Kao što bi pilot vježbao manevre u simulatoru letenja, znanstvenici bi uskoro mogli izvoditi eksperimente na realističnoj simulaciji mozga. Naime, istraživači Stanford Medicine su uz pomoć AI modela izradili "digitalnog blizanca" dijela mišjeg mozga koji obrađuje vizualne informacije. Ovaj digitalni blizanac, predstavljen u časopisu Nature, bio je obučen na velikim skupovima podataka o moždanoj aktivnosti, prikupljenim iz vidnog korteksa stvarnih miševa dok su gledali filmske isječke. Digitalni blizanci mogli bi olakšati proučavanje unutarnjeg rada mozga i predvidjeti odgovor desetaka tisuća neurona na nove videozapise i slike.

Novi model je primjer temeljnog modela, relativno nove klase AI modela koji mogu učiti iz velikih skupova podataka i zatim to znanje primijeniti na nove zadatke i nove vrste podataka. Istraživači planiraju proširiti svoje modeliranje na druga područja mozga i na životinje, uključujući primate, s naprednijim kognitivnim sposobnostima. Na kraju, uvjereni su oni, bit će moguće izraditi digitalne blizance barem dijelova ljudskog mozga.

AI pomaže slijepim osobama u navigaciji

Kineski istraživači razvili su AI algoritam koji obrađuje video s kamere kako bi korisniku pomogao pronaći rutu bez prepreka. Signali o okolini šalju se korisnicima putem slušalica s koštanom vodljivošću i rastezljivih umjetnih koža koje se nose na zapešćima i vibracijske signale šalju korisniku kako bi ga usmjerile. Nosivi sustav šangajskog sveučilišta Jiao Tong predstavljen je u Nature Machine Intelligence.

Nalazi nedvosmisleno pokazuju da integracija vizualnih, audio i haptičkih osjetila može poboljšati upotrebljivost i funkcionalnost sustava vizualne pomoći.

Novi lijek ublažava bol bez opasnih nuspojava

Većina trenutačnih lijekova protiv bolova cilja na mu receptor koji može učinkovito blokirati bol, ali često dolazi s ozbiljnim rizicima. Protekle tri godine istraživači Sveučilišta u Floridi, Sveučilišta Washington u St. Louisu i Sveučilišta Južne Kalifornije proučavali su kako opioidni receptori rade kako bi razvili bolji i sigurniji lijek protiv bolova. Tako je nastao novi spoj lijeka, opisan u časopisu Nature Communications, koji djeluje na delta opioidne receptore i bol ublažava bez opasnih nuspojava tradicionalnih opioida.

"Novi spoj pokazao je učinke ublažavanja boli na miševima bez većih nuspojava povezanih s opioidima poput respiratorne depresije", kažu istraživači. "Uspijemo li dizajnirati sigurnije lijekove, isti bi se princip mogao proširiti na liječenje bolesti srca, krvnog tlaka i drugih stanja koja reguliraju receptori sa sličnim funkcionalnim značajkama."

Robotska pilula

Mali, mekani i fleksibilni robot puže kroz  ruševine u potrazi za preživjelima i putuje ljudskim tijelom kako bi dostavio lijekove na ciljano mjesto. To je rezultat vizije grupe korejskih istraživača s KU-KIST-a koji su u časopisu Nano Letters predstavili robota koji fleksibilnu elektroniku kombinira s magnetski kontroliranim kretanjem. Podešavanjem jačine i smjera magnetskog polja istraživači mogu kontrolirati pokrete robota bez ugrađenog napajanja ili fizičkih veza poput žica. Uz to, integrirani senzori omogućavaju im da samostalno reagiraju na okoliš, otkrivaju toplinu, prepreke i promjene pH ili tlaka.

Istraživači posao žele zaokružiti "robotskom pilulom", malim robotskim sustavom koji se guta poput tablete, kreće gastrointestinalnim traktom i otkriva ​​bolesti ili isporučuje lijekove. Smanje li ga još više, mogli bi se ubrizgavati u krvne žile za liječenje kardiovaskularnih bolesti i još precizniju isporuku ​​lijeka.

Tekuća baterija poprima bilo koji oblik

Koristeći elektrode u tekućem obliku, istraživači Sveučilišta Linköping razvili su bateriju koja može poprimiti bilo koji oblik. Ova mekana i prilagodljiva baterija, opisana u časopisu Science Advances, može se integrirati na potpuno novi način. Tekstura podsjeća na pastu za zube, a materijal se može koristiti u 3D printeru za oblikovanje baterije po želji.

Ključ je u novom pristupu, pretvaranju elektroda iz krutog u tekući oblik. Umjesto rijetkih materijala istraživači su mekanu bateriju temeljili na vodljivoj plastici i ligninu, nusproizvodu proizvodnje papira. Baterija se može puniti i prazniti više od 500 puta i zadržati svoje performanse. Jednako dobro radi i kad se rastegne na udvostručenu dužinu. Baterija nije savršena: napon je trenutačno 0,9 volti pa istraživači razmatraju korištenje drugih kemijskih spojeva koji će povećati njen napon. Jedna opcija je i upotreba cinka ili mangana.

Laserskim hologramima do 3D čipova

Na Sveučilištu Massachusetts Amherst razvili su novu metodu poravnavanja 3D čipova usmjeravanjem lasera kroz koncentrične metalne uzorke na čipovima, stvarajući hologram. Njihov rad, objavljen u časopisu Nature Communications, mogao bi značajno smanjiti troškove proizvodnje 2D čipova, podržati razvoj 3D fotonskih i elektroničkih čipova i otvoriti vrata pristupačnim, kompaktnim senzorskim tehnologijama.

Nova metoda nema pomičnih dijelova nego oznake za poravnanje napravljene od koncentričnih metala, ugrađene na čip. Kada svjetlo lasera prođe kroz oznake na oba čipa, projicira dva holograma. Interferencijska slika pokazuje jesu li čipovi poravnati ili ne, kao i smjer i količinu njihovog neusklađenosti. Ovom metodom, kažu istraživači, moglo bi se pratiti sve što uključuje kretanje: vibracije, toplinu, ubrzanje...

Pojačalo za super lasere

Kompaktno, tek nekoliko centimetara veliko pojačalo, razvijeno na švedskom Tehnološkom sveučilištu Chalmers, može obraditi deset puta veće količine podataka u sekundi od trenutačnih optičkih komunikacijskih sustava. Ova inovacija, predstavljena u časopisu Nature, koristi jedinstvenu kombinaciju dizajna i odabira materijala. Napravljeno od silicijevog nitrida, pojačalo ima nekoliko malih, međusobno povezanih valovoda u obliku spirale koji učinkovito usmjeravaju svjetlost uz minimalne gubitke.

Ključna inovacija ovog pojačala je njegova sposobnost deseterostrukog povećanja propusnosti uz smanjenje šuma učinkovitije od bilo koje druge vrste pojačala. To mu omogućuje pojačavanje vrlo slabih signala, poput onih koji se koriste u svemirskoj komunikaciji. Uz to, istraživači su uspješno minijaturizirali sustav tako da stane na čip veličine samo nekoliko centimetara.

Dugovječna organska baterija

Ukrajinski startup SorbiForce iskoristio je poljoprivredni otpad i od njega izradio prototip organske baterije bez metala. U razvoju ove, kako kažu, prve istinski održive baterije korišteni su samo ugljik, voda i soli. Sorpcijska baterija koriste tri fizikalna procesa za prijenos elektrona kroz ultraporozni sloj ugljika u jezgri, pomičući ih od katode do anode. A budući da su obje elektrode izrađene od ugljika, baterija je potpuno nezapaljiva. Štoviše, ultraporozni ugljični materijali zapravo postaju bolji kako stare pa bi ova baterija mogla trajati do 30 godina, sve dok možete dodavati vodu, kažu njeni tvorci.

Na kraju životnog vijeka ćelije čak 95 posto baterije može se razgraditi u organske materijale, a ostatak komponenti ponovno upotrijebiti. Za razliku od Li-ion baterija, SorbiForceove ćelije ne predstavljaju opasnost od eksplozije ili curenja toksičnih tvari zahvaljujući svojoj kemiji bez metala i dizajnu čak i ako ih se prepolovi. 

Najveći moždani konektom na svijetu

Iistraživači Allenovog instituta mapirali su moždane stanice i veze u kubičnom milimetru mišjeg mozga, što je veličina koja odgovara zrncu pijeska. Konektom je izrađen uz pomoć živog laboratorijskog miša, genetski modificiranog tako da njegovi neuroni svijetle kad su uzbuđeni. To je istraživačima omogućilo otkrivanje moždanih stanica uz pomoć mikroskopa dok je miš gledao videozapise i YouTube isječke, uključujući scene iz filmova "Pobješnjeli Max: Divlja cesta", "Matrix" i "Ratovi zvijezda: Sila se budi". 

Osim što otkriva kako mozak funkcionira, konektom bi mogao pružiti ključne uvide za rješavanje neuroloških poremećaja, na primjer nakupljanje plakova kod Alzheimerove bolesti i stvaranje lezija kod multiple skleroze često oštećuju neuralne mreže. Inicijativa BRAIN usredotočit će se na razvoj konektoma cijelog mozga miša, što bi moglo pomoći istraživačima da razumiju strujne krugove između različitih regija mozga. 

Najdetaljnija karta ljudske stanice

Znanstvenici pokušavaju mapirati ljudsku stanicu još od izuma mikroskopa prije više od 400 godina. Ipak, mnogi dijelovi stanice dosad su ostajali uglavnom neistraženi. No, sad su istraživači Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu uz pomoć suradnika sa sveučilišta Stanford, Harvard i British Columbia izradili detaljnu, interaktivnu kartu U2OS stanica povezanih s pedijatrijskim tumorima kostiju.

Njihov rad, predstavljen u časopisu Nature, https://www.nature.com/articles/s41586-025-08878-3 otkriva neke dosad nepoznate funkcije proteina i nudi novi uvid u to kako mutacije mogu izazvati bolesti poput raka u djetinjstvu. Ova karta uz to nudi i okvir za stvaranje sličnih atlasa drugih vrsta ljudskih stanica.