Медицина

Соединительные ткани человеческого организма, кости, хрящи, сухожилия, кожа и связки обладают пьезоэлектрическими свойствами, то есть при деформации генерируют электрический заряд. Пьезоэлектриками являются и полимеры бактериального происхождения. Они биосовместимы и биоразложимы, поэтому интересны для создания матриц для выращивания живых тканей и имплантатов. Ученые МГУ с коллегами разработали новые пьезоактивные биоматериалы, адгезией бактерий к которым управляет магнитное поле. Материалы с наночастицами имитируют структуру и свойства соединительной ткани, которая состоит из переплетенных полимерных волокон. Способность управлять поведением живых клеток ученые исследовали на бактериях двух видов: грамотрицательных E. coli и грамположительных Lactobacillus fermentum.

Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.

Биологи активно работают над биороботами из живых клеток. В новой работе ученые получили биороботов размером от 30 до 500 микрон из клеток трахеи человека и даже смогли создать целый рой биороботов с различными типами движения. Авторы работы планируют применять их для лечения людей, поэтому провели эксперименты по заживлению ран с их помощью. Медиков стимулирует то, что биороботы, приготовленные из собственных клеток больного, не вызовут иммунный ответ, а организм сам сможет легко их вывести.

Прошло 40 лет с момента создания т. н. «кремлевской таблетки». И вдруг видим в журнале «Science Advances» статью с таким названием — «Вибрирующий проглатываемый биоэлектронный стимулятор модулирует рецепторы растяжения желудка для иллюзорного насыщения». Специалисты из MIT разработали электронную таблетку VIBES — новое оружие в борьбе с эпидемией ожирения.

Нейрофизиологи Массачусетского технологического института с помощью больших языковых моделей вроде ChatGPT выяснили характеристики фраз и типы предложений, которые сильно возбуждают языковую кору. Исследователи выбрали тысячу разных фраз и попросили пятерых участников эксперимента читать их во время измерения активности мозга методом магнитно-резонансной томографии. Затем ученые сопоставили паттерны возбуждения мозга с паттернами активации языковой модели в ответ на ввод каждого из этих предложений. На данных этих соответствий они обучили специальный алгоритм ИИ, чтобы он мог адекватно отображать активацию нейронов центральной нервной системы. Неожиданные предложения вызывали более сильные реакции, поскольку понимать их труднее. К самым активным реакциям приводили слегка необычные по грамматике или смыслу фразы, которые требуют усилий для понимания.

До сих пор нейрофизиологи почти не исследовали эволюцию реакции мозга на сюрпризы и то, как она меняется в разных его областях по мере взросления. В экспериментах с мышами ученые записывали активность мозга, к которой приводила особая череда звуков. В ней между серией одинаковых тонов регулярно звучал неожиданный тон. Исследователи выяснили сроки развития зрелых реакций на него в разных участках слухового тракта, заканчивающегося в коре головного мозга. Интересно, что зрелость первичной слуховой коры мозга мышей в человеческих годах соответствует началу третьего десятилетия жизни. Ученые надеются проследить найденные закономерности на мозге человека.

Группа ученых изучила связь между сном людей в среднем возрасте и их психическим здоровьем. В исследовании приняли участие 526 человек средним возрастом 40 лет, среди которых примерно половину составляли женщины и темнокожие. Участников эксперимента наблюдали 11 лет. Статистика, скорректированная на возраст, пол, расу и образование, показала, что люди с самым плохим сном более чем в два раза чаще испытывают сильные психические расстройства в сравнении с теми, у кого сон наименее нарушен. Оказалось, что для когнитивного здоровья в среднем возрасте наибольшее значение имеет не длительность, а качество сна.

Ученые изучили, как мечтательное состояние и неторопливое размышление проявляют себя на уровне нейронов и влияет на обучение и память, иными словами, на пластичность мозга. В опытах мышам многократно показывали два изображения мозаик черно-серых квадратов. За несколько дней паттерны нейронной активности при просмотрах менялись, отличались друг от друга все более и, наконец, становились уникальным набором нейронов. Схема активности, зафиксированная при первых нескольких воспоминаниях об изображении, давала возможность предсказывать, какой она станет, когда мышь вновь посмотрит на изображение. Ученые сделали вывод, что воспоминания формируют реакцию мозга на то, что он увидит в будущем. Исследователи рекомендуют уделить время моментам тихого бодрствования, которые способствуют полету воображения.

Большинство 3D-принтеров печатают деталь слой за слоем, медленно наращивая ее поверхность при непрерывной подаче чернил. Недавно ученые создали фоточувствительные чернила, которые затвердевают в нужную форму не на поверхности, а сразу во всем объеме. Для их отверждения используют ультразвук, который разогревает и полимеризует чернила, представляющие собой вязкую комбинацию гидрогелей, микрочастиц и биомолекул. Они способны стать гидрогелевым шариком в мягком органе или твердым материалом с частицами минералов взамен утерянных костей. Ученые провели три успешных эксперимента на тканях живых и мертвых животных.

Почему при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет? Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, которые в нем обитают.

Огромное количество исследователей во всем мире изучает сердечно-сосудистые заболевания и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.

Во время еды сигналы насыщения, переданные желудочно-кишечным трактом в мозг, препятствуют перееданию. Учёные современными методами изучили, как совместно работают регуляция наполнением желудка и вкусом пищи у мышей. Оказалось, что механизм явления связан с двумя видами отрицательных обратных связей и их характерными временами в глубоких структурах мозга. Авторы надеются, что исследование позволит детальнее понимать механизм ожирения и откроет путь к его лечению.

Время течет непрерывно, но память разделяет его на события, которые становятся частью нас самих. Вопросу о том, как наши эмоции организуют прошедшие события, посвящена новая экспериментальная работа. В ней показано, что вызванные музыкой эмоции способствуют образованию структурированной долговременной памяти. Они также облегчают людям возможность вспомнить, что и когда они видели. При лечении больных депрессией и посттравматическим синдромом исследование поможет усовершенствовать музыкальную терапию, которая обычно нацелена на расслабление и удовольствие пациента.

Среди нейрофизиологов существует общепринятое мнение, что мозг человека и животных способен компенсировать сильные нарушения образованием новых активных областей и нейронных связей взамен утраченных. Двое известных учёных выступили против такой интерпретации. В своем обзоре они заново анализируют данные и выводы десятка ключевых работ по теме. Исследователи подробно опровергают идею быстро использовать скрытый потенциал мозга. По их мнению, восстановление требует долгого и упорного труда, который стоит за каждым случаем удивительного выздоровления.

Большинство современных противников мясоедения живут в Западных странах и принадлежат к высшему или среднему классу, то есть вполне обеспечены. Они заявляют, что мясо вредно для здоровья, животноводство пагубно влияет на состояние окружающей среды, содержать животных в крупных животноводческих хозяйствах, а тем более убивать, неэтично. Все это так, но что будет, если действительно отказаться от мяса?

Миниатюрные мягкие роботы могут действовать внутри человеческого тела с минимальными последствиями для его здоровых тканей — оперировать, брать пробу тканей для анализа, перемещать клетки, доставлять лекарства. Для медицинских роботов учёные разработали умные биосовместимые элементы размером не больше сантиметра. Они сделаны из гидрогелей мономеров сульфобетаиновых метакрилатов и асимметричных нанокристаллов целлюлозы. Исследователи провели успешные испытания по управлению действиями роботов, перемещаемых магнитным полем.