July 26th, 2017

Плавниковая гидравлика

Тунцы управляют плавниками с помощью лимфатической системы.



плавниковая гидравлика
Особая гидравлическая система в плавниках позволяет тунцам маневрировать на больших скоростях

Тунцы – одни из самых быстрых пловцов среди морских животных: за несколько секунд эти рыбы могут разогнаться до 40–50 км/ч, а желтоперый тунец может плавать со скоростью 75 км/ч. Естественно, у тунцов есть масса анатомических и физиологических особенностей, которые помогают им так быстро двигаться, начиная от формы тела и заканчивая способностью подогревать собственную кровь.

Кроме того, не будем забывать, что на большой скорости становится непросто маневрировать, а маневрировать тунцам приходится много – они хищники и охотятся за такой же проворной добычей, как и они сами. Для поворотов, спусков и подъемов есть плавники, которые у тунцов должны быть исключительно сильными и при том гибкими, чтобы можно было быстро и точно поменять курс.

В статье в Science исследователи из Стэнфорда вместе с коллегами из океанариума Монтерей Бэй описывают удивительный гидродинамический механизм, который позволяет тунцам управлять хвостовым, анальным и спинным непарными плавниками. Все началось с того, что Вадим Павлов и его коллеги обнаружили у тунцов под спинными и анальными плавниками полости-синусы, заполненные жидкостью. Далее выяснилось, что полости эти – часть сложной системы сосудов, мышц и костей, и что все вместе очень напоминает какое-нибудь гидравлическое устройство: мышцы нагнетают жидкость в тот или иной сосуд-трубку, и в результате плавник меняет форму и направление.

Исследователи изучили подробные видеозаписи с тунцами, на которых было видно, как меняется направление движения рыбы и как при этом выглядят ее плавники. Так, сопоставляя разные «маневровые фигуры» с формой плавников, удалось рассчитать, как и куда должна перемещаться жидкость в гидравлической системе управления тунцов. Но, пожалуй, самый главный сюрприз оказался в том, что гидравлика плавников оказалась продолжением лимфатической системы.

Периферические лимфатические сосуды обычно очень мелкие и почти неразличимы на глаз, но у тунцов они стали заметно крупнее – чтобы в них поместилось достаточно жидкости и чтобы жидкость можно было удерживать под давлением. С той скоростью, с какой плавают тунцы, для них важно, чтобы плавник не дрожал, не смещался под напором воды, иначе рыбу мотало бы то туда, то сюда, и гидравлическая система, очевидно, позволяет держать плавник очень крепко, и при том тратя на это намного меньше энергии, чем если бы тут работали только мышцы.

Вообще, среди животных многие научились использовать гидравлическую биомеханику – тут можно назвать медуз, членистоногих, иглокожих с их амбулакральной системой. Но среди позвоночных таких примеров нет, и тунцы тут единственные, кто использует биогидравлику для управления движением. И, конечно, отдельный удивительный факт, что они приспособили для этого лимфатическую систему, которая обычно нужна только для обмена веществ и иммунитета.

В перспективе, возможно, «ноу-хау» тунцов удастся как-то применить в инженерии, при создании каких-то роботов-аппаратов, которые должны быть одновременно очень быстрыми и очень маневренными.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

promo nemihail 21:08, yesterday 107
Buy for 30 tokens
В Москву приходит крутейшая архитектура мирового уровня от одного из лучших бюро MVRDV. Это не просто событие, это взгляд в архитектурное будущее города. Знаково это ещё и тем, что дом будут строить прямо напротив шедевра советской архитектуры здания Наркомзема РСФСР, а ныне Минсельхоза.…

Объем мозга в старости напрямую связан со здоровым сердцем в молодости

На первый взгляд, ничего удивительного: чем сильнее сердце и крепче сосуды, тем активнее приток обогащенной кислородом крови к мозгу. Но дело оказалось не только в этом.

объем мозга в старости напрямую связан со здоровым сердцем в молодости

Здоровье сердца и сосудов очень важно само по себе. Последние исследования, однако, свидетельствуют о том, что тот образ жизни, который ученые-медики считают оптимальным для сердечного здоровья, очень полезен и для головного мозга.

В опубликованном на днях исследовании группа ученых из Школы медицины имени Файнберга при Северо-западном университете Чикаго (США) под руководством доктора Майкла Бэнкса установила, что соблюдение рекомендаций по сохранению сердечного здоровья в молодости коррелирует с большим объемом мозга в возрасте 50 лет.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

Секрет цветного зрения осьминогов и каракатиц оказался связан с формой зрачка

Команда ученых, состоящая из отца и сына из Университета Калифорнии в Беркли и Гарвардского университета, описала механизм, позволяющий головоногим моллюскам различать цвета, — вопреки тому, что их глаза содержат только один тип фоторецепторов. Статья опубликована в журнале PNAS.



секрет цветного зрения осьминогов и каракатиц оказался связан с формой зрачка
Каракатица и ее зрачок

Как объясняют авторы, различать цвета головоногим позволяет необычный зрачок, который может иметь U-образную, W-образную или гантелевидную форму. Благодаря такому зрачку свет попадает на сетчатку глаза под множеством разных углов. Неправильная форма зрачка усиливает хроматическую аберрацию, после чего глаз фокусирует световые волны определенной длины на разных участках сетчатки. Такая фокусировка достигается за счет изменения глубины глазного яблока, расстояния между хрусталиком и сетчаткой и перемещения зрачка. Цвет же определяется исходя из того, удалось ли сфокусировать волны определенной длины на сетчатке.

Такой механизм отличается от механизма зрения человека и других млекопитающих, у которых свет более-менее прямо падает на сетчатку через зрачок правильной формы (круглый или вытянутый). Чем уже отверстие зрачка, тем меньше становится хроматическая аберрация — и наоборот, чем сильнее расширен зрачок, тем больше рассеиваются цвета. По словам авторов, в то время как млекопитающие в ходе эволюции постарались минимизировать эффект хроматической аберрации, головоногие моллюски, напротив, научились использовать его в свою пользу.



секрет цветного зрения осьминогов и каракатиц оказался связан с формой зрачка
Соотношение степени хроматической аберрации и формы зрачка

За способность различать цвета подобным образом головоногим приходится расплачиваться нечетким зрением. Однако то, насколько оно нечеткое, зависит от того, на объект какого цвета они смотрят. По словам авторов, головоногие с трудом могут сфокусироваться на белых объектах, потому что они отражают все световые волны, однако не испытывают проблем с фокусировкой на объектах ярких чистых цветов, например синих или желтых, которые часто встречаются в коралловых рифах. Это также объясняет, почему головоногие часто проваливают тесты на различение цветов: во многих исследованиях задания были направлены на различение промежуточных цветов или чистых цветов одинаковой яркости без контраста. Лучше всего, отмечают авторы, головоногим удается различать границы между темными и яркими цветами. Это косвенно подтверждается окраской, которую они принимают во время брачных демонстраций: чаще всего она состоит из ярких пятен, разделенных темными полосами.

Работу такого механизма авторы проверили с помощью компьютерного моделирования, симулировав зрительную систему с одним типом фоторецепторов и разными степенями хроматической абберации. Модели, подробности которых приводятся в статье, позволили показать, как хроматическая аберрация может быть использована для извлечения спектральной информации с помощью зрачков неправильной формы.

Традиционно считается, что осьминоги, кальмары, каракатицы и другие головоногие моллюски не способны различать цвета, потому что в их сетчатке есть только один тип фоторецепторов. Однако при этом самцы головоногих моллюсков используют яркие цвета в брачных демонстрациях  — что не имело бы никакого смысла, если бы самки и соперники не могли оценить их яркую окраску. Кроме того, головоногие моллюски способны, как хамелеоны, менять цвет кожи в зависимости от окружения — что было бы сложно осуществить, если бы они не имели цветового зрения. Однако сказать с уверенностью, что головоногие умеют (или не умеют) видеть цвета, ученые пока не могут: тесты на различение цветов дают противоречивые результаты. Зато головоногие моллюски (а также членистоногие: насекомые, ракообразные и пауки), в отличие от млекопитающих, умеют видеть поляризацию света — то есть направление поперечных колебаний световых волн.

Автор: Софья Долотовская

Ссылка на источник

Пять вопросов к нейронаукам от Михаила Лебедева

Мы продолжаем серию публикаций «ключевых» вопросов, которые стоят перед науками о мозге. На этот раз нам прислал свои вопросы один из крупнейших специалистов в области нейрокомпьютерных интерфейсов из Университета Дьюка, Михаил Лебедев.

пять вопросов к нейронаукам от Михаила Лебедева

1) Откуда берется сознание? На самом деле я не думаю, что на этот вопрос будет найден ответ, но тем не менее он будет неизменно привлекать исследователей, которые будут делать новые и новые материалистические открытия, касающиеся конкретных нейрональных механизмов, посредством которых мозг обрабатывает информацию, конструирует восприятие, принимает решения, рефлексирует и так далее. Наука неминуемо обнаружит, что человек — это отлично выполненный робот, для объяснения работы которого понятие «сознание» не требуется. Но все же оно есть?

2) Как организовано «ядро операционной системы» мозга? Мои детские занятия радиолюбительством обычно заканчивались тем, что транзисторный радиоприемник (прямого усиления) начинал генерировать автоколебания, вместо того, чтобы ловить радиостанцию «Маяк». Почему же мозг, содержащий миллиарды нейронов, соединенных в сеть, не генерирует автоколебания, по крайней мере в норме? Напротив, мозг прекрасно выполняет функции операционной системы — управляет памятью, ресурсами внимания, операциями ввода и вывода информации. Операционная система мозга прекрасно перезагружается — мы просыпаемся тем же человеком, каким засыпали (что нетривиально). Мне могут возразить: мозг — это не компьютер, он работает по-другому. Но как?

3) А не все ли наоборот? Нейронаука переполнена популярными догмами, которые на поверку оказываются заблуждениями. К примеру, «рефлекс на укорочение», скорее всего, не способ поддерживать длину мышцы постоянной а механизм десинхронизации мотонейронов, не позволяющие зубчатому тетанусу войти в резонанс; тормозные нейроны не «тормозят», а делают что-то иное. Если какая-то область мозга поражена, то последствия этого поражения отражают не столько отсутствие модуля, сколько способ решения задачи оставшимися областями. Спинальный генератор ходьбы, хоть и славный, не работает автономно в нормальных условиях. (Даже если не упоминать ходьбу по воде, хоть и это возможно.) А «нейроны решетки» — не связаны ли они лишь с поведенческими геометрическими особенностями грызунов; и нет ГЛОНАССа в мозге крыс?

4) Пришла беда, откуда не ждали. Коротко: искусственный интеллект.

5) Множество конкретных, разрешимых проблем. Функции сна, механизмы пластичности, организация памяти, алгоритмы мышления, микро- и макро-сети и их функции, декодирование активности мозга, функции отдельных нейронов, нейрогенез, нейростимуляция, управление движениями, механизмы мотивации и многое, многое другое.

Текст: Михаил Лебедев, Университет Дьюка

Ссылка на источник

Представлено новое руководство по применению опиоидов во время беременности

Американский колледж акушеров и гинекологов (ACOG) выпустил обновленное руководство по применению опиоидных препаратов во время беременности.

представлено новое руководство по применению опиоидов во время беременности

Пересмотренное руководство включает в себя обновленный обзор вариантов фармакологического лечения, в том числе метадоном, бупренорфином, налтрексоном и налоксоном.

Отмечается, что для беременных женщин с расстройствами, связанными с употреблением опиоидов, медикаментозная терапия остается рекомендуемым вариантом лечения и более предпочтительным, чем прекращение терапии под медицинским наблюдением, поскольку прерывание связано с высокими показателями рецидивов и менее благоприятными клиническими исходами. Тем не менее, в определенных клинических случаях может рассматриваться прекращение терапии.

Применение опиоидов во время беременности обострилось в связи с опиоидной эпидемией среди населения в целом. Беременные женщины на фоне приема опиоидов подвергаются повышенному риску развития осложнений и смерти, связанному с течением беременности, отметили эксперты ACOG.

В обновленном руководстве подчеркивается необходимость многодисциплинарного долгосрочного последующего наблюдения, которое должно включать как медицинскую, так и социальную поддержку пациента. Кроме того ACOG рекомендует всеобщий скрининг, начиная с первого пренатального посещения, и краткосрочное вмешательство (например, разговор с пациентом, комментарии и рекомендации), а также направление на лечение для беременных женщин, применяющих опиоидные препараты и страдающих опиоидной зависимостью.

Пересмотренное руководство ACOG содержит подробную информацию о предродовом, интранатальном и послеродовом уходе у женщин, употребляющих опиоидные препараты во время беременности.

Обновленные рекомендации опубликованы в журнале Obstetrics & Gynecology.

Автор: Нелли Хамзина

Ссылка на источник

Медитация — не магия вуду

Интервью с американским психологом и нейробиологом Ричардом Дэвидсоном — специалистом по изучению эмоций.

медитация — не магия вуду

Двадцать первого июля в Москву с программой лекций и семинаров приехал американский психолог и нейробиолог Ричард Дэвидсон (Richard J. Davidson), профессор Висконсинского университета в Мэдисоне. Основной сферой его научной деятельности являются механизмы хорошего настроения и их влияние на нейропластичность — способность мозга изменять свою структуру и выстраивать новые нейронные связи под воздействием опыта. Мы побеседовали с профессором о его исследованиях, о том, что счастье приходит к человеку с опытом, и о том, как древняя практика медитации влияет на функционирование и структуру головного мозга.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

У одноклеточного нашли глаз с «хрусталиком» и «сетчаткой»

Зоологи из Университета Британской Колумбии впервые установили микроструктуру и происхождение глаза некоторых ядерных одноклеточных организмов из группы динофлагеллят. Хотя само наличие светочувствительных структур у одноклеточных было известно и ранее, высокая сложность исследованной системы оказалась неожиданной для ученых. Соответствующая работа вышла в Nature, коротко о ней пишет сайт университета.



у одноклеточного нашли глаз
Глазоподобная структура одноклеточного под микроскопом

Авторы статьи изучали три вида одноклеточных динофлагеллят-варновидов, собранных ими в водах канадской британской Колумбии и Японии. У всех них имелся оцеллоид (глазоподобная структура), который при внимательном изучении по многим ключевым признакам оказался сходен с настоящим глазом многоклеточного животного. В нем есть структуры, функционально близкие к хрусталику (выполняющему роль линзы), роговице, зрачку и сетчатке.



у одноклеточного нашли глаз
В оцеллоиде присутствуют структуры, выполняющие те же функции, что хрусталик, роговица и сетчатка

Детально изучив снимки электронного микроскопа, ученые пришли к выводу, что аналог роговицы этих одноклеточных образован из митохондрий, субклеточных органелл, обычно обеспечивающих клетку энергией. Светочувствительная «сетчатка», как показали авторы, собрана из сильно измененных пластид, сходных с пластидами красных водорослей, давних симбионтов варновид. В самих водорослях пигменты пластид отвечают за фотосинтез, в то время как у варновид они просто улавливают свет — так же, как светочувствительные пигменты глаз животных (хлоропласты растений — это тоже пластиды).

Варновиды не размножаются в лаборатории, поэтому выделение из них достаточного количества генетического материала для анализа до сих пор было невозможно. Исследователям пришлось воспользоваться самой современной технологией — получать РНК из единичных клеток и препаратов оцеллоида. В результате выяснилось, что генетически материал оцеллоида максимально близок к ДНК пластид водорослей – в значительно большей степени, чем препарат остальных частей клетки.

Хотя роль оцеллоида пока не вполне ясна, ученые предполагают, что варновиды могут использовать его при охоте. Так это или нет установить очень трудно, так как данных об экологии этих протист очень скудны из-за невозможности выращивать в лаборатории.

Как отмечают авторы работы, выявление того факта, что чрезвычайно сложная структура одноклеточного организма может быть построена на базе имеющихся у него субклеточных органелл, показывает, что конвергентная эволюция способна обеспечить создание сходных по строению и функциям структур у живых организмов принципиально разного уровня сложности. «Глаз» варновид выглядит настолько сложным для одноклеточного, что ранее другие научные группы принимали его за фрагмент глаза более крупного животного, проглоченного варновидами.

Ранее светочувствительные компоненты клеток обнаруживались у одноклеточных фотосинтетических организмов, таких как Euglena gracilis и Chlamydomonas reinhardtii. Однако у них они служили для определения направления падающего света и позволяли организму менять ориентацию своих пластид относительно солнечных лучей таким образом, чтобы оптимизировать эффективность фотосинтеза.

Ссылка на источник

Депутаты Госдумы предложили дать НКО право на бесплатную аренду земли для хосписов

Парламентарии Айрат Фаррахов и Ильдар Гильмутдинов («Единая Россия») намерены внести в Думу законопроект о предоставлении земельных участков некоммерческим организациям паллиативной помощи.

Депутаты Госдумы предложили дать НКО право на бесплатную аренду земли для хосписов

«Основная концепция законопроекта – это предоставить бесплатно в длительную аренду землю для тех НКО и фондов, которые хотели бы заниматься предоставлением хосписной и паллиативной помощи», – приводит РИА Новости слова Айрата Фаррахова. Организаций, специализирующихся на такой помощи, должно быть значительно больше, подчеркнул он. Фаррахов призвал государство и некоммерческие организации объединить усилия.

Невозможно удовлетворить потребность в паллиативной помощи с помощью уже имеющихся хосписов, рассказала «Известиям» директор Центра паллиативной медицины Департамента здравоохранения города Москвы и учредитель Фонда помощи хосписам «Вера» Нюта Федермессер. Она подчеркнула, что в связи с демографической ситуацией и развитием медицины эта потребность будет только расти. «Нагрузка на бюджет будет возрастать. Ни одна страна, даже самая развитая, не обходится без привлечения к созданию хосписов некоммерческих организаций и частных инвестиций. И нам в России надо думать про то, как эту сферу медицины сделать более перспективной для НКО», – приводит издание слова Федермессер.

По ее мнению, в предлагаемом депутатами законопроекте необходимо указать, что право на безвозмездную передачу должны иметь только те организации, которые будут оказывать для граждан бесплатные услуги и использовать только средства госзадания или ОМС.

Ссылка на источник

ЭЭГ и фМРТ помогут определять наличие сознания

Ранняя ЭЭГ и фМРТ диагностика людей с тяжёлыми черепно-мозговыми травмами может позволить более точно определить уровень нарушения сознания у таких пациентов. Новое исследование, опубликованное в Brain, показывает, что стандартные процедуры осмотра упускают некоторые свойства повреждений, важные для оценки степени нейрофизиологического ущерба.

ЭЭГ и фМРТ помогут определять наличие сознания

Вид спереди дополнительной моторной области (SMA) и премоторной коры (PMC, синий), используемый для оценки ответов моторики на МРТ, так же, как и извилина Хешля (HG, желтый) и верхняя височная извилина (STG, красный), которые используются для оценки языковых и музыкальных функциональных МРТ-ответов. Все области, представляющие интерес, оказываются в пространстве MNI152 и накладываются на корональное изображение на уровне середины таламуса и осевого изображения на уровне STG.


Когда речь идёт о находящихся в реанимации пациентах с тяжёлыми черепно-мозговыми травмами, часто необходимо принимать серьёзные решения насчёт того, чтобы продолжать поддерживать жизнь в определённом объёме, а также иметь возможность для начала реабилитационных процедур. Такие решения обычно принимаются в соответствии с уровнем сознания тяжелобольных. Но бывает, что способность мыслить восстанавливается раньше способности выражаться: двигаться и говорить. Это ведёт к повышенной вероятности неверных диагнозов, снижающих качество лечения.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник