Het geheugen van een hydrogel

Ik weet eerlijk gezegd niet of het serieuze wetenschap is, maar onderzoeksters in Japan hebben een hydrogel gebruikt om de werking van het geheugen na te bootsen, met behulp van koude en warme baden en twee kunststofplaten. Het gelgeheugen (een plaatje) verdwijnt na enkele uren. De lengte daarvan is afhankelijk van hoe lang de gel in een warm bad heeft gelegen. Net echt dus, met dat verschil dat onze geheugens herinneringen soms een leven lang bijblijven.

Het menselijke, maar waarschijnlijk ook het dierlijke, geheugen heeft de neiging te vergeten. Zo’n proces na te bootsen met synthetische materialen schijnt dan een uitdaging te zijn. Onderzoeksters van de universiteit van Hokkaido (Jap) onder aanvoering van Jian Ping Gong en Kunpeng Cui hebben die uitdaging aangenomen en met een hydrogel een ‘geheugen’ gemaakt dat zijn informatie gaandeweg verliest.
Hydrogels gelei-achtige stoffen die veel water bevatten (in dit geval ongeveer 45%). Gong: “Dat zijn uitstekende kandidaten om biologische functies na te bootsen. Ze zijn zacht en nat zoals menselijke weefsels. Wij hebben gedemonstreerd hoe hydrogels geheugenfuncties kunnen nabootsen.”

De onderzoekers plaatsten de hydrogel tussen twee kunststofplaten. In de bovenste plaat waren letters of een vorm uitgesneden, waardoor alleen dat deel van de hydrogel werd blootgesteld (aan wat dan ook). Het geheel werd ondergedompeld in koud water om een evenwicht te bereiken. Vervolgens werd het in een warm bad gelegd. De gel absorbeerde het water en zwol, maar alleen op die open plaatsen. Dat lijkt dus op het vastleggen van informatie.
Als de het geheel vervolgens weer in koud water werd gelegd dan werd het blootgestelde deel van de gel ondoorzichtig zodat je de opgeslagen informatie (het plaatje) ook kon zien. In dat koude bad werd de zwelling ook steeds kleiner door waterverlies en de informatie verdween gaandeweg. Hoe langer de gel in het warme bad gelegen had (tussen die twee platen) hoe intenser het plaatsje en hoe langer het duurde voordat dat werd uitgewist.

Net als bij mensen

“Net als bij mensen”, zegt Cui. “Hoe langer je besteed aan het leren van iets, hoe sterker de emotionele prikkels en hoe langer het duurt voordat je dat vergeet.” De onderzoekers toonden aan dat het gelgeheugen stabiel is bij temperatuurwisselingen en vervorming.
Voor hun ‘hersens’ gebruikten de onderzoekster een gel van polyamfolieten, polymere verbindingen die waterstofionen (protonen) kunnen afstaan of opnemen. Het effect is het gevolg van de snelle opname van water en de trage verdwijning uit de gel in een koelere omgeving. Dat zou het gevolg zijn van de dynamische bindingen in de gel. Gong: “Dit werkt met een aantal hydrogels.” Cui denkt dat dit hersenachtige geheugensysteem bruikbaar kan zijn voor toepassingen zoals berichten die moeten verdwijnen om veiligheidsredenen. Dat lijkt me eerlijk gezegd wat al te veel uit het boekje van de amateurspion (samen met de onzichtbare inkt). Voorlopig houd ik het op spelevaren, al is het blad waarin de onderzoeksters hun wederwaardigheden hebben opgeschreven, PNAS, wel degelijk een serieus blad.

Bron: EurekAert

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.