bereitstellen, aber in einer virtuellen Umgebung müssen Eltern möglicherweise auch mehr von dieser Verantwortung übernehmen. Für Eltern mit jüngeren Kindern, die etwas widerstandsfähig gegen ihre Handlungen sind, kann dies schwierig sein. Kindern muss jedoch klar gemacht werden, dass ihre Eltern ihren Lehrer unterstützen, anstatt die primäre Bildungsfigur zu sein. “

Kendall Holzum kann sich beziehen. Während der COVID-19-Pandemie ging das 7-jährige Mädchen nicht persönlich, sondern online zur Schule.

"Manchmal fällt es schwer, sich daran zu erinnern, nach dem Zoom-Anruf zurück zu gehen und Ihre Hausaufgaben zu machen", sagte Holzum. „Meine Eltern müssen mir sehr helfen, um daran zu denken, meine Aufgaben zu erledigen. Hausaufgaben sind am schwierigsten zu befolgen, da Ihr Lehrer nicht immer da ist, um Ihnen zu helfen. "

Cowan, der sich seit seiner Kindheit für die Funktionsweise des menschlichen Gehirns interessiert, schlägt vor, dass diese Erkenntnis ein erster Schritt sein kann, um Pädagogen dabei zu helfen, herauszufinden, wie die individuelle Lernerfahrung eines Kindes auf das entsprechende Entwicklungsniveau zugeschnitten werden kann.

"Jetzt besteht die Herausforderung darin, zu verstehen, wie Lehr- und Arbeitsmaterialien in einem Online-Umfeld an das Entwicklungsniveau jedes Einzelnen angepasst werden können, und möglicherweise zu versuchen, Kindern beizubringen, proaktiver zu denken", sagte Cowan. „Ich hoffe, dass dies ein erster Schritt in diese Richtung ist, und ermutige Menschen, die im Klassenzimmer oder jetzt im virtuellen Klassenzimmer forschen, die Rolle proaktiven Verhaltens als allgemeine Lebenskompetenz zu betrachten und verschiedene Lernniveaus zu berücksichtigen um dieses Lebensziel zu erreichen. “

Insgesamt 180 Personen nahmen an der Studie von Cowan und seinen Kollegen teil. Die Teilnehmer wurden auf drei verschiedene Altersgruppen aufgeteilt – Kinder im Alter von 6-8 Jahren, 10-14 Jahren und Studenten. Jede Altersgruppe wurde gebeten, sich an eine Anzeige farbiger Flecken zu erinnern. Dann wurden sie durch eine zweite, unerwartete und dringendere Aufgabe unterbrochen – schnelles Drücken einer Taste, wenn ein Signal gehört oder gesehen wird. Nach Abschluss der zweiten Aufgabe wurden sie gebeten, zur ersten Aufgabe zurückzukehren und zu entscheiden, ob eine Farbe vom Display stammt. Cowan sagte öfter, die jüngeren Kinder hätten einfach vergessen, sich an die Farben zu erinnern, an die sie sich erinnern sollten, nachdem sie an der zweiten Aufgabe gearbeitet hatten. Er sagte, diese Studie biete ein klares Beispiel für die Grenzen des Arbeitsgedächtnisses bei jüngeren Kindern.

"Im Allgemeinen ist das Arbeitsgedächtnis begrenzt", sagte Cowan. „Mit zunehmender Anzahl von Dingen, an die sich eine Person gleichzeitig erinnern möchte, steht weniger Speicher zur Verfügung, um sich an eine Aufgabe zu erinnern oder an das, was eine Person tun soll. Ein Beispiel für den Unterschied zwischen einem Erwachsenen und einem Kind ist, wenn beide versuchen, beim Tragen von Geschirr einen Ball zu fangen. Es ist wahrscheinlicher, dass das Kind das Geschirr fallen lässt, während sich der Erwachsene daran erinnert, gleichzeitig auch das Geschirr festzuhalten. Die virtuelle Schule hat eine völlig neue Umgebung geschaffen, und diese Studie bietet uns einen ersten Schritt, wie wir Kindern helfen müssen, sich anzupassen, da einige Teile der virtuellen Schule sehr wahrscheinlich noch lange hier sind. “

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"Entwicklungsänderung in der Art der Aufmerksamkeitsverteilung in einer doppelten Aufgabe" wurde in Developmental Psychology veröffentlicht. Die Studie wurde vom Nationalen Institut für Kindergesundheit und menschliche Entwicklung (R01 HD-021338) finanziert.

Working memory can help tailor educational development

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

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Konvergenter Mechanismus des Alterns entdeckt

Fundamentaler Signalweg ist entscheidend für LanglebigkeitBildnachweis: Link/Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns, 2021 Mehrere verschiedene Ursachen des Alterns…

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Es wurden mehrere verschiedene Ursachen des Alterns entdeckt, aber es bleibt die Frage, ob es gemeinsame zugrunde liegende Mechanismen gibt, die das Altern und die Lebensdauer bestimmen. Auf der Suche nach solchen grundlegenden Mechanismen sind Forscher des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns und des Exzellenzclusters CECAD in Alternsforschung der Universität zu Köln nun auf den Folatstoffwechsel gestoßen. Seine Regulation liegt vielen bekannten Signalwegen des Alterns zugrunde und führt zu Langlebigkeit. Dies könnte eine neue Möglichkeit bieten, die menschliche Gesundheit während des Alterns umfassend zu verbessern.

In den letzten Jahrzehnten wurden mehrere zelluläre Signalwege entdeckt, die die Lebensdauer eines Organismus regulieren und damit für die Alternsforschung von enormer Bedeutung sind. Als Forscher diese Signalwege veränderten, verlängerte dies die Lebensdauer verschiedener Organismen. Es stellt sich jedoch die Frage, ob diese unterschiedlichen Signalwege auf gemeinsamen Stoffwechselwegen zusammenlaufen, die für die Langlebigkeit ursächlich sind.

Die Suche beginnt im Spulwurm

Die Wissenschaftler begannen ihre Suche im Fadenwurm Caenorhabditis elegans, einem bekannten Modellorganismus für die Altersforschung. „Wir haben die Stoffwechselprodukte mehrerer langlebiger Wurmlinien untersucht. Unsere Analysen ergaben, dass wir unter anderem bei allen Wurmlinien deutliche Veränderungen der Metaboliten und Enzyme des Folatzyklus beobachteten. Da der Folatstoffwechsel eine große Rolle für die menschliche Gesundheit spielt, wollten wir seine Rolle für die Langlebigkeit weiterverfolgen“, erklärt Andrea Annibal, Erstautorin der Studie.

Ein gemeinsamer Mechanismus für Langlebigkeit

Folate sind essentielle Vitamine, die für die Synthese von Aminosäuren und Nukleotiden wichtig sind – den Bausteinen unserer Proteine ​​und DNA. „Wir haben die Aktivität bestimmter Enzyme des Folatstoffwechsels in den Würmern heruntergeregelt. Erstaunlicherweise war das Ergebnis eine Verlängerung der Lebensdauer um bis zu 30 Prozent“, sagt Annibal. „Wir haben auch gesehen, dass bei langlebigen Mäusestämmen der Folatstoffwechsel ähnlich heruntergeregelt ist. Die Regulation des Folatstoffwechsels kann daher nicht nur bei Würmern, sondern auch bei Säugetieren den verschiedenen Signalwegen der Langlebigkeit zugrunde liegen.“

„Wir sind sehr begeistert von diesen Ergebnissen, weil sie die Regulation des Folatstoffwechsels als einen gemeinsamen Mechanismus aufzeigen, der mehrere verschiedene Wege der Langlebigkeit beeinflusst und in der Evolution konserviert wird“, fügt Adam Antebi, Direktor am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns, hinzu. „Daher könnte die präzise Manipulation des Folatstoffwechsels eine neue Möglichkeit bieten, die menschliche Gesundheit während des Alterns umfassend zu verbessern.“ In zukünftigen Experimenten will die Gruppe herausfinden, durch welchen Mechanismus der Folatstoffwechsel die Langlebigkeit beeinflusst.

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Originalveröffentlichung

Andrea Annibal, Rebecca George Tharyan, Maribel Fides Schonewolff, Hannah Tam, Christian Latza, Markus Max Karl Auler, Adam Antebi

Regulierung des einen Kohlenstoff-Folat-Zyklus als gemeinsame metabolische Signatur der Langlebigkeit

Nature Communications, 9. Juni 2021

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

Die Wissenschaftler begannen ihre Suche im Fadenwurm Caenorhabditis elegans, einem bekannten Modellorganismus für die Altersforschung. „Wir haben die Stoffwechselprodukte mehrerer langlebiger Wurmlinien untersucht. Unsere Analysen ergaben, dass wir unter anderem bei allen Wurmlinien deutliche Veränderungen der Metaboliten und Enzyme des Folatzyklus beobachteten. Da der Folatstoffwechsel eine große Rolle für die menschliche Gesundheit spielt, wollten wir seine Rolle für die Langlebigkeit weiterverfolgen“, erklärt Andrea Annibal, Erstautorin der Studie.

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

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Partikel mit „Augen“ ermöglichen einen genaueren Blick auf die Rotationsdynamik

Bild: Institute of Industrial Science, University of Tokyo Tokyo, Japan – Kolloide – Mischungen von Partikeln aus einer Substanz, dispergiert…

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Tokio, Japan – Kolloide – Mischungen von Partikeln aus einem Stoff, die in einem anderen Stoff dispergiert sind – tauchen in zahlreichen Bereichen des täglichen Lebens auf, darunter Kosmetik, Lebensmittel und Farbstoffe, und bilden wichtige Systeme in unserem Körper. Das Verständnis des Verhaltens von Kolloiden hat daher weitreichende Auswirkungen, doch die Untersuchung der Rotation kugelförmiger Partikel war eine Herausforderung. Jetzt hat ein internationales Team, dem Forscher des Instituts für Industriewissenschaften der Universität Tokio angehören, Partikel mit einem außermittigen Kern oder „Auge“ geschaffen, die mit Hilfe der Mikroskopie verfolgt werden können. Ihre Ergebnisse werden in Physical Review X veröffentlicht.

In einer Flüssigkeit schwebende Partikel bewegen sich aufgrund der Brownschen Bewegung von einem Ort zum anderen, was mit einem Mikroskop leicht zu erkennen ist. Allerdings rotieren diese Partikel auch, was bei sphärischer Form viel schwieriger zu erkennen ist.

Die Forscher überwanden dies, indem sie Partikel aus zwei verschiedenen Farben desselben Materials erzeugten. Die Kernkugel – die sie Auge nennen – befindet sich außermittig an der Oberfläche des Partikels. Es bietet einen Punkt, der unter einem Mikroskop verfolgt werden kann, um die Orientierungsänderungen bei der Rotation des Partikels zu bestimmen.

„Die Rotation eines kolloidalen Partikels sagt uns über die umgebende Hydrodynamik – die Bewegung der suspendierten Flüssigkeit – und die Kontaktkräfte wie Reibung. Um jedoch in einer dichten Suspension ein vollständiges Bild zu erhalten, müssen alle Partikel auf einmal verfolgt werden“, erklärt Studienkorrespondent Professor Hajime Tanaka. „Neben einer zeitlichen Verfolgung können die Dichte und der Brechungsindex unserer Partikel angepasst werden, sodass die erforderlichen 3D-Bilder aufgenommen werden können.“

Durch die Verfolgung einer dichten Suspension geladener Teilchen, die einen kolloidalen Kristall bilden – der eine geordnete Anordnung von Teilchen aufweist – wurde festgestellt, dass die Rotation benachbarter Kugeln gekoppelt und in entgegengesetzte Richtungen bewegt wurde, wie Zahnräder.

Darüber hinaus zeigte ein System mit ungeladenen Teilchen, dass es einen Zusammenhang zwischen lokaler Kristallinität – der Ordnung in der unmittelbaren Umgebung – und der Rotationsdiffusivität gibt, die den Prozess der Wiedererlangung des Gleichgewichts der Orientierung beschreibt.

Die Forscher beobachteten auch „Stick-Slip“-Rotationsbewegungen zwischen Partikeln, die sich berühren, wobei ein großer Nachbar die Bewegung eines Partikels durch Reibung stoppen könnte.

„Unser System hat dringend benötigte Einblicke in die hydrodynamische und reibschlüssige Kopplung in sehr dichten Kolloiden geliefert“, sagt der andere korrespondierende Autor Professor Roel Dullens. „Wir erwarten von unseren Erkenntnissen einen signifikanten Einfluss auf die Gestaltung industrieller Prozesse mit Kolloiden sowie auf das Verständnis biologischer Prozesse.“

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Der Artikel „Particle-levelvisualization of hydrodynamic and Frictional connections in dense suspensions of sphärischen Kolloiden“ wurde im Physical Review X unter DOI: 10.1103/PhysRevX.11.021056 veröffentlicht.

Über das Institute of Industrial Science (IIS), die Universität Tokio

Institute of Industrial Science (IIS) der Universität Tokio ist eines der größten universitätsgebundenen Forschungsinstitute in Japan.

Das IIS umfasst mehr als 120 Forschungslabore, die jeweils von einem Fakultätsmitglied geleitet werden, mit mehr als 1.000 Mitgliedern, darunter etwa 300 Mitarbeiter und 700 Studenten, die aktiv in Bildung und Forschung tätig sind. Unsere Aktivitäten decken nahezu alle Bereiche der Ingenieursdisziplinen ab. Seit seiner Gründung im Jahr 1949 hat das IIS daran gearbeitet, die großen Lücken zwischen akademischen Disziplinen und realen Anwendungen zu schließen.

Durch die Verfolgung einer dichten Suspension geladener Teilchen, die einen kolloidalen Kristall bilden – der eine geordnete Anordnung von Teilchen aufweist – wurde festgestellt, dass die Rotation benachbarter Kugeln gekoppelt und in entgegengesetzte Richtungen bewegt wurde, wie Zahnräder.

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

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Neues Material könnte Atemtröpfchen aus der Luft entfernen

"Jeder Tropfen, der effektiv aus der Raumluft entfernt wird, würde eine potenzielle Übertragungsquelle beseitigen"Bildnachweis: Northwestern University Obwohl Plexiglasbarrieren vorhanden sind"…

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„Jeder Tropfen, der effektiv aus der Raumluft entfernt wird, würde eine potenzielle Übertragungsquelle beseitigen“

Obwohl Plexiglasbarrieren heutzutage scheinbar überall vorhanden sind – zwischen Lebensmittelgeschäften, um Restauranttische und hoch über Bürokabinen – sind sie eine unvollkommene Lösung, um die Übertragung von Viren zu blockieren.

Anstatt virusbeladene Atemtröpfchen und Aerosole aufzufangen, lenken Plexiglasteiler die Tröpfchen lediglich ab, sodass sie abprallen, aber in der Luft bleiben. Um die Funktion dieser Schutzbarrieren zu verbessern, haben Forscher der Northwestern University ein neues transparentes Material entwickelt, das Tröpfchen und Aerosole auffangen und effektiv aus der Luft entfernen kann.

Das Material ist eine klare, viskose Flüssigkeit, die auf jede Oberfläche aufgetragen werden kann, einschließlich Kunststoff, Glas, Holz, Metall, Edelstahl, Beton und Textilien. Wenn Tröpfchen mit der beschichteten Oberfläche kollidieren, haften sie daran, werden absorbiert und trocknen aus. Die Beschichtung ist auch mit antiviralen und antimikrobiellen Materialien kompatibel, sodass der Formel Desinfektionsmittel wie Kupfer zugesetzt werden können.

"Tröpfchen kollidieren ständig mit Innenflächen", sagte Jiaxing Huang von Northwestern, der leitende Autor der Studie. „Im Moment sind Plexiglas-Trennwände abweichende Geräte; sie lenken Tröpfchen ab. Wenn eine Oberfläche tatsächlich Tröpfchen einfangen könnte, wäre jedes einzelne Tröpfchen, das effektiv aus der Raumluft entfernt wurde, eine erfolgreiche Eliminierung einer potenziellen Übertragungsquelle.“

Die Forschung wird am Mittwoch (16. Juni) in der Zeitschrift Chem. In der Studie fanden die Forscher heraus, dass die beschichteten Oberflächen selbst dann, wenn sie Oberflächen mit Aerosoltröpfchen beschossen – in einer um Größenordnungen höheren Konzentration als typisch für eine Innenraumumgebung – immer noch dreimal mehr Aerosoltröpfchen aufnahmen als unbeschichtete Oberflächen.

Huang ist Professor für Materialwissenschaften und -technik an der McCormick School of Engineering in Northwestern. Zhilong Yu, Murak Kadir und Yihan Liu – alle Mitglieder von Huangs Labor – haben das Papier mitverfasst. Das Team startete dieses Projekt während der Stay-at-Home-Bestellung zu Beginn der Pandemie.

Der Hauptbestandteil des Materials des Northwestern-Teams ist ein Polyelektrolyt-Polymer, das häufig in einer Vielzahl von Kosmetikprodukten verwendet wird. Beim Auftragen mit einer Klinge oder einem Pinsel ergibt die resultierende Formel gleichmäßige und konforme Beschichtungen auf einer Vielzahl von Oberflächen im Innenbereich, ohne das Originalmaterial zu beschädigen oder zu verfärben.

Huangs Team stellte fest, dass die Oberflächen auch beim Übergießen mit Tröpfchen transparent und trübungsfrei blieben. Mit anderen Worten, die Oberflächen erschienen nach dem Besprühen mit Tröpfchen nicht schmutzig oder verschmutzt. Bei Verwendung auf Plexiglasbarrieren müssten diese beschichteten Barrieren nicht häufiger gereinigt werden als unbeschichtete Barrieren.

Die meisten Infektionskrankheiten werden durch Atemtröpfchen und Aerosole übertragen, die der Mensch beim Sprechen, Lachen, Singen und Ausatmen ständig freisetzt. Da die Beschichtung so vielseitig ist, stellt sich Huang vor, dass sie auf Plexiglasbarrieren und Gesichtsschutz sowie auf berührungslosen oder berührungsarmen Oberflächen wie Wänden oder sogar Vorhängen verwendet werden könnte, um diese Tröpfchen aus der Luft zu entfernen.

„Es gibt riesige Flächen in Innenräumen, die von Menschen oder Haustieren kaum berührt werden. Wenn wir diese „inaktiven“ Oberflächen umfunktionieren, um Atemtröpfchen aufzufangen, könnten sie zu funktionalen „Geräten“ werden, um die Übertragung von Infektionskrankheiten durch die Luft zu reduzieren“, sagte er. „An der Oberfläche eingeschlossene Krankheitserreger können dann im Laufe der Zeit leicht inaktiviert werden, was durch vorab aufgetragene Desinfektionsbestandteile beschleunigt werden kann. Sie können auch während der Routinereinigung entfernt werden.“

Während Huang sagt, dass Gesichtsmasken ein unersetzliches Instrument für die öffentliche Gesundheit sind, um die Ausbreitung infektiöser Tröpfchen zu verhindern, glaubt er, dass das Einfangen von Tröpfchen auf Oberflächen ein weiteres wirksames Instrument sein könnte.

„In einem Computerspiel möchte man zum Beispiel nicht mit nur einer Rüstung auf ein Schlachtfeld gehen“, sagte er. "Es ist sinnvoll, mehrere Verteidigungsebenen zu nutzen."

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Die Studie „Tröpfchenfangbeschichtungen auf Umweltoberflächen basierend auf kosmetischen Inhaltsstoffen“ wurde durch ein JITRI-Northwestern Research Fellowship des Jiangsu Industrial Technology Research Institute unterstützt, das von der Northwestern Initiative for Manufacturing Science and Innovation verwaltet wird.

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

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