งูที่เชี่ยวชาญในการ “คดเคี้ยว” นั่นคือการเดินทางในมุมที่สัมพันธ์กับทิศทางที่หัวของพวกมันชี้ไป – มีรูเล็ก ๆ บนท้องของพวกมันซึ่งแม้จะรู้สึกเสียดสีเมื่อเคลื่อนไหว หลุมเหล่านี้แตกต่างอย่างมากจากโครงสร้างแหลมคมที่พบในท้องของงูเลื้อยตามอัตภาพ และนักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาที่ค้นพบพวกมันแนะนำว่าพวกมันพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยให้คนเดินตามทางเคลื่อนที่ได้ง่ายขึ้นใน
ที่อยู่อาศัยในทะเลทรายในขณะที่งูส่วนใหญ่
เก็บร่างกายทั้งหมดไว้กับพื้นขณะเดินทาง แต่เครื่องคดเคี้ยวมักจะยกส่วนต่างๆ ของตัวเองขึ้นจากผิวน้ำ การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่ารูปแบบการเคลื่อนไหวนี้ช่วยให้งูกระจายน้ำหนัก ช่วยลดโอกาสที่พวกมันจะทำให้เกิดหิมะถล่มเมื่อพวกมันข้ามเนินทรายที่สูงชัน
ในผลงานล่าสุดที่ตีพิมพ์ในPNASนักฟิสิกส์Jennifer Rieserจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจีย (Georgia Tech) และTai-De Liแห่งมหาวิทยาลัย City University of New York พบเบาะแสเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสำเร็จของผู้ทำทางเท้า การทำงานกับเพื่อนร่วมงานที่Georgia Tech , University of California Riverside และZoo Atlantaพวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอม (AFM) เพื่อเปรียบเทียบผิวหนังที่หลุดจากสามสายพันธุ์ ได้แก่ งูหางกระดิ่งหางกระดิ่ง ( Crotalus cerastes ) งูพิษเขาทะเลทรายซาฮารา ( Cerastes cerastes ) และ งูทรายสะฮารา ( Cerastes vipera ) – มีตัวอย่างจากงูที่ไม่คดเคี้ยว
ลื่นไถลออกไปภาพ AFM แสดงให้เห็นว่างูที่เคลื่อนไหวในลักษณะเป็นลูกคลื่นทั่วไป โดยมีคลื่นรูปตัว s เคลื่อนจากหัวถึงหาง มีหนามแหลมขนาดไมโครเมตร หันไปทางด้านหลังตามท้องของพวกมัน ในงูหางกระดิ่งด้านข้างซึ่งอาศัยอยู่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา หนามแหลมเหล่านี้เล็กกว่าและโดดเด่นน้อยกว่า ในขณะที่งูพิษซาฮาราทั้งสองไม่มีหนามแหลมเลย ในทางกลับกัน ด้านล่างของรถไถเดินตามด้านข้างจะมีรูปแบบเป็นหลุมขนาดเล็กเหมือนกัน
ภาพผิวหนังจากท้องของงูไม่คดเคี้ยวและคดเคี้ยวไปมา
พื้นผิวที่ปรับแล้ว ภาพกล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอมของผิวหนังจากท้องของงูที่ไม่คดเคี้ยว และจากด้านข้าง เพื่อทำความเข้าใจว่าโครงสร้างเหล่านี้ส่งผลต่อการเคลื่อนไหวอย่างไร นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการเสียดสีที่งูประสบขณะเคลื่อนไหว แบบจำลองแสดงให้เห็นว่าเดือยแหลมสร้างแรงเสียดทานที่ขึ้นอยู่กับทิศทางการเดินทางของงู “เราคิดว่าโครงสร้างที่แหลมคมเหล่านี้มีลักษณะเหมือนผ้าลูกฟูก” รีเซอร์อธิบาย “ถ้าคุณสามารถจินตนาการว่าตัวเองกำลังเอานิ้วแตะแนวผ้าลูกฟูก มันอาจจะง่ายกว่าการข้ามรอยกระแทกทั้งหมด ”
ในสายพันธุ์ที่ไม่คดเคี้ยว การเสียดสีตามทิศทางนี้ทำงานเพื่อประโยชน์ของงู เนื่องจากจะช่วยลดโอกาสที่พวกมันจะถอยหลัง สำหรับผู้ขี่ข้างทาง มันเป็นหายนะ “ถ้าคุณพยายามจะลมพัด วิธีที่คุณใช้กำลังกับพื้นดินโดยพื้นฐานแล้วหมายความว่าคุณเกือบจะต่อสู้เพื่อก้าวไปข้างหน้า” รีเซอร์บอกกับ Physics World “คุณจะสร้างกองกำลังถอยหลัง” แม้ว่าโครงสร้างที่ไม่เป็นทิศทางของช่องรับลมด้านข้างจะไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับคลื่นลูกคลื่นไปข้างหน้า เธอกล่าวเสริมว่ามันช่วยปรับปรุงการกรอด้านข้าง
แรงบันดาลใจทางชีวภาพ
นอกเหนือจากการเสริมสร้างความเข้าใจของเราเกี่ยวกับชีววิทยางูแล้ว Rieser กล่าวว่าการค้นพบของกลุ่มนี้อาจมีการประยุกต์ใช้ในด้านวิทยาการหุ่นยนต์ “แผนร่างกายเรียวยาวนี้มีวิวัฒนาการมาหลายครั้ง ไม่ใช่แค่ในงู ดังนั้นพยายามทำความเข้าใจให้มากขึ้นเกี่ยวกับแรงกดดันจากสิ่งแวดล้อมที่นำไปสู่แผนร่างกายนี้และวิธีที่จะเอื้อต่อการเคลื่อนไหวในสภาพแวดล้อมบางประเภทจะเป็น เส้นทางข้างหน้าที่น่าสนใจมาก” เธอกล่าว
วิสัยทัศน์งูเป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบวัสดุ pyroelectric
สำหรับความแตกต่างระหว่างงูหางกระดิ่งหางกระดิ่งกับงูหางกระดิ่งสองสายพันธุ์ รีเซอร์ ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยเอมอรี ให้เครดิตเจสสิก้า ทิ งเกิล ผู้เขียนร่วมของเธอ ด้วยสมมติฐานที่น่าเชื่อถือ เนื่องจากทะเลทรายซาฮารามีทางธรณีวิทยาที่เก่ากว่าภูมิประเทศที่แห้งแล้งทางตะวันตกเฉียงใต้ของอเมริกามาก Tingle จึงแนะนำว่าพฤติกรรมการเลี้ยวเบนอาจมีวิวัฒนาการมาก่อนหน้านี้ในสายพันธุ์สะฮารา “บางที หากให้เวลามากกว่านี้ หนามแหลมเหล่านี้จะหายไปในแถบอเมริกาเหนือด้วยเช่นกัน” Rieser กล่าว
นักวิจัยยังได้จัดทำแผนการรักษาสำหรับการบำบัดด้วยโปรตอนแบบกระจายสองครั้งด้วย DIBH โดยใช้ปริมาตรเป้าหมายทางคลินิกที่ปรับให้ตรงกับแผนโฟตอนที่จัดส่ง โดยใช้แผนโฟตอนของผู้ป่วยแต่ละรายเพื่อควบคุมแผนโปรตอนของพวกเขา พวกเขาตรวจสอบปริมาณไปยังหน่วยย่อยของหัวใจจำนวนหนึ่ง รวมทั้งหัวใจทั้งหมด หัวใจห้องล่างซ้าย (LV) หลอดเลือดหัวใจด้านซ้าย (LCA) หลอดเลือดหัวใจตีบขวา (RCA) ซ้าย หลอดเลือดหัวใจตีบ (LCx) และหลอดเลือดหัวใจตีบซ้ายด้านหน้า (LAD)
แผนทั้งสองประเภทให้ความคุ้มครองเป้าหมายที่เพียงพอ แต่โปรตอน DIBH ลดขนาดยาลงสู่โครงสร้างหัวใจอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับโฟตอน DIBH ซึ่งรวมถึงการลด: ปริมาณเฉลี่ยต่อหัวใจ (1.19 ถึง 0.23 Gy); ปริมาณเฉลี่ยของ LV (1.7 ถึง 0.25 Gy); ปริมาณเฉลี่ยสูงสุดและครึ่งสูงสุดของ LAD (5.54 ถึง 1.15 Gy, 22.15 ถึง 7.7 Gy, 4.42 ถึง 1.61 Gy); และขนาดยาสูงสุดของ LCx (1.35 ถึง 0.13 Gy)
ทีมงานชี้ให้เห็นว่าปริมาณเฉลี่ยที่ต่ำกว่าสำหรับหัวใจทั้งหมด LV และ LAD อาจนำไปสู่การลดลงโดยประมาณในการเสียชีวิตจากหัวใจในระยะยาวอย่างน้อย 7% ปริมาณเฉลี่ยของ LCx, LCA และ RCA นั้นต่ำอยู่แล้วสำหรับโฟตอน DIBH ดังนั้นจึงไม่ทราบถึงความสำคัญทางคลินิกของการลดขนาดยาเพิ่มเติมในโครงสร้างเหล่านี้ด้วยโปรตอน
เพิ่มการป้องกันปอดโรคปอดอักเสบจากการฉายรังสี (การอักเสบของปอดที่เกิดจากการฉายรังสี) เป็นอีกประเด็นที่น่ากังวลเมื่อวางแผนการรักษาด้วยรังสีเต้านม นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าโปรตอน DIBH ลดขนาดยาลงที่ปอดซ้ายอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับโฟตอน DIBH ปริมาณเฉลี่ยของปอดด้านซ้ายลดลงจาก 8.04 เป็น 2.28 Gy ในขณะที่ปริมาตรที่ได้รับ 20 Gy และ 5 Gy ลดลง 13% และ 17% ตามลำดับ ในทางการแพทย์ ปริมาณปอดที่ลดลงจากการรักษาด้วยโปรตอนอาจมีประโยชน์ในระยะยาว
Credit : thebitteramericans.com theestgamerpro.com themutteringmuse.com theredhouseinteriors.com thetabascopost.com
