Z naukowego punktu widzenia

Katarzyna Bogucka 17 lipca 2015

Diamentowy grant jest trochę jak wyrok. Swoje trzeba będzie w laboratorium odsiedzieć: Emil Smyk (UTP) nad strumieniami syntetyzowanymi, Julia Kubica (UMK) nad płytkami krwi, a Łukasz Warchoł (UKW) nad treningiem funkcji poznawczych mózgu.

Program „Diamentowy Grant” Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego istnieje od 2012 roku, zapewnia młodym naukowcom niezależność finansową i szybszą drogę do doktoratu

Fot.: Tomasz Czachorowski


Dwieście tysięcy złotych (tyle otrzymują beneficjenci Diamentowych Grantów, czyli superwsparcia Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego) najzdolniejsi studenci z naszego regionu już rozdysponowali. Większość pójdzie na autorskie i, co ważne, na samodzielne badania. Sporą część pochłonie zakup sprzętu (największy koszt), udział w konferencjach (mocno uderza po kieszeni), książki (co to dużo mówić - drogie).


Emil Smyk z Wydziału Inżynierii Mechanicznej UTP w Bydgoszczy, jedyną na rynku książkę poświęconą swojej dziedzinie, czyli „strumieniówce” kupił za... 600 złotych, a dodatkowe sto zapłacił za sprowadzenie podręcznika z Ameryki. Rodzinny budżet aż trzeszczał w szwach. Trzeszczał też, gdy student Smyk pisał artykuł na konferencję „Pneuma”. Udział w tym wydarzeniu kosztował ok. 1200 zł. - Nie pojechałem - rozkłada ręce.

Tradycji naukowych w jego rodzinie nie ma, ale są solidne matematyczno-techniczne podstawy. Mama była nauczycielką matematyki, tata prowadzi firmę budowlaną. - Od małego wiedziałem, że będę budowlańcem, już w gimnazjum pracowałem z tatą na budowie. Życie potoczyło się inaczej. Moją naukową pasją stały się strumienie syntetyzowane, konkretnie sterowanie strumieniem powietrza za pomocą strumieni syntetyzowanych. Jakby to opisać najprościej...

W powietrzu siła


Słyszeliście o Efekcie Coandy? Chodzi o to, że płyn (ciecz lub gaz) ma tendencję do przyklejania się do najbliższej powierzchni, tak jak woda z kranu ścieka po palcu włożonym pod jej powierzchnię. Nauka to oczywiście wykorzystała. Za kierowanie powietrzem w generatorze odpowiada głośnik, który w przyszłości ma zastąpić piezoelektryk, czyli element poruszający się góra - dół pod wpływem prądu. Strumienie syntetyzowane, powstające przez cykliczne wydmuchiwanie i zasysanie powietrza, odepchną strumień główny, który przylega do rdzenia dzięki wspomnianemu wyżej efektowi. Powietrze wydmuchiwane tworzy warstwy, na których brzegach powstają prądy wirowe. Mają niezwykłe właściwości.

- W tej chwili strumienie syntetyzowane wykorzystywane są, m.in. w chłodzeniu elementów elektrycznych. Firma General Electronic produkuje żarówki ledowe wysokiej mocy, one się bardzo szybko nagrzewają, ich złącza z reguły się topią - tłumaczy Emil Smyk. - Strumienie syntetyzowane poruszają powietrzem w żarówce. W zamkniętej małej przestrzeni włącza się chłodzenie.

W 2006 roku na targach motoryzacji w Genewie Renault zaprezentowało samochód, który na przednim zderzaku miał zamontowane generatory strumieni syntetyzowanych. Tworzyły coś w rodzaju poduszki powietrznej, zmniejszając opory tarcia, co wpływało na mniejsze zużycie benzyny. Podobne doświadczenia prowadzono z samolotami. Testowano strumienie syntetyzowane na skrzydłach, by odpowiednio sterując powietrzem, zmieniać rozkład siły nośnej. Emil Smyk do tej pory badał prędkość i własności powietrza jako wypadkową, teraz planuje zakup sondy ciepłodrucikowej, służącej do pomiaru prędkości powietrza, ale w trzech osiach niezależnie...

Podobno jaśniej się tego wytłumaczyć nie da. Literatury nie ma na ten temat zbyt wiele, przynajmniej w Polsce, ekspertów także brakuje. Na polskim rynku Emil Smyk nie będzie więc miał dużej konkurencji. Co innego na czeskim albo światowym. Emil najczęściej współpracuje właśnie z Czechami. W Pradze w ciągu trzech miesięcy napisał (po angielsku) pracę inżynierską. Za moment otworzy przewód doktorski (Diamentowy Grant daje taką możliwość studentowi jeszcze bez magisterki), ale wcześniej, już w następny piątek, bierze ślub i to wydarzenie bardziej niż powietrze zaprząta teraz jego głowę...

Medycyna na chłodno


O doktoracie myśli także Julia Kubica (jest po piątym roku Wydziału Lekarskiego Collegium Medicum UMK).

Medycyna wcale nie była jej jedyną życiową opcją, choć tak się może wydawać, zważywszy na zawodowe kariery rodziców. Jej tatą jest prof. Jacek Kubica, dziekan Wydziału Lekarskiego CM i kierownik Katedry i Kliniki Kardiologii CM, mama to dr hab. nauk o zdrowiu Aldona Kubica z Katedry i Zakładu Promocji Zdrowia CM. - Moja siostra wybrała prawo, co dowodzi, że na medycynę nie byłyśmy skazane - zaznacza z uśmiechem Julia. Wspomina dzieciństwo, dom, w którym praca naukowa była czymś oczywistym i godziny spędzone u taty w szpitalu. Mała Julka rysowała na odwrocie wydruków EKG. Dorosła Julia patrzy dziś na właściwą stronę tych wydruków. Ma na swoim koncie sporo wyróżnień i publikacji, dotyczących stosowania hipotermii u pacjentów po zawale serca.

Naukowo zainteresowała się ostrymi zespołami wieńcowymi już po pierwszym roku studiów. Badała wówczas śródbłonek, czyli warstwę wyścielającą naczynia krwionośne. - Bardzo niebezpieczne jest uszkodzenie śródbłonka i odsłonięcie wewnętrznych warstw naczynia, zwłaszcza kolagenu, do którego rozmaite składniki krwi mogą się „przyklejać” - wyjaśnia. - W miejscu uszkodzenia budują się blaszki miażdżycowe, potencjalna przyczyna zawału serca.

Wróćmy do hipotermii. Jest jednym z elementów leczenia pacjentów po ciężkim zawale serca, obok standardowej terapii (tzn. leków i angioplastyki, czyli udrażniania naczyń wieńcowych). W Polsce rocznie odnotowuje się 80 tys. przypadków nagłego zatrzymania krążenia. Czas do nieodwracalnej śmierci komórek mięśnia sercowego wynosi kilka godzin, śmierć mózgu następuje w ciągu zaledwie kilku minut. Schłodzenie pacjenta do terapeutycznej temperatury 32-34ºC zmniejsza zapotrzebowanie mózgu na tlen przeciętnie o 6-7 proc. na każdy stopień temperatury mniej. - Chłód spowalnia metabolizm - tłumaczy studentka. - Mózg wolniej się uszkadza, wolniej się produkują toksyny. Śmiertelność jest mniejsza, a co ważne, zwiększa się szansa, że ze szpitala nie wyjdzie pacjent przykuty do łóżka, lecz sprawny i fizycznie i intelektualnie.

Hipotermia wpływa na cały organizm, więc także na krew. Nie zawsze jest to korzystne działanie. Wydaje się, że może sprzyjać zakrzepicy w stencie („sprężynce” umieszczanej wewnątrz naczynia krwionośnego w celu przywrócenia jego drożności - przyp. red.). - Chcę sprawdzić, czy płytki krwi, które uczestniczą w krzepnięciu, są w czasie schładzania bardziej aktywowane oraz po jakim czasie i w jaki sposób działają leki. Bo jeżeli zwolnimy metabolizm, to leki też są wolniej metabolizowane. Czy zaczną działać i kiedy. A może powinniśmy zwiększyć dawki? Pytań jest sporo.

Mózg na siłowni


Praca Łukasza Warchoła (jest na piątym roku psychologii na UKW) będzie dużo bardziej wymagająca, m.in. pod względem technicznym. Czekają go setki godzin badań, a później żmudne analizy. Student zajmie się mózgiem, a konkretnie szukaniem zależności między treningiem podstawowych funkcji poznawczych, takich jak pamięć, a bardziej złożonym aspektem funkcjonowania człowieka, czyli inteligencją. Potrzebna będzie do tego współpraca aż 120 ochotników (ludzie w wieku 20-35 lat, zgłaszajcie się!)
- Sprawdzę, w jaki sposób trening wpłynie na pewne charakterystyczne wzorce fal mózgowych. Wykorzystam do tego aparaturę EEG (elektroencefalografia) - zapowiada badacz.

Kluczowe będą reakcje ludzi oraz aktywność elektryczna mózgu, mierzone z milisekundową dokładnością. Testy wraz z kontrolnymi pomiarami EEG potrwają półtora roku. Przez 7-8 tygodni każdy z ochotników będzie co kilka dni uczestniczył w kilkudziesięciominutowym treningu poznawczym, bazującym na specjalnie zaprojektowanych aplikacjach.

- Treningi będą dotyczyły tzw. elementarnych funkcji poznawczych, więc będą zawierały nieskomplikowane bodźce i instrukcje - uspokaja ochotników autor projektu. - Z literatury wynika, że taki nieskomplikowany trening, m.in. pamięci operacyjnej, może się przekładać na wzrost inteligencji płynnej (odpowiadającej za wykonywanie obliczeń matematycznych, za wyniki testów IQ).

Ale nie tylko taki efekt interesuje Łukasza. Chciałby, żeby wyniki jego badań przełożyły się w przyszłości na projektowanie efektywniejszych treningów stymulujących rozwój poznawczy dzieci albo też umożliwiły skuteczniejszą pracę rehabilitacyjną z seniorami. Kto wie, być może korzyści będzie jeszcze więcej. - I to właśnie mnie w nauce fascynuje - mówi młody badacz. - Że niewiedza jest równie ważna, jak wiedza. Można się dziwić bez ograniczeń, i ciekawić, ile się chce. Najważniejsze są pytania

Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych” i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.