Энергетика

Крупномасштабная электрическая активность мозга сложна и богата, однако ее единая пространственно-временная динамика до сих пор ускользала от нейрофизиологов. Исследователи Университета Сиднея и Университета Фудань обобщили данные магниторезонансного сканирований мозга сотни здоровых молодых людей и впервые увидели электрические сигналы, которые распространяются по поверхности нервной ткани и организуют активность коры и ее когнитивные процессы. Обнаружить интригующие волновые явления ученые смогли с помощью математических методов, которые позволяют выявлять структуру вихрей.

Как вы думаете, имеет ли значение время, когда мы завтракаем? Какая, в сущности, разница? Когда встал — тогда и поел. Но, как выясняется, это ошибочная точка зрения. Оказывается, мы можем снизить риск развития диабета, не только если подкорректируем то, что едим, но и когда мы это едим.

Пространство, окружающее кровеносные сосуды головного мозга, необходимо для движения спинномозговой жидкости в его тканях. Эти водные растворы доставляет питательные вещества клеткам мозга и удаляют продукты распада. Междисциплинарная команда ученых предложила новый метод измерения скоростей потоков жидкости, чтобы точно и локально определять ее параметры. Ученые измеряли потоки в мозге мышей с помощью оптических методов, а к обработке результатов применили искусственный интеллект. Он то и выявил детальную трехмерную картину физических параметров течений на базе гораздо менее точных измерений. Исследователи считают, что их работа поможет развить новые методы лечения заболеваний мозга.

Успехи в создании носимых экзоскелетов дают возможность восстановить подвижность ног после различных заболеваний и травм. Методы управления этими конструкциями нацелены прежде всего на выполнение человеком естественных движений. Это не всегда удобно, так как электроника не оптимизирует баланс больного, поэтому он быстро устает и чувствует дискомфорт. Этот недостаток восполнила команда инженеров, которые создали универсальную систему управления экзоскелетом на базе искусственного интеллекта. Авторы работы применили так называемое глубокое подкрепляющее обучение. ИИ качественно улучшает ситуацию и при обучении больного пользованию экзоскелетом, и при последующем восстановлении навыков передвижения с его помощью.

При нервно-мышечных нарушениях снижается координация и сила рук, иногда развиваются спазмы. Больным помогают экзоскелеты с электроприводом, однако они, как правило, состоят из жестких элементов, что не позволяет гармонично распределять нагрузки на мышцы. Для реабилитации удобнее мягкий экзоскелет с сенсорами, который создали американские инженеры. Конструкция со сложными алгоритмами управления полностью оправдала себя. Эта роботизированная рука способна даже вернуть пианисту навыки игры после тяжелой травмы мозга. Рука также пригодится для работ, требующих ювелирной точности, а реабилитологи смогут создавать для нее персональные программы, так как экзоскелет знает разницу между правильным и неправильным движением.

Испанские ученые экспериментально подтвердили, что каротины защищают сосуды человека от атеросклероза и последующих сердечно-сосудистых заболеваний.

Похоже, космические путешествия могут ослабить иммунную систему человека. Но так ли это на самом деле? И что может вызвать дефицит иммунитета? Поиски ответа на этот вопрос предприняли канадские исследователи.

Именно от мозга, от его натренированности и готовности к битвам любого рода, зависят и наше здоровье, и долголетие, и качество жизни, и успех. Поэтому мозг надо постоянно тренировать, заставлять заниматься творчеством, подбрасывать ему интересные творческие задачи.

Дегенерация фоторецепторов сетчатки служит причиной многих глазных заболеваний. Международная команда ученых Высшей медицинской школы Duke-NUS выращивает фоторецепторы глаз из стволовых клеток эмбриона человека в присутствии белка, который заставляет их дифференцироваться. Исследователи провели доклинические испытания своего метода на животных, а также диагностические тесты электроактивности сетчатки глаз с приживленными рецепторами.

Все прекрасно знают: чтобы сохранить здоровье, надо есть поменьше жирного. В частности, этот запрет распространяется на молочные продукты. А соответствуют ли эти рекомендации научным данным? Или их источник — общие соображения, порожденные цепочкой «жирная пища — избыточный вес — проблемы с сердцем — диабет»?

Про окислительный стресс известно немало. Он развивается, когда не справляется антиоксидантная защита. Восстановительный стресс изучен гораздо хуже. Стресс на то и стресс, чтобы не проходить без последствий. Избыток окислителей связывают с нарушением клеточных функций и развитием сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и онкологических заболеваний, а также со старением. Последствия восстановительного стресса сейчас активно исследуют.

Обычная ультразвуковая диагностика не видит разницы между изначально жестким и механически напряженным объектом. Английские ученые придали УЗИ новое качество. Они создали метод определения напряжений в мягких объектах, в том числе во внутренних органах человека. Для этого передатчик посылает две поперечные звуковые волны в перпендикулярных направлениях, а датчики измеряют их скорости с помощью продольной волны, распространяющейся на три порядка быстрее. Метод облегчит диагностику внутренних органов, так как механические напряжения являются индикатором функциональных нарушений в них.

Врачи всегда полагали, что типичное загрязнение воздуха мелкими частицами не может сильно влиять на мозг. Однако, такое мнение неверно. Это недавно обнаружила группа канадских ученых. Они впервые экспериментально изучили влияние на работу мозга выхлопа автомобилей на дизельном топливе. Для анализа исследователи применили метод магниторезонансного сканирования. Оказалось, что даже кратковременное пребывание в типично грязной городской атмосфере серьезно нарушает нормальные связи в коре головного мозга.

Ученые из США применили трехмерную печать для получения тканей глаза, которые поддерживают фоторецепторы сетчатки. Эта смесь клеток образует внешний барьер между сетчаткой и кровеносными сосудами, оплетающими глаз. Достижение биологов дает возможность массово выращивать ткани глаза для исследований дегенеративных заболеваний сетчатки. Авторы работы надеются и на создание материала для пересадки больным.

Новое исследование группы ученых из Университетского колледжа Лондона касается интеллектуальных возможностей 167 пациентов госпиталя при нем со здоровой центральной нервной системой и 227 пациентов, которые страдали последствиями инсульта или хорошо локализованными опухолями мозга в передней доле коры головного мозга и вне ее. Для того, чтобы распутать анатомические картины болезненных изменений ученые применяли матричный тест для оценки их интеллекта. Связи между областями коры исследователи рассматривали как элементы математической сети. В результате статистического анализа ответов пациентов на тесты нейрофизиологи смогли разделить карты когнитивных возможностей и анатомических нарушений мозга. По ответам на тесты ученым удалось выяснить, какие пациенты хуже справляются с тестами исключительно из-за болезни их мозга.

Новым достижением анатомии мозга стало обнаружение неизвестного ранее компонента многослойной менингиальной оболочки, мезотелия. Он одновременно работает как защитный барьер и платформа иммунных клеток, которые борются с нейроинфекциями и воспалениями. Менингиальная оболочка разделяет поток спинномозговой жидкости внутри и вокруг мозга. До сих пор были известны три мембраны менингиального слоя, создающие гематоэнцефалический барьер и обеспечивающие циркуляцию жидкости. Это твердая, паутинная и мягкая оболочки головного и спинного мозга.