MAJ 2004 ÂWIAT NAUKI

15

pano

rama

Trudno stwierdziç, jakie korzyÊci,
poza samà zdolnoÊcià do wzrostu,
majà roÊliny z gromadzenia
toksycznych zwiàzków metali.
Jednà z nich jest ochrona
przed roÊlino˝ercami.
Metale mogà odstraszaç
niektóre owady. Okaza∏o si´
jednak, ˝e w ogóle nie
chronià roÊlin przed Êlimakami.
Gorczyc´, której liÊcie zawierajà
oko∏o 0.1% trujàcego selenu,
omijajà gàsienice bielinka
rzepnika (Pieris rapae),
ale doskonale smakuje ona
Êlimakom z gatunku Mesodon
ferrissi. Podobnie ma∏o pod tym
wzgl´dem wybredny jest
ogrodowy Êlimak jadalny (Helix
aspersa), którego nie zra˝a
nawet wysokie st´˝enie cynku
w liÊciach rzodkiewnika.

PO CO ROÂLINOM

METAL?

JeÊli zmieniajàcy kolory rzodkiewnik przej-

dzie pomyÊlnie testy, którym poddaje si´ zwy-
kle organizmy zmodyfikowane genetycznie,
byç mo˝e ju˝ wkrótce ˝mudny i kosztowny
proces wykrywania min b´dzie mo˝na za-
stàpiç wysiewem odpowiednich nasion.
Zw∏aszcza, ˝e w genomie rzodkiewnika do-
konano jeszcze jednej, niezwykle istotnej
zmiany – usuni´to gen odpowiedzialny za
wytwarzanie hormonu wzrostu. Musi byç

on dostarczany razem
ze specjalnie sprepa-
rowanym nawozem,
bez którego roÊlina nie
jest zdolna do rozwo-
ju, niemo˝liwe jest
wi´c tak˝e jej niekon-
trolowane rozprze-
strzenienie si´.

Rzodkiewnik sygna-

lizujàcy obecnoÊç min
piechotnych w ziemi
czy tytoƒ usuwajàcy z
gleby sole kadmu mo-

gà odegraç jeszcze jed-
nà wa˝nà rol´ – zmie-

niç generalnie z∏e nastawienie opinii
publicznej do badaƒ nad GMO, czyli gene-
tycznie zmodyfikowanymi organizmami.

n

* Badacze uznali tobo∏ek alpejski za idealny organizm
modelowy do badania akumulacji metali – doskonale ro-
Ênie w warunkach laboratoryjnych, a oprócz cynku i kad-
mu gromadzi tak˝e du˝e iloÊci niklu. Ponadto oko∏o 88%
jego genomu jest identyczne ze Êwietnie pod tym wzgl´-
dem poznanym rzodkiewnikiem pospolitym (Arabidop-
sis thaliana), który umo˝liwi∏ manipulowanie genami
wielu innych roÊlin.

ARES

A (na gór

ze);

JIM HARRISON

(na dole)

ARMIA

Arabidopsis thaliana gotowa do dzia∏aƒ.

BIOFIZYKA

Rezonans rozwesela

ZASKAKUJÑCE EFEKTY UBOCZNE BADANIA MÓZGU. EMILY HARRISON

S

p´dzenie 20 min w tunelu skanera ma-
gnetycznego to, wydawa∏oby si´, wàt-
pliwa przyjemnoÊç. Kiedy wi´c kilko-

ro cierpiàcych na depresj´ pacjentów szpitala
psychiatrycznego McLean w Belmont w sta-
nie Massachusetts zacz´∏o po badaniu Êmiaç
si´ i ˝artowaç, zespó∏ badaczy pod kierun-
kiem specjalisty od technik obrazowania, fi-
zyka Michaela Rohana i dyrektora szpital-
nego centrum diagnostyki obrazowej
Perry’ego Renshawa zainteresowa∏ si´, co
si´ za tym kryje. Wst´pne wyniki badaƒ su-
gerujà, ˝e pola elektryczne zwiàzane z pew-
nà metodà analizy pracy mózgu mogà po-
prawiaç nastrój pacjentów cierpiàcych na
zaburzenie afektywne dwubiegunowe.

Technikà, która powoduje te nieoczekiwane

efekty uboczne, jest stosunkowo nowa echopla-
narna spektroskopia rezonansu magnetycz-
nego (EP-MRSI), u˝ywana w McLean do ob-
serwacji wp∏ywu pewnych leków na mózg

chorych. Z 30 osób poddanych EP-MRSI 23
odczu∏y natychmiastowà popraw´ nastroju –
donoszà cz∏onkowie zespo∏u w styczniowym
wydaniu American Journal of Psychiatry. Ba-
danie nie mia∏o wp∏ywu na osoby zdrowe, co
rozproszy∏o obawy, ˝e ten rodzaj terapii elek-
tromagnetycznej móg∏by byç nadu˝ywany ja-
ko droga do szcz´Êcia na skróty.

Terapia metodà EP-MRSI, w odró˝nieniu

od chemicznych Êrodków przeciwdepresyj-
nych i elektrowstrzàsów, nie wywo∏uje wi-
docznych dzia∏aƒ niepo˝àdanych. Wydaje
si´ równie˝ lepsza od innej próby wykorzy-
stania pól elektromagnetycznych do leczenia
zaburzenia afektywnego dwubiegunowego

KU POKRZEPIENIU UMYS¸ÓW.

Michael Rohan

demonstruje nowà metod´ obrazowania, zwanà

EP-MRSI, która poprawia nastrój. AktywnoÊç mózgu

pacjenta, który przebywa w tunelu skanera,

wyÊwietlana jest na monitorze i rejestrowana.

16

ÂWIAT NAUKI MAJ 2004

BROOKHA

VEN NA

TIONAL L

ABORA

TORY

– metody powtarzalnej przezczaszkowej
stymulacji magnetycznej, podczas której
umieszczona w pobli˝u g∏owy pacjenta cew-
ka miejscowo indukuje w korze mózgowej
zmienne pole elektryczne o nat´˝eniu si´ga-
jàcym 500 V/m. Choç procedura ta doÊç sku-
tecznie ∏agodzi depresj´, wywo∏uje napady
drgawek i silny ból g∏owy po przy∏o˝eniu
cewki. Natomiast pola elektryczne wyst´pu-
jàce podczas badania metodà EP-MRSI sà
s∏abe (poni˝ej 1 V/m) i równomiernie roz-
k∏adajà si´ w ca∏ej korze.

Zespó∏ z McLean nie wie, skàd bierze si´

dzia∏anie przeciwdepresyjne terapii EP-
-MRSI, badacze zwracajà jednak uwag´, ˝e
zastosowana cz´stotliwoÊç pola elektrycz-
nego (1 kHz) odpowiada naturalnej cz´sto-
toÊci, z jakà neurony wysy∏ajà impulsy.
Zauwa˝yli te˝, ˝e orientacja aksonów w ob-
r´bie spoid∏a wielkiego mózgu (jest to wiàz-
ka w∏ókien nerwowych w centralnej cz´Êci
mózgu, odpowiedzialna za koordynacj´ pra-
cy obu pó∏kul mózgu) – od prawej do lewej
– pokrywa si´ z kierunkiem przemieszcza-
nia si´ impulsów elektromagnetycznych in-
dukowanych przez EP-MRSI. Wyniki niektó-
rych badaƒ sugerujà, ˝e w zaburzeniach

dwubiegunowych wyst´puje zachwianie rów-
nowagi mi´dzy pó∏kulami – impulsy elek-
tromagnetyczne zwiàzane z terapià EP-MRSI
mogà t´ nierównowag´ usuwaç.

Po zakoƒczeniu badaƒ wst´pnych na-

ukowcy z McLean zbudowali niewielkie,
mieszczàce si´ na stole urzàdzenie, wytwa-
rzajàce pola elektromagnetyczne o takich
samych parametrach jak zwyk∏y skaner MRI
i wykazali jego przydatnoÊç do prób na zwie-
rz´tach. Okaza∏o si´, ˝e terapia elektroma-
gnetyczna mo˝e skuteczniej ni˝ prozac
zmniejszaç poziom niepokoju szczurów.
W najbli˝szym czasie Rohan chce rozpoczàç
badania z udzia∏em ludzi.

„Dopiero zaczynamy si´ temu zjawisku

przyglàdaç i musimy byç realistami – ostrze-
ga. – Ale mo˝liwoÊci leczenia depresji, jaki-
mi b´dziemy dysponowaç, sà fascynujàce”.
Rohan dostrzega te˝ pole dla przysz∏ych ba-
daƒ interdyscyplinarnych nad mechanizmem
wywo∏ujàcym zaobserwowany efekt. Potrzeb-
na b´dzie wspó∏praca, m.in. specjalistów od
elektrofizjologii, fizyków i neurologów. „Je-
Êli b´dziemy w stanie na tym poziomie wp∏y-
waç na komórki, dzi´ki EP-MRSI uzyskamy
nowe, wa˝ne narz´dzie badawcze”.

n

pano

rama

FIZYKA

Rozbite szk∏o

W POSZUKIWANIU NAJG¢STSZEGO STANU MATERII. DAVID APPEL

P

rawdopodobnie fizycy trafili na trop
uniwersalnej formy materii, wspólnej
dla ca∏ego zakresu wysokoenergetycz-

nych czàstek, od protonów poczynajàc, a na
ci´˝kich jàdrach, takich jak uran, koƒczàc.
Badania tego stanu materii, zwanego kon-
densatem kolorowego szk∏a, powinny umo˝-
liwiç wyjaÊnienie nieznanych w∏aÊciwoÊci
jàdrowych i procesu powstawania czàstek
w trakcie zderzeƒ. Ostatnio kilka ekspery-
mentów przynios∏o intrygujàce wyniki, któ-
re sugerujà, ˝e kondensat kolorowego szk∏a
rzeczywiÊcie wytworzy∏ si´ podczas wczeÊ-
niejszych badaƒ.

Czàstki takie jak protony czy neutrony,

sk∏adajà si´ z kwarków i gluonów. Podobnie
jak noÊnikiem oddzia∏ywania mi´dzy elek-
tronami (majàcych ∏adunek elektryczny) sà
fotony, tak w oddzia∏ywaniach mi´dzy kwar-
kami (obdarzonymi ∏adunkiem „kolorowym”)

poÊredniczà gluony. Jednak podstawowa ró˝-
nica mi´dzy fotonami i gluonami polega na
tym, ˝e w odró˝nieniu od fotonów gluony
silnie oddzia∏ujà mi´dzy sobà. Gdy protony
lub jàdra (np. jàdra z∏ota) zostajà przyÊpie-
szone do pr´dkoÊci bliskiej pr´dkoÊci Êwia-
t∏a, kwarki i gluony w ich wn´trzach w wy-
niku relatywistycznego efektu zwanego
skróceniem Lorentza ulegajà sp∏aszczeniu i
tworzà struktur´ przypominajàcà naleÊnik.
Ponadto energia przekazana czàstkom w
trakcie ich przyÊpieszania powoduje, ˝e po-
wstajà dodatkowe gluony. Sp∏aszczonych
gluonów jest tak wiele, ˝e zaczynajà zacho-
dziç na siebie i w koƒcu osiàgajà ten sam
stan kwantowy. Zachowujà si´ podobnie jak
atomy tworzàce w niskiej temperaturze kon-
densat Bosego–Einsteina [patrz: Eric A. Cor-
nell i Carl E. Wieman „Kondensat Bose-
go–Einsteina”; Âwiat Nauki, maj 1998].

ÂLADY CZÑSTEK

po zderzeniu

deuteronu z jàdrem z∏ota

w Relativistic Heavy Ion Collider,

w którym mog∏o dojÊç do rozbicia

kondensatu kolorowego szk∏a.