October 5th, 2017

Валерий Спиридонов: «Если что-то пойдет не так, голову крионируют»

Три года назад итальянский хирург Серджио Канаверо объявил, что готов провести операцию еще более революционную, чем пересадка лица, – он заявил об операции по пересадке головы человека. Первым, кто откликнулся на смелое заявление ученого, стал российский программист Валерий Спиридонов. Решиться на такой отчаянный шаг Спиридонова сподвигло генетическое заболевание, которым он страдает с рождения, – синдром Верднига – Гоффмана, при котором наблюдается нарушение работы мускулатуры головы, шеи и ног и, следовательно, развиваются трудности с глотанием, дыханием и другими жизненно важными функциями.



Валерий Спиридонов
Валерий Спиридонов

О проблемах с подготовкой к сенсационной операции, а также о своих планах на жизнь после нее Валерий Спиридонов рассказал Vademecum.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

Buy for 30 tokens
Очень обидно понимать, что мнение простого блогера, который всё поставил на площадку Livejournal, воспринимают в самую последнюю очередь, доверяя всяческим фейкам от совершенно постороннего лица. Сейчас я вам покажу и расскажу, как можно заблокировать абсолютно любой пост, любого блогера.…

Мозг креветки оказался сложнее, чем считалось

Мозг креветки-богомола оказался более развит, чем предполагали учёные. Изучая его, исследователи надеются сделать вывод о том, насколько высокоорганизованным был мозг самых древних организмов, от которых и произошли членистоногие.



мозг креветки оказался сложнее, чем считалось
Креветка-богомол

Исследователи Ник Штраусфельд (Nick Strausfeld) из Университета Аризоны и Гариэла Вольф (Gabriella Wolff), исследовав мозг креветки-богомола, обнаружили в нём грибовидное тело – структуру, не свойственную ракообразным. По крайней мере так считалось до этого момента. Результаты находки опубликованы в журнале eLife.

Грибовидное тело отвечает за процессы запоминания и обучения, то есть этот отдел мозга помогает ориентироваться на местности и учитывать ранее полученный опыт, например, в ходе охоты. Удивительно, что его наличие, характерное для большинства насекомых (например, обычный таракан обладает хорошей пространственной ориентацией и способностью запоминать, что для него опасно), не выявлялось в таксоне ракообразных, от которых, согласно гипотезам, насекомые и произошли.



мозг креветки оказался сложнее, чем считалось
Устройство головного мозга и грибного тела у стоматоподов, характерное для стоматоподов и насекомых.

Также по бытующей гипотезе ракообразные и насекомые произошли от одного обитающего на дне океана предка примерно 550 млн. лет назад, который, по всей видимости, грибовидным телом обладал. Хотя разные мнения ставят этот факт под вопрос. Согласно одному из них, грибовидное тело – это результат эволюции, в ходе которой насекомые и некоторые ротоногие (с лат. Stomatopoda) примерно одновременно обзавелись этим участком мозга. Согласно другой позиции, этим участком мозга обладал тот загадочный предок, сведения о котором остались лишь в летописи окаменелостей. Предполагается, что от него расходились линии потомственных видов, которые, в свою очередь, подразделялись на подвиды, и некоторым из которых грибовидное тело передавалось.



мозг креветки оказался сложнее, чем считалось
Идентичные нейроны таракана (P) и креветки-богомола (N)

«Хоть это и не самый вероятный сценарий, но мы не можем исключать и комбинированный вариант, потому что сложные структуры могут развиваться и утрачиваться по нескольку раз, — говорит Вольф, — но я склоняюсь к версии, что эти структуры все-таки существовали у последнего общего предка членистоногих, а виды, у которых их нет, вторично их потеряли».

Креветки-богомолы – это отличные хищники, которые в ходе поисков пищи преодолевают значительные расстояния, что требует от них способности запоминать окружающую их местность. Скорее всего, именно поэтому грибовидное тело у них либо не утратилось, либо приобрелось в результате эволюции. Некоторые признаки наличия грибовидного тела учёные обнаружили и у близких родственников креветок богомола: чистых креветок, пистолетных креветок и земляных крабов-отшельников.

Чтобы найти следы этой части мозга, Вольф и Штраусфельд исследовали под микроскопом очень тонкие участки мозговой ткани членистоногого. Для того, чтобы обнаружить играющие важную роль в процессах обучения и памяти белки, учёные использовали флуоресцирующие антитела, которые «засветили» наличие следов грибовидного тела. В качестве образца использовали фрагмент мозга мухи дрозофилы. По словам Штраусфельда, дольки грибовидного тела сияли очень интенсивно. Благодаря этому получилось отследить точное местоположение этих белков, поскольку они описывают анатомическую архитектуру нервной системы.



мозг креветки оказался сложнее, чем считалось
Селективное сродство стоматоподов и грибовидных тел насекомых к антителам против белков, участвующих в обучении и памяти у Drosophila.

В конечном итоге авторы исследования хотят ответить на вопрос: «Каким был самый древний мозг?»

У них есть основания полагать, он представлял собой не просто одно из окончаний (узел) нервной системы организма, но гораздо более сложную структуру, позволяющую своему обладателю более-менее осознанно принимать решения о том, что делать, в каком направлении передвигаться и как обрабатывать информацию, полученную от органов чувств.

Текст: Екатерина Хрипко

Ссылка на источник

«Общая валюта» уверенности в собственных суждениях

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (École polytechnique fédérale de Lausanne) показали, что уверенность в собственном восприятии, скорее всего, регулируется одной общей системой вне зависимости от того, о каком органе чувств идёт речь. Исследование опубликовано в Journal of Neuroscience.

«Общая валюта» уверенности в собственных суждениях

Метасознание – в общем, способность контролировать, оценивать, осознавать собственные когнитивные процессы. Например, думать о том, что думаешь. Знать о том, что знаешь. К этой же категории метакогнитивных процессов (мета – то есть, стоящих выше когнитивных, над ними) относится способность оценивать собственную адекватность восприятия окружающего мира.

В силу сложности концепта, именно это проявление метапознания изучается чаще всего. Обычно эксперименты строятся таким образом: на первом шаге участникам необходимо выполнить некоторое сложное перцептивное задание, а затем – оценить уверенность в правильности его выполнения.

То, как формируется отношение к восприятию, и является исследовательским вопросом. А именно, ученые интересуются тем, отвечает ли за оценку действий общая система, не зависящая от конкретного органа чувств, или существует набор метакогнитивных процессов, специфичных для типа сигнала о внешнем мире. Ранее это изучалось на примере слуха и зрения. Было показано, что, скорее, существует общая система оценки восприятия. Такой вывод был сделан на основе того, что результаты участия в экспериментах, задействовавших слух или зрение, коррелировали. То есть, люди, которые более точно оценивали правильность выполнения визуального перцептивного задания, были более успешны в этом и в случае, когда вместо зрения в эксперименте проверяли слух. Кроме того, для обоих типов заданий была обнаружена активация одних и тех же участков фронтальной коры, что тоже указывает на наличие общей системы метапознания.

В то же время, однако, другие исследования не подтвердили гипотезы об общей системе. Они не нашли значимых корреляций между результатами выполнения различных заданий, задействовавших слух, зрение и память. Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны в своей новой статье приводят ряд подтверждений, свидетельствующих о наличии общей метакогнтивной системы, которая отвечает за рефлексию насчёт восприятия. Учёные провели три серии экспериментов, где изучали не только слух и зрение, но и осязание, а также одновременное использование слуха и зрения.

В первой серии экспериментов участники должны были дискриминировать между стимулами. Это были либо картинки, либо звуки разной частоты, либо ощущения – вибрации прибора в руке. Прежде всего, проводилась калибровка, чтобы учесть особенности каждого участника. Затем он проходил задание по новой и при этом каждый раз оценивал свою уверенность в том, что на основе наблюдаемого стимула правильно выбрал один из двух вариантов. Эта серия экспериментов показала, что оценка успешности выполнения заданий коррелировала между доменами восприятия. Правильно оцениваешь свое зрение, значит, правильно оцениваешь и слух, и осязание.

Вторая серия экспериментов сравнивала использование одного чувства (зрения или слуха) и двух одновременно. Гипотеза об общей системе анализа восприятия была подтверждена на основе того, что унимодальные и бимодальные задания не отличались в успешности выполнения, а коррелировали между собой. Кроме того, моделирование позволило показать, что наличие общей метакогнитивной системы лучше объясняет полученные результаты. Так, имеет смысл говорить об общей системе метапознания, потому что анализ восприятия происходит отдельно от специфических чувств, на другом уровне.

Третья серия экспериментов была аналогична второй, но проводилась с использованием ЭЭГ. Были обнаружены сходства в активности мозга во время бимодальных и унимодальных заданий. Ученые изучили нейронную активность в момент, предшествующий принятию решения на первом шаге эксперимента (когда нужно различить два стимула). Исследователи пришли к выводу, что последующая повышенная уверенность в правильности ответа была связана с амплитудой событийных потенциалов и пониженной частотой альфа-волн. Это позволило им предположить, что в анализе восприятия важную роль играют поведенческие сигналы в момент принятия решения. Отсюда следует, что метапознание может производиться на более высоком, интегрированном уровне, не только потому что оценки уверенности совершаются отдельно от восприятия (как показал второй эксперимент), но и потому что эти оценки могут информироваться поведенческими сигналами, едиными для всех модальностей восприятия.

Данное исследование – важный шаг в изучении метапознания. Оно указывает на то, что анализ восприятия основан на общем нейронном механизме, который стоит выше отдельных чувств: слуха, зрения, осязания. Можно сказать, есть «общая валюта» уверенности в собственных суждениях – нейронный сигнал, отвечающий за неё, всегда одинаков, вне зависимости от того, через какой источник информация поступила первоначально.

Текст: Мария Азанова


Ссылка на источник

Татуировка сообщит о низком уровне глюкозы в организме

Ученые из Массачусетского технологического института и Гарвардской медицинской школы создали чернила для татуировок, которые реагируют на изменение содержания различных веществ в организме. Разработка поможет пациентам, страдающим от таких заболеваний, как диабет, постоянно следить за состоянием организма. О новинке рассказывается на сайте проекта DermalAbyss.

татуировка сообщит о низком уровне глюкозы в организме

Сахарный диабет — это хроническое заболевание, которое развивается на фоне абсолютной или относительной недостаточности гормона инсулина, вырабатываемого в поджелудочной железе. Согласно статистике Всемирной организации здравоохранения, в 2014 году диабет был выявлен у 8,5 процента населения старше 18 лет, а в 2012 году от него погибло около полутора миллиона человек. Больные диабетом люди вынуждены постоянно контролировать уровень глюкозы в крови, чтобы избежать таких состояний, как гипергликемия. Для этих целей используется глюкометр: пациент прокалывает кожу иглой, после чего капля крови наносится на тест-полоску. У прибора есть много недостатков — во-первых, некоторым людям приходится часто его использовать (3-8 раз в сутки), что может быть весьма болезненно; во-вторых, делать анализ в общественных местах не очень удобно; в-третьих, расходные материалы стоят дорого — только тест-полоски обходятся пациентам в 30-40 тысяч рублей в год. Поэтому исследователи активно ищут способ сделать контроль за уровнем глюкозы более комфортным.

татуировка сообщит о низком уровне глюкозы в организме

Американские ученые разработали биосенсорные чернила для татуировок, которые реагируют на изменение биохимического состава тканевой жидкости. В частности, pH-чувствительные чернила меняют цвет от фиолетового к розовому по мере увеличения щелочности; биосенсор глюкозы, когда ее концентрация возрастает, превращается из голубого в коричневый; чернила, чувствительные к содержанию ионов натрия в организме, а также второй сенсор pH начинают флюоресцировать под ультрафиолетом.

Исследователи пока что не разглашают никаких подробностей о разработке, однако ее уже тестируют на свиной коже. Предположительно, биосенсорная татуировка будет использоваться для медицинской диагностики, а также для самостоятельного контроля за состоянием организма. О том, сколько держатся новые чернила и когда продукт появится на рынке, также ничего не сообщается.

Другого типа татуировку представили специалисты из Microsoft Research и Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института. Технология под названием DuoSkin позволяет создавать носимые интерфейсы на основе сусального золота, которые можно использовать как индикатор, антенну или тачпад.

Автор: Кристина Уласович


Ссылка на источник

Регулярные инъекции особых наночастиц избавят от пивного живота

В организме человека есть два типа жировых тканей: "плохая" белая жировая ткань, расположенная под кожей нижней части живота, бёдер, ягодиц, в сальнике, брыжейке, под брюшиной взрослых людей, и "хорошая" бурая жировая ткань. Оба вида хранят энергию, но при этом белый жир тратит свои запасы для питания других клеток, в то время как бурый жир производит тепло, метаболизируя своё содержимое.

регулярные инъекции особых наночастиц избавят от пивного живота

Исследователи долгое время изучали бурый жир, и недавно команда учёных из Университета Пердью разработала свой способ преобразования белого жира в бурый, который сжигается намного проще. Для превращения одного жира в другой они использовали наночастицы, заполненные лекарствами. Их же потом и вводят прямо в жировые отложения.

Специалисты использовали особый метаболический путь сигнальной системы клетки Notch signalling, благодаря которому одна клетка отправляет сигнал соседней клетке и таким образом контролирует транскрипцию её гена. В итоге исходная клетка фактически определяет "самоидентификацию" соседки. Иными словами, этот сигнал диктует ещё неопределившейся клетке, какой сделать выбор. Блокируя этот сигнал, можно предотвратить превращение определённых прогениторных клеток в клетки белого жира. Вместо этого можно преобразовать их в бурый жир.

Исследователи реализовали такую идею при помощи лекарства дибензазепин (Dibenzazepine), который, как известно, мешает работе пути notch signalling. Специалисты "завернули" медикамент прямо в наночастицы, сделанные из PLGA-полимера. Частицы диаметром менее 200 нанометров вводятся в отложения жира, где впоследствии поглощаются отдельными жировыми клетками. Оказавшись внутри них, они выпускают дибензазепин для целенаправленной атаки соседних клеток, которые еще только решают, кем им стать.
"Мы можем контролировать доставку лекарства к конкретным участкам в организме человека. В данном случае речь идёт о "плохом" жире, или белых жировых клетках", — говорит один из авторов исследования Мэн Дэн (Meng Deng).

После того как эти сконструированные наночастицы попадают внутрь жировых клеток, говорит Дэн, они начинают медленно выпускать лекарства прямо в клетки. Это потенциально позволит ограничить взаимодействие препарата с другими тканями в организме и вводить лекарство реже.

Учёные уже протестировали свою методику на мышах. Выяснилось, что еженедельные инъекции наночастиц в зону конкретных жировых отложений увеличивают количество бурого жира. Кроме того, это снизило и общее количество жира у мышей, а также устранило некоторые проблемы со здоровьем – нарушение толерантности к глюкозе (предиабет) и чувствительность к инсулину.

Несмотря на то, что исследование проведено только на грызунах, авторы работы надеются, что в конечном счёте их метод можно будет применить и для лечения человека. Например, он потенциально способен предотвратить развитие ожирения и снизить риск появления различных заболеваний (например, сахарного диабета).

Результаты исследования представлены в научном издании Molecular Therapy.

Добавим, что ранее было предложено новое слово в алхимии "полезного" бурого жира.

Автор: Евгения Ефимова


Ссылка на источник

Личный опыт: как подготовиться к встрече с желтой лихорадкой и малярией

Каких инфекций стоит опасаться во время поездок в Африку и другие жаркие страны, какие прививки необходимо сделать и как быть с болезнями, от которых не существует вакцины, рассказывает опытный турист и волонтер Елена Березина.

как подготовиться к встрече с желтой лихорадкой и малярией

Меня спрашивали о прививках, необходимых перед поездкой в Танзанию. Несмотря на то, что еду я еще не скоро, рассказываю.

Вообще, все о рисках заразиться каким-либо инфекционным заболеванием в той или иной стране мира и рекомендациях можно узнать в разделе «Эпидемиологический надзор» на сайте Роспотребнадзора.

В 2011 году решением ВОЗ Танзания выведена из списка стран, при посещении которых вакцинация обязательна и необходимо предъявлять сертификат о прививке против желтой лихорадки (амариллеза). Однако, наличие международного сертификата обязательно, если вы въезжаете из соседних государств, требующих его наличия, таких как Камерун, Нигер, Гана, Мали, Руанда и другие. Также, сертификат понадобится для поездки на Занзибар.

Последний случай заражения амариллезом в Танзании был зафиксирован еще в 1992 году.

Тем не менее, при выезде российских граждан в Танзанию Минздрав рекомендует проведение вакцинации, как минимум, от желтой лихорадки, но целесообразно привиться и от ряда других заболеваний.

Я лично всадила в себя почти все, до чего смогла дотянуться: желтую лихорадку, гепатиты А и В, дифтерию, столбняк, брюшной тиф и дизентерию. Чувствую себя сверхчеловеком: ни одна зараза мне теперь не страшна. Почти. Кроме того, у меня теперь есть свой собственный «прививочный паспорт», как у собаки.

Хорошо бы еще от бешенства привиться, вдруг, обезьяна цапнет или летучая мышь, но профилактически это делать в нашей стране не принято почему-то, колоть начинают только по факту, когда тебя уже укусили.

Обратите внимание, что некоторые прививки, такие, как гепатит В, например, делаются по схеме 0-1-6, то есть в три захода: первый раз, второй — через месяц после первого и третий — через 6 месяцев после первого, причем, завершить желательно за месяц до поездки, то есть, начинать нужно за семь месяцев. Существуют, однако, экстренные схемы 0-7-21, то есть второй и третий раз вам вводят вакцину через 7 и 21 день после первого соответственно, но они, как правило, применяются после прямого контакта с кровью инфицированного человека, на то они и экстренные.

Все прививки платные, кроме гепатита В и брюшного тифа, они включены в Национальный календарь прививок и проводятся по ОМС.

Все я перенесла очень хорошо, без каких-либо побочных эффектов, как будто и не было ничего, кроме АДС-м (столбняк и дифтерия). Место укола ощутимо болело пару дней, какое-то время даже не поднималась рука (его делают под лопатку). На вторые сутки поднялась температура до 38,2С. В общем, столбняк переносится тяжелее, чем любая другая прививка, что неудивительно.

От малярии, к сожалению, вакцины не существует, поэтому рекомендуется перед поездкой и во время нее принимать противомалярийные препараты, но это вопрос спорный. Малярия — болезнь в наше время не смертельная, даже в случае заражения, риск которого сводится к минимуму, если вы едете в сухой сезон и добросовестно обильно пользуетесь местными (гораздо мощнее наших) репеллентами, вы проведете дня четыре в больнице, принимая те же препараты, и все. При этом, отечественный «Лариам», например, является сильным антибиотиком тетрациклиновой группы, который может давать серьезные побочные эффекты. Я лично остановилась на «Малароне», но он очень недешево стоит: около 7500 рублей (в Европе — от 15 до 60 евро) за упаковку из 12 таблеток, а пить их нужно каждый день, начиная за 24 часа до поездки, и еще неделю после. Значит, если вы едете на 3 недели, вам понадобится 29 таблеток, то есть, 3 упаковки. Дорого и стопроцентной гарантии все равно нет. Поэтому решать вам: пить, не пить, и если пить, то что. Посоветуйтесь с врачом.

Существуют, кстати, специальные экспресс-тесты на малярию, как на беременность, вот их советую купить в любом случае: любое повышение температуры и недомогание в Африке вызывают приступ натуральной паники, поэтому такие тесты полезны не только для успокоения, но и для своевременного диагностирования заболевания, что, как известно, — половина успеха лечения. В России они тоже стоят очень дорого: около 8000 рублей за упаковку из 10 штук, поэтому покупать их лучше на месте.

В общей сложности моя вакцинация вылилась в четыре похода к врачу в течение шести месяцев и стоила 9500 рублей, учитывая, что за каждый прием нужно отдельно платить по 450 рублей и 300 рублей единоразово — за оформление сертификата, плюс €45 за три упаковки «Маларона».

А вообще, больше всего во всем этом процессе мне понравилось говорить врачу: «Я выезжаю работать в Восточную Африку, в связи с чем мне нужно то-то и то-то». Полжизни мечтала это произнести.

Автор: Елена Березина


Ссылка на источник

Новый глюкометр обойдется без забора крови из пальца

В скором времени в США начнется выпуск нового глюкометра, при использовании которого не нужно брать кровь из пальца. Устройство FreeStyle Libre, созданное компанией Abbott, использует сенсор, который крепится под кожу с помощью тонкого провода, и сообщает об уровне глюкозы в крови при помощи специального мини-монитора. Об этом сообщается в официальном пресс-релизе Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Министерства здравоохранения США.

новый глюкометр обойдется без забора крови из пальца

Для измерения уровня сахара в крови вне лабораторных условий обычно используют глюкометр — устройство, которое берет кровь из пальца с помощью специальной иглы и сообщает об уровне глюкозы при помощи специальной тест-полоски. Такой способ контроля за уровнем сахара достаточно прост, а глюкометры для самостоятельного мониторинга можно купить в аптеке. Однако людям, страдающим сахарным диабетом, необходимо постоянно следить за уровнем сахара в крови, поэтому им приходится делать измерения несколько раз в день, что довольно неудобно.

Новое устройство, одобренное Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Министерства здравоохранения США, призвано помочь таким пациентам. FreeStyle Libre — глюкометр нового типа, разработанный американской химико-фармацевтической корпорацией Abbott. Прибор состоит из двух частей: небольшого устройства, которое крепится на тело пациента и снабжено тонким проводом, внедряемым под кожу, и мини-монитора, который сканирует устройство на коже и сообщает пользователю об уровне глюкозы в его крови.

Глюкометр начинает работать через 12 часов после установки и может использоваться до десяти дней без замены. Прибор также выдерживает воздействие влаги.



Клинические испытания на людях показали, что новый прибор может измерить уровень глюкозы в крови так же хорошо, как это делают в клиниках при помощи лабораторного обследования. О том, когда новое устройство поступит в продажу, пока не сообщается.
Стоит отметить, что это не первый контактный глюкометр, созданный Abbott. У компании также есть система FreeStyle Libre Pro, которая имеет похожий дизайн, быстрее калибруется и служит дольше (до двух недель). Однако, как сообщает Reuters, такая модель требует помощи медицинского персонала для установки и мониторинга корректной работы. Новая модель, официально одобренная FDA 27 сентября, предназначена для полностью самостоятельного мониторинга.

Недавно американские исследователи создали специальные чернила для татуировок, которые реагируют на содержания различных веществ (в том числе и глюкозы) в организме человека. Об этом вы можете прочитать в нашей заметке.

Автор: Елизавета Ивтушок


Ссылка на источник

Как глаз отличает сильный свет от слабого

Отличить сумерки от полудня нам помогают специальные клетки сетчатки, настроенные на разные уровни освещенности.



как глаз отличает сильный свет от слабого
М1-клетки сетчатки, которые помогают чувствовать силу света

Мы легко чувствуем даже самую незначительную разницу в освещенности, и помогают нам в этом особые клетки сетчатки. Это не палочки и не колбочки (они все-таки настроены на конкретные формы объектов), это клетки, располагающиеся в ганглионарном слое сетчатки и реагирующие на определенное количество света вообще, вне зависимости от того, куда мы смотрим и что видим.



как глаз отличает сильный свет от слабого
Сетчатка глаза сформирована несколькими десятками типов клеток, которые уложены в ней в несколько слоев

Раньше считалось, что ганглионарные клетки не способны реагировать на свет, что они только принимают сигналы от палочек и колбочек и передают их дальше по зрительному нервному пути. Но потом среди них нашли группу светочувствительных клеток, которые назвали ipRGC (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, то есть истинные светочувствительные ганглионарные клетки), которые могут сами, с помощью собственного фоточувствительного белка, реагировать на световые волны.

Про клетки ipRGC известно, что они тесно связаны с зонами мозга, которые управляют сном и биологическими часами. Логично было бы потому предположить, что эти клетки чувствительны к уровню освещенности. Действительно, в статье в Cell исследователи из Гарварда пишут, что среди светочувствительных ганглионарных клеток есть группа под названием M1 – именно благодаря им мы отличаем сильный свет от слабого.

Но работают М1-клетки совсем не так, как поначалу предполагали авторы работы. Опять же, естественно было бы предположить, что клетки по мере усиления освещенности просто генерируют больше сигналов, ведь свет – это стимул, раздражитель, а чем больше стимула, тем сильнее клетка «раздражается». Мозгу остается только высчитать освещенность, исходя из суммарной силы сигнала от М1-клеток.

На деле же оказалось, что разные М1-клетки настроены на разное количество света: есть такие, которые особенно активны на большом свету, а есть и такие, которые активней всего работают в сумерках, а при повышении освещенности они, наоборот, успокаиваются. То есть мозг, когда вычисляет освещенность, оценивает не просто силу сигнала – он также оценивает, кто именно ему этот сигнал прислал. По соотношению разных клеток зрительный отдел мозга может сделать вывод, светло ли вокруг, или не очень светло, ранний вечер или не очень ранний и т. д.

Такое распределение обязанностей более выгодно: генерирование импульсов требует от нейронов определенных затрат, и если бы они все работали одинаково, дружно повышая активность при усилении света, они поглощали бы огромное количество энергии. При разделении обязанностей, когда разные группы отвечают за свой диапазон стимула, того же самого результата можно добиться с меньшими расходами.

Пока что не очень понятно, много ли таких М1-клеток есть в сетчатке и как они в ней распределены, есть ли у них какие-нибудь клетки-помощники, и как мозг именно обрабатывает сигналы от них, но на все эти вопросы, надо думать, ответят дальнейшие эксперименты.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Кости из полиэтилена

Кости и мышцы, сделанные из полиэтилена с углеродными нанотрубками, похожи на настоящие.

кости из полиэтилена

Когда речь идет о протезах, или просто о каком-то инородном материале, который нужно внедрить в человеческое тело, сразу же возникает вопрос, как этот материал будет с телом взаимодействовать. Допустим, по механическим характеристикам он необычайно хорош, но одновременно очень токсичен. А если мы вдруг находим материал, который легко может «подружиться» с живыми тканями, то возникает другая проблема – он, оказывается, быстро изнашивается.

Исследователи из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» разработали материал, на основе которого можно создавать износостойкую и безопасную замену костям, суставам и мышцам.

Сейчас для искусственных суставов используют два материала: керамику и полиэтилен с очень длинными молекулами. Полиэтилен сильно выигрывает по ударной прочности, но износостойкость его ниже в сравнении с керамикой. Оказалось, что его можно укрепить углеродными нанотрубками, благодаря чему износостойкость повышается в два раза. Согласно расчетам, срок службы имплантата из такого модифицированного полиэтилена составит более 15 лет.

Замену кости из нового материала создали с помощью методов твердофазного смешивания и термопрессования, а для создания пор внутри использовали сверхкритическую жидкость. При определенных условиях она превращалась из воды в газ и испарялась, оставляя поры, содержание которых в материале составляет 80%. В результате получилась структура, похожая на настоящую кость: сплошная снаружи и пористая внутри.

По словам Федора Сенатова, который вместе с коллегами разработал этот материал, при всей износостойкости он прекрасно режется, что может быть очень кстати для хирургов; кроме того, новый полиэтилен запоминает форму, то есть если его сжать, а потом поместить в нужное место, он расправится. Эффект памяти формы позволит сократить время операции и сделать ее проще.

Новый полиэтилен можно использовать также при создании искусственных мышц – при охлаждении он уменьшается, а при нагреве расширяется, как бы имитируя сокращение и растяжение мускулов; правда, здесь еще нужно подробнее исследовать, как можно управлять такими мышцами, и как движения будут зависеть от внешней температуры. Материал планируется использовать не только для людей, но и создавать с его помощью более гибких роботов.

По материалам пресс-службы НИТУ «МИСиС».


Ссылка на источник

Парниковые коровы

Даже если коровы выйдут с ферм на пастбища, уровень парниковых газов это не снизит.

парниковые коровы

Среди мощных источников парниковых газов часто называют домашний скот – считается, что доля травоядных копытных составляет тут целых 14,5%. Причина тому – особенности пищеварения и обмена веществ: среди газов, которые выделяют животные, есть и метан, и углекислый газ.

Другая причина, по которой о коровах, овцах и козах все чаще говорят в контексте глобального потепления – то, что их становится все больше. Мир постепенно выбирается из бедности, и в развивающихся странах люди едят все больше мясной пищи, и считается, что к 2050 году количество потребляемого мяса на человека станет в два раза больше, чем сейчас.

Не секрет, что большая часть коров вовсе не гуляет по пастбищам и не ест свежую траву – их держат на фермах и кормят специальным кормом на основе зерновых культур, сои или, например, кукурузы. С одной стороны, держа коров на фермах, мы сохраняем луга и леса – скот не выедает траву и нам не приходится расчищать под пастбища новые территории.

С другой стороны, фермы нередко обвиняют в том, что они просто загрязняют окружающую среду биологическими отходами, то есть продуктами жизнедеятельности тех же коров. Кроме того, именно животноводство нередко обвиняют в том, что в мире становится все больше лекарственноустойчивых бактерий.

Скот стараются защитить от инфекций (который в условиях фермы действительно могут принести огромный ущерб), и потому дают антибиотики для профилактики – антибиотики затем утекают в отходы, и, как следствие, самые разные бактерии могут как угодно оттачивать свое мастерство в преодолении лекарственных средств.

Наконец, то, что касается парниковых газов: многие специалисты полагают, что коровы с ферм, питаясь зерновым кормом, выделяют больше этих самых газов, чем если бы они питались травой. Кроме того, корова, пасущаяся на лугу, участвует в естественной экосистеме, потому что вместе с навозом возвращает в почву азот и фосфор, которые нужны тем же травам. Сами растения, как мы знаем, поглощают углекислый газ, и часть его остается в корнях – то есть почва с растительными корнями оказывается своеобразным депо CO2. Коровы, удобряя пастбище, могут способствовать тому, что углекислого газа будет оставаться в почве все больше. Поэтому борцы с глобальным потеплением часто советуют перейти на питание мясом и молочными продуктами, полученными от «вольного скота» – поощряя пастбищное животноводство, мы тем самым помогаем уменьшить количество СО2 в атмосфере.

Однако, как пишут в своем докладе «Grazed and Confused» группа исследователей из независимого объединения Food Climate Research Network, вся эта экологическая пастораль возможна только в определенных условиях, реализовать которые очень трудно, и в первую очередь потому, что скота очень много: большое стадо утрамбует почву и вытопчет всякую растительность.

Есть и другие факторы, вроде влажности, которая влияет на эффективность поглощения углекислого газа, но даже в наилучших условиях, когда пастбище будет оставаться целым и будет поглощать CО2, сдвинуть баланс в сторону поглощения не выйдет: пищеварительная система животных все равно производит парниковые газы, и их получается все равно больше, чем могла бы поглотить экосистема.

Сторонники вывода коров на пастбища говорят, что, по крайней мере, в некоторых странах все же можно откармливать скот на лугах, просто нужно следить, чтобы не случалось «перенаселения». Но ведь на мясо действительно большой спрос (который возникает в том числе и благодаря росту населения), и огромное количество скота – всего лишь попытка этот спрос удовлетворить. Остается уповать на технологии, которые смогут дать нам искусственное мясо – такое, чтобы ни один любитель естественного и натурального не смог отличить его от настоящего.

По материалам Science.

Автор: Кирилл Стасевич


Ссылка на источник

Антидепрессанты помогли сжечь жир на животе

Жир на животе может быть смертельным. Он также связан со множеством хронических заболеваний, в том числе болезнями сердца и диабетом второго типа. И многим известно, что похудеть в этой области – задача не из лёгких. Недавно оказалось, что причиной тому может быть воспаление иммунных клеток. Но есть и хорошая новость. Как утверждают учёные, можно использовать определённые лекарственные средства, помогающие сжигать жировые отложения на животе.

антидепрессанты помогли сжечь жир на животе

Кристина Каммел (Christina Cammel) и её коллеги из Йельской школы медицины изучают макрофаги — иммунные клетки, которые обычно выслеживают и поглощают патогены в организме. Но существуют доказательства того, что по мере того, как мы стареем, макрофаги в жировых отложениях на животе начинают воспаляться.

И чтобы увидеть, какое влияние может оказать это изменение, исследовательская группа Каммел взяла макрофаги из жировой ткани молодых и пожилых мышей. Далее они секвенировали ДНК из этих клеток.

Учёные обнаружили, что геномы "престарелых" макрофагов "проявляют" больше генов, которые препятствуют группе молекул – катехоламинам. Последние распространяют сигналы между нервными клетками.

Гены делают это за счёт активирования фермента, который подавляет эти нейротрансмиттеры. Повышенная активность этого фермента у "пожилых" иммунных клетках в жировых отложениях на животе престарелых мышей эффективно блокирует сигналы, говорящие организму, что в этом месте есть жир и он доступен для сжигания ради получения энергии.
"Мы обнаружили, что макрофаги в жире на животе мешают сигналам тем способом, который для нас является новым", — говорит Каммел.

Когда действие рецептора, который участвует в воспалении иммунных клеток, было понижено, учёные обнаружили, что сигналы нейротрансмиттеров возвращались в норму. И пожилые грызуны были способны сжигать жир на животе так же быстро, как и молодые животные после 24-часовой голодовки.

Затем был использован препарат для того, чтобы связаться с ферментами, многие из которых были обнаружены в "пожилых" иммунных клетках. Блокирование этого фермента имело тот же эффект, и старые грызуны смогли снова сжечь жир вокруг их "талии".

Препарат, который использовался в исследования, является распространённым антидепрессантом клоргилином (clorgyline), который выписывается некоторым людям из-за низкого уровня катехоламина (это ведёт к проявлению симптомов депрессии).

Пока достоверно неизвестно, получают ли люди, принимающие этот препарат, какие-то положительные побочные эффекты, благоприятно сказывающиеся на их фигуре. Выяснить это довольно сложно, считает Каммел, поскольку лекарство также вызывает изменения в аппетите. Причём то, как оно это делает, остаётся непонятным: есть доказательство того, что оно может и увеличить, и уменьшить аппетит у людей.

В любом случае, выводы уже многообещающие. Они показали, что можно манипулировать воспалением и жировым обменом, пусть пока и на животных моделях, говорит Мэт Кеберлайн (Matt Kaeberlein) из Вашингтонского университета. "Нет причин думать, что это вызовет трудности у людей", — добавляет он.

Результаты исследования представлены в научном издании Nature.

Кстати, ранее оказалось, что регулярные инъекции особых наночастиц избавят от пивного живота. В этом вопросе могут помочь и короткие голодовки.

Автор: Евгения Ефимова


Ссылка на источник