Группа учёных из Германии, США и Швейцарии, экспериментировавшая на грызунах, прояснила механизм возрастного ослабления познавательных способностей и нашла способ их частичного восстановления.



Снижение когнитивных функций считается совершенно естественным результатом старения животных и человека, однако проследить цепочки биологических изменений, связывающие два процесса, не удавалось. Задавшись целью выявить эти связи, авторы провели серию опытов с животными в возрасте 3 и 16 месяцев, которым предлагалось пройти стандартное тестирование пространственной памяти (так называемый водный лабиринт Морриса). Мышей также учили ассоциировать определённое окружение с несильным ударом электрическим током.

При исследовании тканей гиппокампа грызунов было установлено, что в организме молодых животных реализуется специальная программа экспрессии около 1 500 генов, обеспечивающая консолидацию памяти (закрепление воспоминаний). У 16-месячных мышей уровни экспрессии этих генов изменялись далеко не так сильно, следствием чего и стали более низкие результаты в тестах.
Читать далее...

Будущее потихоньку приходит в нашу жизнь :)

===
Помните небезызвестную сцену из «Звездных войн», где Дарт Вейдер отрубает Люку Скайуокеру руку, после чего её заменяют на полностью функциональный кибернетический протез? Нечто подобное можно наблюдать уже сейчас в реальном мире, благодаря стараниям британской компании BeBionic.

По утверждению самих разработчиков, они смогли создать «полностью подвижный миоэлектрический протез нового поколения». Слово «миоэлектрический» означает, что искусственная кисть управляется посредством интерпретации сигналов, возникающих при сокращении мышц руки.



Предыдущие разработки в этой области демонстрировали возможность сжимания/разжимания ладони. Последняя разработка BeBionic является первой в мире, располагающей возможностью осуществления вращательной артикуляции. Кроме того, сообщение с управляющим компьютером реализовано без проводов, в отличие от большинства предыдущих схем с USB-интерфейсом.
Читать далее...

Доклад академика В.П. Скулачева
«Геропротекторы нового поколения: проникающие катионы как нанотранспортеры антиоксидантов в митохондрии»
на форуме «Роснанотех-2009», секция «Нанотехнологии в медицине: иммунобиологические препараты и адресная доставка лекарств».
Опубликовано на сайте Abercade.

Недавно нами была разработана концепция, предполагающая, что старение – это генетически запрограммированный процесс, являющийся последней стадией индивидуального развития организма (онтогенеза). Мы полагаем, что программа старения появилась в процессе биологической эволюции как способ ускорения этой эволюции. В рамках такой концепции старение человека нужно рассматривать как атавизм, так как люди уже не зависят от эволюции, поскольку она осуществляется слишком медленно.

Если старение запрограммировано, то нарушение этой программы может предотвратить старение точно также, как и ингибирование программы клеточной смерти (апоптоза) предотвращает гибель клетки. Существует множество указаний на то, что программа старения приводит к угасанию физиологических функций организма за счет действия токсических производных О2 (активных форм кислорода, АФК), которые образуются в митохондриях, внутриклеточных органеллах, служащих основными потребителями О2 в клетке. Поэтому антиоксиданты, адресованные в митохондрии, могут быть ингибиторами программы старения. Для исследования этой возможности был сформирован проект с участием нескольких групп исследователей из России, Швеции и США . Был синтезирован новый тип соединений (SkQ), состоящих из пластохинона (антиоксидантная часть), проникающего катиона и деканового или пентанового линкера (рис.1).


Рис. 1. Формулы SkQ1 (слева) и С12ТРР (справа)

Рабочая гипотеза заключалась в том, что такие положительно заряженные соединения будут специфически накапливаться в 2 нм слое внутренней митохондриальной мембраны, т.к. данные органеллы являются единственным отрицательно заряженным отсеком живой клетки. В этом случае, катионная часть молекулы SkQ может служить «электрическим локомотивом» нанометрового размера, транспортирующим антиоксидант.
Читать далее...

Это просто... Даже нет слов!

===
Многообещающая новость: исследователи сумели получить осмысленные ответы на свои вопросы от человека, по всем клиническим признакам давно являющегося "овощем". "На мой взгляд, эта работа представляет собой прорыв в когнитивной науке и неврологии, и она, возможно, будет основой для более открытой дискуссии о том, что значат бодрствование, настороженность и человек".


"Это первый случай, но, по крайней мере, он показывает, что технология ныне оспаривает существующие границы клинического обследования", – так говорит о сенсации один из её творцов (фото UK Medical Research Council).

Читать далее...

Проект Smart Hand ("Интеллектуальна рука") – это разработка исследователей из Университета Лунда (Lund University) в Швеции и Института прогрессивных исследований св. Анны (Scuola Superiore Sant'Anna) в Италии. Благодаря роботизированному протезу Робину Экенстаму (Robin af Ekenstam) теперь доступно чувство осязания для обеих рук. Smart Hand – довольно сложное устройство, включающее четыре мотора и сорок сенсоров. Это первый протез, который посылает сигналы обратно в мозг, позволяя ощущать искусственные пальцы и руку.



Используя импульсы от мозга, которые поступают к нейронам на месте ампутации конечности, учёные могут направить их в электронно-механическое устройство. Таким образом, Smart Hand будто заменяет "фантомную" руку – известный синдром, когда утративший конечность человек продолжает ощущать её. Тем не менее, проект далёк от создания полнофункциональной руки, не уступающей настоящей, ведь в последней присутствуют миллионы нервных волокон. Но 10-летний командный труд над Smart Hand даёт основания полагать, что учёные из Дании, Израиля, Ирландии и Исландии рано или поздно добьются большего. А совершенствование смежных технологий позволяет предположить менее длительный срок до следующего прорыва. Возможно, относительно скоро синтетические части тела станут даже более совершенными, чем биологические. Видео о разработке можно посмотреть здесь.

Источник
23.10.2009

Углеродные нанотрубки уверенно прокладывают путь в разнообразных сферах прикладного характера и экспериментальных разработках. Медицина – не исключение; более того, являясь широчайшим полем для коммерциализации нанотехнологий, она стимулирует научные коллективы упорно трудиться для достижения благих целей – помощи пациентам и, что тоже немаловажно, финансовой выгоды. С очередным шагом в оговоренную область нанотрубки добрались до рентгеновских аппаратов, став ключевым компонентом новой технологии, клиническое испытание которой начнется в этом году в медицинском центре при Университете Северной Каролины (University of North Carolina, UNC). Инновационный аппарат способен значительно продвинуть качество рентгеновских снимков и радиотерапии раковых заболеваний.


Четкий снимок быстро бьющегося сердца мыши

Традиционные рентгеновские аппараты имеют длинную трубку с эмиттером электронов, в роли которого обычно выступает вольфрамовая нить, на одном конце и металлическим электродом на другом. Разогреваясь до 1000°С, нить испускает электроны, которые ускоряются вдоль трубки и ударяются о металл, создавая рентгеновское излучение. Взамен одиночного вольфрамового эмиттера команда из UNC использовала массив вертикально ориентированных углеродных нанотрубок, действующих как сотни миниатюрных электронных пушек. Если вольфрам требует время на разогрев, то нанотрубки испускают электроны сразу же, как только на них подано напряжение. Разработчики представили результат своей работы на прошедшем недавно съезде Американской ассоциации физиков в медицине (American Association of Physicists in Medicine).
Читать далее...

Японские инженеры разработали новый тип машинного интерфейса, позволяющего контролировать инвалидное кресло при помощи мозговых импульсов, иначе говоря, силой мысли. Новый интерфейс состоит из нескольких подсистем, каждая из которых отвечает за свой тип команд. При помощи новинки, инвалиды, прикованные к коляске, смогут управлять без подключения рук своим креслом, без проблем передвигаясь в нем в любые стороны.

По словам исследователей из лабораторного центра BSI-Toyota, первая версия системы также была собрана здесь, однако ее существенным недостатком была медлительность - на перехват, обработку и трансляции мозговой команды системе требовалось более 2 секунд, что на практике делало ее неудобной для использования. Новая версия работает со скоростью природного нервного импульса - от подачи команды до начала ее выполнения коляской проходит всего 0,001 секунды.
Читать далее...

Оригинальный фильтр, способный очистить кровь пациента от микроорганизмов, может спасать тысячи людей ежегодно. Первые тесты своей разработки провёл вместе с коллегами Дональд Ингбер (Donald Ingber), биолог из Медицинской школы Гарварда и Бостонского детского госпиталя.


Лаборатория профессора Ингбера (он на фото) занята изучением клеток организма, их развития, перемещения и повреждения, формирования тканей и так далее. Причём большое внимание лаборатория уделяет созданию новых методов и механизмов для наблюдения за клетками и управления ими (фото Harvard University).

"Обычно вам остаётся принимать антибиотики и молиться", — говорит Дональд о сепсисе. Увы, нередко препараты не успевают справиться с заражением, и человек умирает. Но новый фильтр работает многократно быстрее лекарств. Правда, пока ещё он не опробован на людях, а проверен только на крови в пробирке.
Читать далее...

Образец нового материала, из которого при помощи лазера выращен высокопористый кубик (фото Universiteit Twente).

Первый в мире биоразлагаемый материал, пригодный для применения совместно с компьютерной стереолитографией, позволит в будущем создавать высококачественные биоинженерные имплантаты, готовые заменить повреждённые или вышедшие из строя органы или фрагменты тканей человеческого тела. О важном достижении на стыке наук сообщили исследователи из университета Твенте (Universiteit Twente).
Читать далее...

Южнокорейские ученые клонировали поросенка, чьи внутренние органы были генетически модифицированы, чтобы использовать их в качестве человеческих трансплантантов.



Команда исследователей из четырех университетов и двух НИИ при финансовой поддержке правительства изъяла у животного антиген alpha-gal (ALPHA.Gal), который вызывает отторжение тканей при пересадке. Внутренние органы свиней и сейчас хорошо подходят для трансплантации человеку, но они покрыты молекулами сахара, которые вызывают негативную реакцию со стороны человеческих антител.
Читать далее...

Многорукий da Vinci позволяет оперировать с большой точностью, а значит, и с минимальным вмешательством в организм пациента. В результате восстановление после операции происходит быстрее, чем обычно (фото 2009 Intuitive Surgical).

С новой версией всемирно известного робота-хирурга da Vinci Si HD Surgical system доктора смогут выполнять ещё более сложные микрооперации. Четырёхрукий "монстр" обзавёлся двумя "глазами", транслирующими управляющему хирургу трёхмерную картинку в высоком разрешении (3D HDTV).

Робот, который на данный момент "обитает" в нескольких сотнях клиник по всему миру, не является полностью автономным. Им управляет настоящий хирург. (Отметим, что компания-производитель Intutive Surgical не акцентирует своё внимание на удалённом управлении роботом.) Однако весьма внушительные характеристики аппарата позволяют доктору делать свою работу на высшем уровне.
Читать далее...

Одно из самых загадочных свойств материи – туннельный квантовый эффект вместе с нанотехнологиями могут помочь в создании точных и недорогих устройств для секвенирования генома.



Стюарт Линдсей (Stuart Lindsay) и его коллеги из Института Биодизайна (Biodesign Institute), части Университета Штата Аризоны (Arizona State University), сообщили в текущем выпуске журнала Nature Nanotechnology Letters о создании нового метода ДНК-секвенирования.

Десятилетие назад секвенирование генома человека было одним из самых громких научных достижений XX века. Сегодня задача по секвенированию 3х миллиардов оснований никого не удивляет, но и не является столь простой задачей. Необходимо помнить, что задача по секвенированию человеческого генома заняла 11 лет и стоила почти миллиард долларов США. При этом использовалась «грубая вычислительная сила» в виде суперкомпьютеров.

Также общеизвестно, что для генной медицины нужно знание не только «человеческого генома» в общем, а набора нуклеотидов ДНК вполне конкретного пациента. На данный момент ни одна технология по секвенированию не позволят считать «на лету» ДНК человека быстро и недорого. Поэтому ученые несколько лет пытаются использовать последние достижения нанотехнологий и микроэлектроники для улучшения секвенаторов. Отдельные ученые предлагают принципиально новые методы их работы.

Основная задача ДНК-секвенатора – точно определить последовательность из четырех оснований – аденина, цитозина, гуанина и тимина. Обычно для этого требуется разбить исходную ДНК на сотни фрагментов, которые обрабатываются параллельно, а затем, с помощью суперкомпьютера все части расшифрованного генома «сшиваются» в один.
Читать далее...

Строение молекулы мио-инозитола. Чтобы получился триспирофосфат мио-инозитола, к 1, 4 и 5 атомам углерода необходимо присоединить пирофосфатные анионы P2O74- (иллюстрация с сайта wikimedia.org).

Химики из университета Страсбурга (Université de Strasbourg) обнаружили, что соединение мио-инозитол триспирофосфат (ITPP) увеличивает приток кислорода к тканям в 2,4 раза, что очень много, особенно для людей, страдающих болезнями сердца. Так, небольшая доза вещества подняла на ноги умирающих мышей.
Читать далее...

МЭМС в медицине. Всё закономерно. Всё идёт по плану. Лет через 30-40 будут и нанороботы. И робокровь и всё-всё-всё, что сейчас нам только в фантастических романах грезится :)

===


Новый микрозахват размером с пылинку способен удерживать и переносить микроскопические объекты внутри живого организма без использования батарей, проводков или механической привязи. Устройство, потенциально способное открыть новую главу в хирургии, построили Дэвид Грасиас (David Gracias) и его коллеги из университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University).
Читать далее...

Создание силиконового имплантата, который полностью эмулирует работу реальной сетчатки, может стать единственным реальным шансом для людей, потерявшим зрение, на его восстановление. В развитых странах ежегодно диагностируется около 700 000 новых случаев проявления возрастного очагового вырождения сетчатки, и еще 1,5 миллиона человек во всем мире страдают от пигментного ретинита. В обоих случаях, светочувствительные элементы сетчатки глаза (палочки и колбочки) преобразующие видимый свет в электрические импульсы постепенно умирают, приводя к неизбежной слепоте.

Обычно, все искусственные сетчатки соединяют через компьютер внешнюю камеру с внедренным позади глаза чипом. Новый кремниевый имплантат, созданный Каримом Заглулом (Kareem Zaghloul) в Университете Штата Пенсильвания, США устраняет потребность и в камере и во внешнем компьютере. Новый чип имеет размеры 3,5 х 3,3 мм и содержит 5760 фототранзисторов, имитирующие светочувствительные элементы реальной сетчатки, которые сообщаются с еще 3600 транзисторами, занятыми преобразованием полученной световой информации в нервные импульсы. Всего в искусственном глазу насчитывается 13 различных типов транзисторов, разной эффективности, имитирующих поведение реальных нервных клеток живого глаза.


Слева вверху- изображение полученное искусственной сетчаткой, справа вверху - обработанное микрочипом изображение, внизу - картина получающаяся при движении головы
Читать далее...

Искусственный костный мозг, способный производить красные и белые кровяные тельца, создали биологи из университета Мичигана (University of Michigan – UM) и ряда других американских университетов.

Согласно пресс-релизу, учёным удалось воссоздать в лабораторных условиях трёхмерную структуру, которая повторяет строение костного мозга в человеческом теле.

Чтобы воспроизвести искусственную копию одного из самых важных и сложных органов человеческого тела, профессору Николасу Котову (Nicholas Kotov) и его коллегам необходимо было придумать подходящую трёхмерную матрицу и стимулировать в ней взаимодействие клеток, располагая внутри большое количество пор точно выверенного диаметра.
Читать далее...

Еще в 80-х годах прошлого столетия ученые двух сверхдержав – России и США начали разработку химических препаратов, призванных продлить время нахождения солдат в строю в случае заражения лучевой болезнью и уменьшить их чувствительность к боли. И действительно, ведь для выполнения боевой задачи необходимо максимальное количество боеспособных солдат, а ранения различной степени тяжести могут в считанные минуты сократить состав боевой единицы с роты (100 человек) до взвода (30 человек). Особенно в этом плане опасны внутренние кровотечения, справиться с которыми в полевых условиях практически невозможно.

Американские ученые по заказу DARPA разработали уникальную технологию, в перспективе позволяющую вернуть в строй большую часть личного состава, оказавшегося небоеспособным из-за многочисленных ранений и большой потери крови и оставить в живых раненых с тяжелыми внутренними кровотечениями. Основой идеи технологии DBAC (Deep Bleeder Acoustic Coagulation) стала возможность быстрого свертывания крови в результате нагрева до температуры свертывания (от 70°C до 95°C) под воздействием ультразвука. А обнаружение кровотечения прибором стало возможным с помощью так называемого "эффекта Доплера".Прибор DBAC подает ультразвуковые импульсы и в месте кровотечения наблюдает максимальное смещение частоты сигнала.
Читать далее...

Из интервью с Рей Курцвайль (изобретатель и футуролог, 14й в списке людей максимально изменивших этот мир) .
...
Самой заметной индустрией, пережившей за последние годы переход от эры накопительной диагностики к полноценной информационной технологии, стала медицина и здравоохранение. Программы, заложенные в биологические циклы наших организмов, работали на протяжении долгих тысячелетий. Однако то, что было необходимо тогда, начинает мешать человеку сейчас. Например ген жирового инсулинового рецептора, содержащийся в каждой жировой клетке, уже привел к эпидемии избыточного веса в США. И врачи сейчас всерьез задумываются над тем, как его выключить, запретив тем самым лишним калориям накапливаться в организме. Было бы здорово при помощи новых технологий взаимодействия с рибонуклеиновой кислотой отключить и ряд других генов, вызывающих рак и сердечные заболевания. С помощью новых технологий мы сможем попросту обновить те программы, которые работали в нас тысячелетиями, а управляя энзимами и протеинами, люди смогут воздействовать на обмен информацией, происходящий в живых организмах на биологическом уровне. Причем моделировать все эти процессы можно будет не отходя от компьютеров, а вместо слепых опытов станет возможной обкатка лекарств и препаратов на компьютерных биологических моделях.

На данный момент все эти разработки находятся на ранних этапах своего развития, однако, как и любые информационные технологии, такие исследования уже через 10 лет станут в тысячу раз более прогрессивными, а через двадцать лет потенциал увеличится в миллион раз. Согласно разработанной мною модели, после этого продолжительность жизни каждый год будет возрастать более чем на год, причем речь может идти не только об общей продолжительности жизни, начиная с младенчества, но и об увеличении срока существования уже взрослых людей. Таким образом, бег времени для всех нас впервые начнет замедляться.
...

ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА, орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных.

ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА характеризуется высоким развитием больших полушарий; они составляют более двух третей его массы и обеспечивают такие психические функции, как мышление, научение, память. На этом поперечном срезе показаны и другие крупные структуры мозга: мозжечок, продолговатый мозг, мост и средний мозг.
Читать далее...

Интересно, захотел бы я воспользоваться такой машинкой для стирания памяти? :/

===
Ученые вплотную приблизились к созданию медицинского препарата, способного стирать из памяти неприятные воспоминания, не причиняя никакого вреда структуре клеток головного мозга, сообщает британская Daily Telegraph. Своей разработкой они надеются прежде всего помочь ветеранам войны, а также людям, перенесшим травматический шок, стресс и страдающим разного рода фобиями.
Читать далее...