فوتون یکی از ساختارهای بینادی جهان است. در مقام یک ذره ابتدایی اصلی، فوتون به صورت یکی از نیروهای اصلی در داخل میدان مغناطیسی عمل می کند و در فیزیک ذرات واحد بینادی نور در نظر گرفته می شود.
فوتون ها اولین بار در قرن بیستم به وسیله ماکس پلانک عنوان بسته “packets” انرژی شناسایی شدند و او آنها را به عنوان کوانتا quanta منتسب کرد. کار او را آلبرت اینشتین تعقیب کرد. اینشتین در سال 1905 این بسته ها را به صورت امواج الکترومغناطیسی شناسایی کرد. شیمیدانی به نام گیلبرت لویس، درنهایت در سال 1926 با شناسایی ذراتی که یک عنصر پایه ای جهان هستند نام فوتون ها را برای این ذرات ابداع کرد که نه می شود ایجادشان کرد و نه نابود می شوند.
خواص مشخصی در فوتون ها وجود دارد که آنها را در مقایسه با دیگر ذرات بنیادی منحصر بفرد کرده است. اول این که یک فوتون خودش حاوی جرمی نیست. همچنین هیچ بار الکتریکی ای ندارد و از آن جایی که زیر ذرات subparticles کوچک تری ندارد در داخل فضای خالی ( empty space ) فاسد نمی شود. موقعی که یک بار، یا مثبت یا منفی، شتابی نزدیک به سرعت نور می گیرد، اشعه سینکروترون synchrotron (این اشعه، اشعه ای الکترومغناطیسی است) ایجاد می شود که باعث می شود فوتون ها آزاد شوند. به علاوه فوتون ها می توانند موقعی که انرژی مولکول ها، اتم ها یا هسته به سطح بالاتر تغییر می کند، ساطع شوند. طبق فیزیک کوانتومی موقعی که نابودی الکترون- پزیترون ( electron-positron ) رخ می دهد، به این معنی که ذره و ضد ذره حذف می شوند، نور فوتون هم ساطع می شود.
به این خاطر که فوتون ها هر دو خاصیت موجی و ذره ای را نشان می دهند، شماری از کاربردها را در صنعت و تکنولوژی دارند.
در نبرد بین شکارچیان حشرات و طعمه هایشان، سیگنال های شیمیایی ای به نام کرومون ها kairomones به صورت یک سیستم هشدار دهنده اولیه مورد استفاده قرار می گیرند. کرومونها که به طور گسترده ای به وسیله شکارچیان حشرات خارج می شوند، ترکیباتی هستند که به وسیله طعمه ها شناسایی می شوند.
شناسایی کرومون ها به وسیله طعمه ها به حفاظت از آنها در برابر شکارچیان کمک می کند. چراکه حتی می تواند به سازگار شدن بدن طعمه با شرایط، به عنوان مثال تغییر در اندازه بدن آن بینجامد. اما با وجود این که کرومون ها در جهان حشرات شایع هستند، ماهیت شیمیایی شان به میزان زیادی ناشناخته باقی مانده است.
تحقیقی که به وسیله دو دانشمند انجام شده موجب شناسایی دو ترکیب خارج شده به وسیله شکارچیان پشه ها شده است. این ترکیبات باعث می شوند که پشه ها کمتر برای تخم گذاری به سوی حوضچه های های آب متمایل شوند. این یافته ها می تواند تاکتیک های دوستدار طبیعت جدیدی را برای دفع و کنترل حشرات حامل بیماری ارایه کند.
جانوران زیادی از مواد شیمیایی استفاده می کنند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. فرومونها که رفتارهای تولید مثلی و اجتماعی را در گونه های بخصوصی تحت تأثیر قرار می دهند، از همه بهتر شناخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته اند. کرومون هایی که به وسیله یک فرد از یک گونه تولید می شوند، به وسیله فردی از گونه ای متفاوت دریافت می شوند. به این ترتیب گونه های دیگر با دریافت کرومون ها از نتیجه کار اهدا کننده منتفع می شوند.
می توان این مواد شیمیایی را به عنوان بخشی از یک استراتژی برای کنترل جمعیت پشه ها از جمله حشرات حامل بیماری به حساب آورد. با شناسایی این ترکیبات شیمیایی شاید بتوان در مبارزه با بیماری های عفونی نیز پیشرفت هایی به دست آورد.
یک گروه بین المللی از باستانشناسان، قدیمی ترین کفش چرمی جهان را پیدا کرده اند. این کفش 1000 سال پیرتر از هرم بزرگ جیزه در مصر است. این کفش 5500 ساله در غاری در ارمنستان پیدا شده و به خاطر شرایط خشکی و خنکی هوای این غار به خوبی حفظ شده است.
باستانشناسان در ابتدا فکر می کردند که کفش و سایر اشیای پیدا شده در این غار 600 تا 700 ساله هستند. چراکه شرایط خوبی داشتند. فقط موقعی که دو نوار ریز از چرم و تکه کوچکی از داخل کفش به وسیله آزمایشگاه های مستقلی در دانشگاه های کالیفرنیای آمریکا و آکسفورد لندن با کربن تاریخ گذاری شدند، سن واقعی این کفش را باور کردند. آنها فهمیدند که این کفش چند صد سال قدیمی تر از کفشی است که در وسایل مرد یخی ای موسوم به اتزی ( Ötzi ) پیدا شده بود.
این تیم مدت یک سال بود که سرگرم کاوش غار بود تا این که دایانا زرداریان دانشجوی دکترای مؤسسه باستانشناسی ارمنستان کفش را در داخل گودالی در کنار یک کوزه شکسته و تعدادی شاخ میش پیدا کرد. او از همان ابتدا از دیدن کفش چرمی بنددار در داخل این گودال شگفت زده شد.
این کفش چرمی 5500 ساله به میزان زیادی شبیه به کفش راحتی ای به نام پامپوتی است. این کفش چرمی بدون پاشنه حتی تا دهه 1950 میلادی هم در جزایر آران واقع در ساحل غربی ایرلند پوشیده می شد.
در حقیقت، شباهت های بی شماری بین تکنیک ساخت و سبک یا استیل این کفش با کفش هایی که در دوره های بعدتر در سراسر اروپا پیدا شده وجود دارد. بنابراین می توان گفت که این نوع کفش برای هزاران سال در منطقه وسیعی با تنوع آب و هوایی زیاد پوشیده می شده است.
این گروه نتوانست دی ان ای کفش باستانی پیدا شده را برای تعیین منشأ چرمش جدا کند. اما تجزیه و تحلیل های میکروسکوپی از منافذ مخفی کفش نشان می دهد که این کفش احتمالاً از پوست گاو درست شده. سازنده آن هم یک محصول با پایه روغن گیاهی را برای دباغی آن مورد استفاده قرار داده.
تا پیش از این کشف، کفش هایی که به وسیله اتزی پوشیده شده بود، قدیمی ترین کفش چرمی جهان شناخته می شد. البته کفش های اتزی در واقع جوراب هایی از علف بودند که با تسمه هایی از چرم خرس و گوزن به هم بسته شده بودند. پیش از اینها صندل های 7420 ساله ای که از مواد گیاهی درست شده، در غاری در میسوری آمریکا یافت شده است. به این ترتیب کفش چرمی بندی ای که اخیراً کشف شده را با 4680 رادیوکربن سن، می توان اولین کفش چرمی بندی جهان به حساب آورد.
پیمودن چه مراحلی به شروع حیات بر روی کره زمین منجر شده است؟ جک زوستاک یکی از برندگان جایزه نوبل سال 2009 در زمینه فیزیولوژی و پزشکی از محققانی است که می کوشد به این پرسش پاسخ دهد.
مطالعات زوستاک نشان می دهد که زندگی در همه جای کره زمین وجود دارد. زوستاک که مطالعاتش را روی منشأ حیات بر روی زمین متمرکز کرده به وجود میکروب هایی در چشمه های آب گرم با بخارات داغ و در یک محیط اسیدی در «یلو استون اسپانیا» اشاره می کند. همچنین او با نشان دادن تصویری از رگه سبزی که در سراسر یک سنگ گسترش یافته اضافه می کند:«حتی در سنگ ها هم زندگی وجود دارد.»
زوستاک می گوید:«یک مؤلفه اساسی برای حیات، خلق یک غشا است. غشا، مرزی را تعریف می کند که می تواند حاوی ماده ژنتیکی باشد و ماده ژنتیکی در آن تکثیر شود. کار نسبتاً آسانی است که غشایی از اسیدهای چرب را در شرایطی مشابه با زمان به وجود آمدنش در کره زمین ایجاد کنیم.»
اسیدهای چربی که با آب حاوی کمی نمک مخلوط شده، به آسانی ساختارهای بسته ای به نام وسیکل ها (vesicles) را به وجود می آورد. زوستاک می گوید که این کار ساده است. اما ده سال طول کشید تا کشف کنیم که چگونه چنین ماده ای پیش از عصر سیستم ژنتیکی قادر به رشد و تقسیم بوده است. در نهایت دانشمندان با ترکیب مولکول های مشخصی فهمیدند که وسیکل هایی که زمانی ثابت بودند، بعداً به حالت دنباله های نخ مانند بلندی رشد کردند. آنها در این وضعیت شکلی شکننده پیدا کردند و با کمی اختلال تقسیم شدند.
هنگامی که زندگی آغاز می شود، می تواند با محیط های بسیار متفاوتی سازگار شود و یا به محیط های بسیار بسیار متفاوت و متنوعی مهاجرت کند.
اینها و پیشرفت های علمی دیگر مثل این که چگونه سلول های اولیه شروع کردند به این که ویژگی های اضافی دیگری به دست آورند و برخی از مزیت ها را منتقل کنند، مسیری منطقی به تکامل اولیه می دهد. به این ترتیب سرانجام می توانیم تصور کنیم که در شرایط اولیه زمین چه رخ داده است.
ذرت گیاهی است که می تواند به طور وسیعی خوراک دام ها و غذای انسان ها را در سراسر جهان تأمین کند و همچنین منبع تولید انرژی پاک هم محسوب می شود. ساختمان ریشه ذرت خیلی پیچیده است و نقش حیاتی در رشد گیاه دارد. تنها با یک سیستم ریشه ای خوب توسعه یافته و کارا می توان بازده بالاتری داشت.
یک ساختار پیچیده ریشه ای می تواند به مولدتر شدن بیشتر گیاه منجر شود. سیستم های ریشه ای با شمار بیشتری از نقاط منشعب شده به گیاهان اجازه می دهند تا در گرفتن آب و مواد مغذی از خاک کاراتر باشند.
پیچیدگی ریشه با شمار نقاط انشعابی ریشه تعریف می شود. البته برای چشم انسان، غیر ممکن است تا به طور معنی داری تفاوت ها در سیستم های ریشه را ارزیابی کند.
با تکنولوژی های جدید مشخص شده که بیش از نیمی از متغیرهایی که برای پیچیدگی ریشه مشاهده می شود را می توان به وسیله تفاوت های ژنتیکی میان گیاهان توضیح داد. این به دانشمندان اجازه می دهد تا ژنوتیپ ذرت را جدا کنند و ژن های مسئول ساختمان ریشه گیاه را شناسایی کنند. ژنوتیپ ساختمان و وضع ژنتیکی یک سلول، موجود زنده یا یک فرد است.
به لایه میانی اقیانوس های جهان، در طول روز تنها نور ضعیفی می رسد. این به خاطر این است که آب دریا نور خورشید را جذب می کند. این لایه اقیانوسی فقیر از نور، منطقه تاریک روشن یا دریای میانه نامیده می شود. این منطقه رنگ آبی تیره تا رنگ سیاه دارد. عمق یا گودی این منطقه به شفافیت یا تیرگی آب بستگی دارد. در آب شفاف منطقه تاریک روشن می تواند از عمق بیش از 600 پایی (تقریباً 183 متری) شروع شود. در آب تیره این منطقه از عمق تنها 50 پایی (15 متری) شروع می شود.
اما لایه میانی اقیانوس معمولاً جایی بین این دو شروع می شود. منطقه تاریک روشن تا عمق حدود 3300 پایی (حدود 1000 متری) گسترش می یابد. این جا جایی است که منطقه تاریک شروع می شود. به طور متوسط این منطقه از 660 تا 3300 پا (200 تا 1000 متر) عمق دارد.
در منطقه تاریک روشن، نور کافی وجود دارد تا در طول روز آن را ببینیم، اما برای فتوسنتز نور کافی وجود ندارد. بنابراین هیچ گیاهی در این منطقه زندگی نمی کند. مقدار نور با عمق کاهش می یابد. به خاطر همین، غذا در این منطقه فراوان نیست.
آب در منطقه تاریک روشن سرد است (تنوع دما از 39 تا 41 درجه فارنهایت یا چهار تا پنج درجه سانتی گراد است) و با عمق کاهش می یابد. در این منطقه فشار بالا است-می تواند به بیش از 1470 پوند در اینچ مربع (تقریباً 1033 تن بر متر مربع) برسد- و با افزایش عمق افزایش می یابد. مقدار اکسیژن حل نشده در آب کمتر از منطقه نور خورشید است.
کاشفان زیر دریا، ویلیام بیب و اتیس بارتون William Beebe and Otis Barton، اولین کسانی بودند که (در یک ژرفناپیما) به این منطقه دور از دسترس سفر کردند و در آن جا زندگی جانوری را مشاهده کردند. بعداً رابرت بالارد کشف های گسترده تری انجام داد.
جانوران: جانورانی که در منطقه تاریک روشن زندگی می کنند با زندگی در تاریکی، آب سرد و فشار بالا تطبیق یافته اند. بسیاری از جانورانی که در این منطقه هستند چشم های بزرگی دارند که به آنها کمک می کند تا در آب های تاریک تقریباً ببینند. بیشتر آنها کوچک، تیره و لاغرند (این شکل به آنها کمک می کند تا خود را استتار کنند) و بسیاری از آنها دندان ها و آرواره های بزرگی دارند.
خاموش کردن لامپ های اضافی، تلویزیون و سایر وسایل برقی خیلی بیش از آن چه پیش این تصور می شد می تواند خروجی دی اکسید کربن از تأسیسات تولید برق را کاهش دهد. این نتیجه مطالعه ای است که به وسیله دانشمندی انگلیسی انجام شده و نشان می دهد ارقامی که مشاوران دولت این کشور در زمینه اثرات کاهش مصرف برق به وسیله مردم در اختیار دارند صحیح نیست. به عبارتی با کاهش مصرف برق به وسیله مردم، میزان دی اکسید کربنی که وارد جو می شود خیلی بیش از آماری که این مشاوران در دست دارند کاهش می یابد.
تأسیسات تولید برق از نظر میزان دی اکسید کربنی که خارج می کنند با هم متفاوتند و این تفاوت ها به این بستگی دارد که از چه سوختی استفاده می کنند. آنهایی که سوخت های فسیلی (ذغال سنگ، گاز و نفت) می سوزانند، نسبت به آنهایی که از انرژی هسته ای و باد استفاده می کنند، دی اکسید کربن بیشتری خارج می کنند. اما معمولاً تنها تأسیسات تولید برقی که با سوخت فسیلی کار می کنند می توانند به طور دایمی به تغییرات در میزان تقاضای برق پاسخ دهند.
دکتر آدام هاکس، مؤلف مطالعه می گوید که دولت باید رد تغییر نرخ خروج کربن از تأسیسات تولید برق را بگیرد تا مطئن شود تصمیماتش برای کاهش میزان خروج دی اکسیدکربن براساس شواهد علمی محکمی گرفته می شود همچنین لازم است میزان خروجی دی اکسید کربن براساس نوسان تقاضا دقیق تر مورد بررسی قرار گیرد. این حرف به این معنی است که دولت انگلیس و چه بسا بسیاری از دولت های دیگر تأثیر کاهش مصرف برق به وسیله مردم را دست کم گرفته اند.
هاکس می گوید:«کاری که دولت ها می توانند انجام دهند تا تأثیر تغییرات آب و هوایی را کاهش دهند، تشویق مردم به کاهش مصرف انرژی و تغییر انواع فناوری هایی است که در خانه هایشان مورد استفاده قرار می دهند. خط مشی دولت ها هم لازم است براساس تخمین صحیح باشد.»
این حرف به آن معنی است که هر کاهشی ولو اندک در میزان مصرف برق به وسیله مردم اثری به مراتب بیش از آن چه قبلاً تصور می شد به جا می گذارد. به عنوان مثال، اگر هرکسی لامپ هایی که استفاده نمی کند خاموش کند یا بخاری های برقی را با گرم تر شدن هوا کنار بگذارد، می توان با اطمینان گفت که از مقدار کربنی که به وسیله تأسیسات تولید برق خارج می شود به میزان زیادی کاسته می شود. عکس این هم صادق است. یک افزایش کوچک در مقدار برقی که ما مورد استفاده قرار می دهیم بیش از آن چه تصور می کنیم در افزایش خروجی دی اکسید کربن مؤثر است. بنابراین لازم است تا می توانیم میزان مصرف برق را کاهش دهیم.
پرندگان نغمه سرا می توانند با طیف وسیعی از فرکانس ها آواز بخوانند. در پرندگان برای آواز خواندن، ماهیچه های صوتی قوی تر، مهم تر از فشار هوای داخل ریه ها است.
هنگام بررسی نحوه آوازخوانی پرندگان نغمه سرا با دو متغیر فشار هوا و فعالیت ماهیچه ای مواجهیم. این دو متغیر روی اندام صوتی پرندگان آوازخوان اثر می کنند تا زیر و بمی صدایشان را تنظیم کنند و این فعالیت ماهیچه است که متغیر کلیدی است.
در مورد فنچ ها، این فنچ های نر هستند که با طیف وسیعی از فرکانس ها آواز می خوانند و فنچ های ماده تنها صداهای مختصری با فرکانس پایین خارج می کنند. فنچ های نر زبرا آوازهایی چندسیلابی با نت های زیاد می خوانند. نرها آواز را برای دفاع از قلمروشان در مقابل رقیبان و جذب جفت مورد استفاده قرار می دهند. پرندگان نغمه سرایی که تکامل پیدا کرده اند تا آوازهای پیچیده تری بخوانند، ناچار بوده اند مقابل رقبای بیشتری ایستادگی کنند.
اگر پرنده طیف وسیع تری از فرکانس ها را در آواز مورد استفاده قرار دهد، مقدار اطلاعاتی هم که در آواز منتقل می کند بزرگ تر و شاید دقیق تر می شود. همچنین احتمالاً برای پرنده نر تغییرپذیری زیاد زیر و بم آوازش مهم است چراکه به این وسیله پرندگان ماده را بهتر جذب می کند.
چنین چیزی در کلاس درس هم اتفاق می افتد. اگر معلمی با صدایی ثابت و یکنواخت صحبت کند، احتمالاً مخاطبان او بیشتر از 50 یا 60 دقیقه بر حرف هایش متمرکز نمی شوند. اما اگر با زیر و بم صدا و درجه صدایش بازی کند، بیشتر احتمال دارد که مخاطبان به حرف هایش گوش کنند.
رفتار پرندگان آوازخوان ویژگی دیگری هم دارد و آن هم این است که آنها مثل انسان ها، باید آموزگارانی -در این پرندگان والدینشان هستند- داشته باشند تا بدانند چه بخوانند و چه بگویند. این ویژگی ای است که تنها در پرندگان آوازخوان، انسان ها و معدودی از پستانداران مثل دلفین ها، نهنگ ها و خفاش ها پیدا می شود. البته صدای پرندگان آوازخوان برخلاف آوازشان، غریزی است و آن را نمی آموزند.
ما همان چیزی هستیم که می خوریم، اما «ما چه هستیم؟» اخیراً با استفاده از تکنیک های قوی تجزیه و تحلیل ژنوم مشخص شده که تعداد 1000 گونه تک سلولی مختلف در آرامشی نسبی، با هم داخل هر روده انسان سالمی زندگی می کنند. به کل محتوای ژنتیکی یک سلول شامل دی ان ای هسته، کلروپلاست و میتوکندری ژنوم گفته می شود.
به ازای هر سلول انسانی در بدن ما، ده سلول میکروبی وجود دارد که بیشتر آنها در روده زندگی می کنند و به ما در هضم چیزهایی که خودمان نمی توانیم هضمشان کنیم کمک می کنند. این را جاستین سوننبرگ استادیار میکروبیولوژی و ایمونولوژی مدرسه پزشکی دانشگاه استنفورد می گوید. به نوبه خود ثابت شده آن چه که ما می خوریم یکی از عوامل اصلی سازنده اجزای درون ما می شود که جامعه باکتری هایی که در روده ما زندگی می کنند از جمله آنها هستند.
ترکیبات نسبی تشکیل دهنده اکوسیستم میکروبی همه افراد با هم متفاوت است و پیامدهای بالقوه ای برای سلامتی آنها دارد. اکوسیستم به مجموعه جانداران یک محیط به همراه کلیه عوامل تشکیل دهنده آن محیط اطلاق می شود. اختلالاتی مانند بیماری التهابی روده، سرطان کولورکتال و حتی مرض چاقی به توزیع میکروب های روده ای پیوند خورده اند.
دانشمندان امیدوارند زمانی به عنوان راهی برای درمان بیماری ها و ارتقای وضع سلامت بتوانند در جمعیت میکروبی روده، دستکاری کنند. یک گام مهم برای رسیدن به این هدف آمارگیری های ژنومی است تا بدین وسیله بتوان اجزای در حال تعامل جامعه باکتریایی هر فرد را گروه بندی و شمارش کرد و مشخص کرد که آنها چگونه به مواردی مانند تغییر رژیم غذایی پاسخ می دهند. البته این کار، کار کوچکی نیست. چراکه تعداد ژن های مجموعه میکروارگانیسم هایی که در یک روده معمولی هستند افزون بر صد میلیون تا است. در مقابل 20 هزار ژن انسانی شناسایی شده اند.
اما سوننبرگ و همکارانش راهی برای این کار پیدا کرده اند. به این ترتیب که آنها نقطه شروع را یک گروه کوچک از ژن های باکتریایی قرار داده اند و بدین ترتیب اکثر آنها را نادیده گرفته اند. با این روش آنها می توانند پیش بینی کنند که میکروب ها چگونه به تغییرات تغذیه ای پاسخ می دهند. این نتایج پتانسیل میان رشته جدید پری بیوتیک ها Prebiotics را آشکار می کند. پری بیوتیک ها عناصر غیر قابل هضم مواد غذایی هستند که باعث تحریک رشد و یا فعالیت باکتری های موجود در دستگاه گوارش می شوند. پری بیوتیک ها در تضاد با پروبیوتیک ها هستند که دانه هایی با ارگانیسم باکتریایی سالم به شمار می روند. میان رشته ای پری بیوتیک شامل اضافه کردن موادی به رژیم غذایی است تا ترکیب میکروب های روده در جهت سلامتی انسان تغییر کند.
محققان در جریان این مطالعه مدل بسیار ساده شده اکوسیستم میکروبی داخلی پستانداران را مورد استفاده قرار دادند تا ثابت کنند که با نگاه کردن به یک گروه از ژن های میکروبی، می توانند پیش بینی کنند که چگونه تغییر در رژیم غذایی ترکیبات میکروبی روده را تغییر دهد.
گروه سوننبرگ دو گونه مختلف باکتری را معرفی کردند که به وفور هم در دستگاه گوارش انسانی و هم در موش هایی که در یک محیط استریل شده بزرگ شده اند و به عنوان موش های از میکروب آزاد شناخته می شوند یافت می شود. سپس آنها به موش یک رژیم غذایی غنی به ویژه غنی از کربوهیدرات پیچیده دادند که که اینولین نامیده می شود و در گیاهان پیازی ای مانند پیاز، سیر یافت می شود. این کربوهیدرات را افرادی که عقیده دارند موجب تکثیر باکتری های مفید برای سلامتی می شود به به صورت وسیعی به عنوان مکمل پری بیوتیک (به عنوان مثال در ماست) مورد استفاده قرار می دهند. ما انسان ها نمی توانیم اینولین را خودمان هضم کنیم. اما بعضی از باکتری ها با ژن هایی تجهیز شده اند که قابلیت برش آنها را دارند. چنان که پیش بینی می شد با دادن اینولین به موش این گونه های باکتریایی که اینولین را هضم می کنند در روده موش بر گونه های غیر هضم کننده اینولین غالب شدند.
حالت منفی بودن، وضعیت در حال استراحت و طبیعی سلول های شما است. این امر هم به اندکی عدم تعادل بین یون های پتاسیم و سدیم داخل و خارج سلول مربوط است و این عدم تعادل زمینه ای را برای ظرفیت الکتریکی شما ایجاد می کند. غشاهای سلولی شما اغلب به عنوان دروازه سدیم- پتاسیم عمل می کند. این امر هم مکانیسم خیلی پیچیده ای دارد. اما توضیح ساده ای که درباره این دروازه ها و این که آنها چگونه بارهای الکتریکی تولید می کنند وجود دارد این است:
در زمان استراحت، سلول های شما یون های پتاسیم بیشتری نسبت به یون های سدیم دارند و یون های سدیم بیشتری در خارج سلول وجود دارد. یون های پتاسیم منفی هستند. بنابراین داخل یک سلول کمی بار منفی دارد. یون های سدیم مثبت هستند. بنابراین منطقه ای که بلافاصله در خارج غشای سلولی است مثبت است. در اینجا تفاوت بار به قدر کافی قوی وجود ندارد تا برق تولید کند. اگرچه این حالت استراحت است.
موقعی که بدن به فرستادن پیام از یک نقطه به نقطه دیگر نیاز دارد، دروازه ای را باز می کند. موقعی که دروازه غشا باز می شود، یون های سدیم و پتاسیم آزادانه به داخل و خارج سلول حرکت می کنند. یون های پتاسیم با بار منفی سلول را ترک می کنند و جذب مثبت خارج غشای سلول می شوند و یون های سدیم با بار مثبت وارد آن می شوند و به جانب بار منفی حرکت می کنند. نتیجه تعویض غلظت دو نوع یون و عوض شدن سریع جریان بار است. این وضعیت مثل تعویض بین یک و صفر است. این تلنگر بین مثبت و منفی یک ضربه الکتریکی ایجاد می کند. این امر باعث ضربه زدن به دروازه سلول بعدی می شود تا باز شود و بار دیگری را ایجاد کند و همین طور ادامه می یابد. در این مسیر، به عنوان مثال یک انتقال الکتریکی از یک عصب در انگشت پای شما به بخشی از مغزتان که درد را حس می کند انجام می گیرد.
از آن جایی که همه چیز به سیگنال های الکتریکی وابسته است، هر نوع اختلالی در سیستم الکتریکی بدن یک مشکل واقعی است. موقعی که شما یک شوک الکتریکی دریافت می کنید، کارکرد عادی سیستم بدن دچار وقفه می شود. یک شوک در سطح رعد و برق می تواند باعث توقف کار سیستم بدنتان شود. فرایند الکتریکی بدنتان دیگر نمی تواند کار کند یا بدن ممکن است با مشکلات دیگری مواجه شود. مثل تپش قلب، فقدان جریان خون به قلب که ضربان قلب را مختل می کند و موجب می شود که بخش های دیگر قلب شروع به ارسال تکان هایی کنند. همین است که بعضی وقت ها موجب می شود افرادی از بیماری عروق کرونر و یا باریک شدن شریان ها بمیرند. اگر قلب به طور دایمی منقبض شود، هرگز در حالت یک انقباض کامل قرار نمی گیرد و خون کافی به بقیه بدن نمی رود و این امر به از دست دادن اکسیژن و حمله قلبی احتمالی منجر می شود.
لازم به ذکر است که بدن انسان تنها می تواند بین ده تا صد میلی وات تولید کند. لامپ اشعه کاتدی حدود 25000 ولت برای ایجاد تصویر در تلویزیون نیاز دارد.