O čem budou přednášky?

Faradayův skalpel je nový přístup k ablaci nervové tkáně, který využívá elektrochemických jevů na rozhraní nerv–elektroda. Nejde pouze o 'zahřívání proudem', ale o schopnost elektrického proudu lokálně měnit chemické podmínky v okolí nervu (například pH či odkysličení) a tím selektivně zneškodnit nervovou tkáň v přesně vymezené oblasti. Koncept byl testován na dvou netradičních biologických modelech, pijavici lékařské a saranči stěhovavé, které umožňují rychlé experimenty bez nutnosti etických povolení a zároveň naplňují filozofii 3R (replace, reduce, refine). Ultimátním cílem je využití metody v neurochirurgii, zejména při léčbě epilepsie, s potenciálem i pro léčbu nádorů a dalších lokalizovatelných onemocnění.

O kochleárních implantátech jste možná ještě neslyšeli. Jak je tedy možné, že tato drobná zařízení dokáží otočit život o 180 stupňů? Poruchy sluchu jsou staré stejně jako lidstvo samo, ale v dnešní době známe způsob, jak lidem se sluchovým postižením efektivně pomoct. Ale není to tak jednoduché. V této přednášce si povíme, jak sluchové vady vznikají, jak je účinně kompenzovat, jak sluch měříme a to nejdůležitější: jak souvisí věk pacienta s jeho následnou kompenzací. Kromě vědy jako takové se ale můžete těšit i na tipy, jak začít s vědou už na střední škole a jak se nebát pustit do toho, co vás naplňuje.

Proteinové inženýrství umožňuje měnit vlastnosti proteinů a vytvářet nové nástroje pro výzkum. Příkladem jsou proteiny emitující světlo, které lze využít jako svítící značky pro zobrazení dějů uvnitř živých tkání a buněk. Tyto proteiny nám umožňují sledovat biologické procesy v reálném čase a získávat cenné informace o fungování živých systémů. Proteiny získané přímo z organismů ale často nemají ideální vlastnosti, proto je můžeme dále upravovat a přizpůsobit je konkrétním experimentům. Pomocí cílených změn můžeme zlepšit jejich svítivost, stabilitu nebo další vlastnosti důležité pro jejich praktické využití. To vede ke kvalitnějším výsledkům a lepšímu porozumění zkoumaným procesům a umožňuje jejich širší využití v biologickém a biomedicínském výzkumu.

Každý z nás se jistě někdy odřel a pak napjatě čekal, kdy už mu konečně přestane téct krev a hlavně, kdy se nově vytvořený stroupek odloupne a poraněná kůže bude zase jako nová. Co když vám řeknu, že to jde mnohem rychleji? A že se vám ani nemusí vytvořit jizva? Nebo že by se to mohlo týkat i popálenin? Pojďme se společně podívat do světa biopolymerů na krátkou exkurzi tím, čím vším při svém testování musí jednotlivé vzorky projít a co vše musí splňovat, aby nám mohli v urychlení léčby pomoct. V druhé části si ještě řekneme něco o tom, jak se dozvědět něco více do hloubky o oborech, o kterých se ve škole třeba vůbec neučí - jak si každý z nás může najít to, co ho baví a naplňuje a z jakých dostupných zdrojů pro to může čerpat.

Strojové učení nás v nějaké z mnoha svých podob neustále obklopuje. Není tím pádem překvapivé, že u oborů, jako jsou fyzika či chemie, tomu není jinak. Díky strojově učeným interatomárním potenciálům můžeme dnes zkoumat materiály, které by byly jinak jen těžko dosažitelné – ať už z důvodů bezpečnostních rizik, financí nebo nestability. Tato technologie tak šetří výzkumníkům čas i peníze. Nicméně, i přes zmiňované výhody, celý proces trénování strojového učení bere výzkumníkům drahocenný čas. Můj výzkum spočívá ve snaze o zjednodušení tohoto procesu. Vydejte se se mnou na rekapitulaci mé dosavadní cesty výzkumem na pomezí fyziky a informatiky, během které se dotknu i videohry, kterou v poslední době programuji a hlavně se vám pokusím dokázat, že se mnohdy stačí pouze odhodlat k prvním krokům, aby se člověk mohl začít podílet na vědeckém výzkumu.

Oběžná dráha Země už dávno není prázdným prostorem. Spolu s funkčními družicemi ji zaplňují tisíce tun kosmického smetí – pozůstatky raket, nefunkční satelity i drobné úlomky vzniklé srážkami. I částice menší než šroubek se pohybují rychlostí několika kilometrů za sekundu a mohou vážně poškodit techniku, na které dnes závisí navigace, komunikace i předpověď počasí. Jak ale takové objekty objevit a sledovat ze Země? Přednáška představí, jak astronomická pozorování a analýza dat umožňují určovat parametry charakteristické pro tato tělesa. Ukáže, že nejdůležitějším zdrojem ochrany oběžné dráhy nejsou jen kosmické technologie, ale především informace – a že do jejich získávání a zpracování se mohou zapojit už i středoškoláci.

Máte místnost a dlaždice. Uprostřed ale stojí sloup, kolem kterého je potřeba podlahu vydláždit. Lze to provést beze zbytku? Otázka, která vypadá jako praktický stavební problém, vede k překvapivě hluboké matematice: existuje způsob, jak nemožnost vydláždění dokázat bez jediného pokusu – pomocí odmocnin z jedné a jejich algebraických vlastností. V přednášce srozumitelně představíme klíčovou myšlenku vítězné práce Středoškolské odborné činnosti a ukážeme, jak abstraktní matematika vyrůstá z jednoduché otázky, která mě k psaní vědecké práce přivedla.

Naše řeky čelí rostoucímu tlaku lidských aktivit a neviditelné hrozbě průmyslového znečištění. Toxické kovy, jako jsou olovo, kadmium a rtuť, tiše pronikají do vodních ekosystémů a dlouhodobě ohrožují jejich křehkou rovnováhu. Odpověď na to, jak toto znečištění šetrně a efektivně stanovovat, přitom najdeme přímo u samotných ryb. Přednáška představí inovativní a udržitelnou metodu: využití rybích šupin jako biologických indikátorů. Během růstu ryb se v nich mohou postupně kumulovat těžké kovy z okolního prostředí, čímž nám poskytují dlouhodobý důkaz o znečištění toku. Jejich analýza nabízí mimořádně šetrný způsob, jak monitorovat zdraví řek a včas hodnotit ekologická rizika. Získáme tak data klíčová pro ochranu říčního života a zachování čistých vod pro budoucí generace.

Sluneční skvrny jsou klíčovým indikátorem aktivity naší nejbližší hvězdy. Od prvních pozorování Galilea Galileiho primitivním dalekohledem až po současná družicová data se metody jejich studia drasticky změnily, přesto si jeden historický postup stále drží svou nenahraditelnou roli – a právě ten jsem ve své práci využil. Přednáška vás provede mou SOČkou zaměřenou na klasifikaci slunečních skvrn pomocí umělé inteligence. Dozvíte se také, jak jsem se k tomuto výzkumu dostal, jak se k podobnému projektu můžete dostat i vy a kam až vás taková práce může zavést.