Новости мира

Для измерения температуры есть термометр, но чтобы ответить на вопрос «как сильно болит?», врачам до сих приходится полагаться на субъективные оценки пациентов: «очень», «не очень» и т. д. Кроме того, если лечить приходится грудного ребенка, то у него не спросишь, где и как болит (не говоря уже о том, когда человек вообще находится без сознания).

Болевые ощущения, как и любые другие, отражаются на активности мозга, которую можно увидеть с помощью томографа. Разумеется, исследователям не могла не прийти в голову мысль использовать один из разнообразных томографических методов, чтобы создать объективный болеизмеритель. Однако мозг – система сложная, он одновременно перерабатывает очень много информации, относящейся к текущим ощущениям, к памяти и т. д. Поэтому первоочередная задача здесь была найти именно те изменения в его активности, которые соответствуют болевым ощущениям.

Одну из попыток такого рода предприняли несколько лет назад нейрофизиологи из Стэнфорда: они использовали алгоритм, который позволяет предсказать характер ощущений, ничего не зная о том, что их вызвало. С помощью такого «слепого» способа ранее оценивали зрительную активность, а также работу мозга при выполнении какого-то задания. Оказалось, что так же можно с 80-процентной точностью отличить боль от не-боли. Правда, тут же возникли вопросы: сработает ли этот метод на любом виде боли, как на него влияют эмоции человека, и т. д.

С другой стороны, в мозге есть области, которые по-особому реагируют на болевые ощущения – таламус, соматосенсорная кора и передняя поясная кора. Может быть, не нужно брать всю мозговую активность, а сосредоточиться только на таких зонах? Со временем, правда, оказалось, что они реагируют не только на реальную боль, но и на мысли о ней и даже на социальные конфликты. Тем не менее, два года назад исследователи из Университета Колорадо в Боулдере  опубликовали статью, в которой уверяли, что им удалось отделить социальную боль от физической. Более того, им даже удалось с весьма высокой точностью определить момент перехода между просто сильным ощущением (когда человек держал в руке умеренно горячую чашку) и болевым (когда чашка становилась очень горячей).

В новой статье, опубликованной в «Nature Neuroscience» нейробиологи из Оксфорда обсуждают еще одну зону мозга, которая могла бы стать хорошим болеизмерителем – верхнюю теменную часть островковой доли коры. В эксперименте Айрин Трейси и ее коллег участвовали 17 добровольцев, которым на кожу ноги наносили крем с веществом капсаицином, содержащимся в жгучем перце. Капсаицин жег ногу, одновременно исследователи наблюдали за активностью мозга. Когда боль утихала, к этому месту на коже прикладывали емкость с горячей водой, чтобы «обновить» ощущения. Затем, спустя несколько минут, горячую воду сменяли холодной, чтобы успокоить боль. В целом же весь эксперимент длился несколько часов. При сканировании мозга использовали метод, позволяющий оценить его активность на протяжении достаточно длительного времени – так можно было сравнить изменения в болевых ощущениях и сопоставить их с тем, как их описывали сами участники эксперимента.

Авторы работы делают вывод, что одна лишь верхняя теменная часть островковой доли может служить адекватным индикатором боли – благодаря тому, что опыт продолжался достаточно долго, можно было проверить, насколько активность мозговой зоны зависит от каких-то мимолетных переживаний.

Про островковую долю давно было известно, что она имеет отношение к болевым ощущениям, однако нужно было убедиться, что мы можем доверять ее показаниям. Разумеется, еще предстоит выяснить, как она чувствует другую боль, особенно ту, которая происходит от внутренних органов. Оценивать активность какой-то одной зоны мозга проще, чем нескольких или вообще всего мозга. Хотя, возможно, в конце концов, болеизмеритель окажется неким алгоритмом, с помощью которого можно будет обрабатывать показания нескольких мозговых участков, с наибольшей специфичностью реагирующих на физическую боль.

Пауки-скакунчики, которые охотятся, подкрадываясь к добыче и внезапно прыгая на нее, должны иметь прекрасное зрение, чтобы выследить добычу, рассчитать расстояние до нее и совершить точный бросок. Но как работает зрение, если у паука 8 глаз? Ответ на этот вопрос нашли ученые Корнельского университета (США).

Чтобы выяснить, как крохотный паучий мозг воспринимает такой большой поток информации, исследователи ввели скакунчикам Phidippus audax электроды, которые считывали активность нейронов мозгового зрительного центра. Затем с помощью 3-D принтера изготовили специальную упряжку, которая удерживала бы скакунчика на месте и одновременно позволяла прикрывать какие-то из глаз.

Паука сажали перед монитором и показывали ему изображение мухи, чтобы спровоцировать активность зрительных нейронов. Оказалось, что у паука есть два функциональных набора глаз: одни регистрируют движение, другие дают резкость «картинки». Мозг  включается только в том случае, если оба вида информации поступают одновременно. То есть если закрыть глаза-детекторы движения, или закрыть «глаза остроты», зрительные нейроны будут молчать. Иными словами, мозг скакунчика анализирует визуальные данные только тогда, когда к нему приходит полный их комплект.

Авторы работы, опубликованной в «Current Biology», полагают, что их данные помогут в создании компактных оптических сенсоров.

Для многих людей, сталкивающихся с проблемой облысения, потеря волос – это катастрофа. Но ученые не останавливаются в своих исследованиях по спасению человеческого волосяного покрова и научились выращивать волосы из стволовых клеток.

Новый метод заключается в том, что из определенных стволовых клеток специалисты могут вырастить сколько угодно волосяных фолликулов.

Сегодняшний метод лечения алопеции (так называется облысение) заключается в том, что врачи пересаживают имеющиеся фолликулы на те участки кожного покрова головы, где волосы исчезли. Понятно, что материала для трансплантации порой не хватает. Теперь же этой проблемы не будет. И даже те пациенты, которые потеряли все волосы, получат возможность вновь их восстановить.

Как отмечает Globalscience.ru, это открытие особенно важно для людей, страдающих от аутоиммунной алопеции, когда в иммунной системе происходят сбои, и она начинает ошибочно атаковать волосяные фолликулы.

Первые образцы беспилотных автомобилей, которые в ближайшее время пройдут испытания на английских автодорогах, представили в Великобритании.

Сначала машины будут передвигаться по специальным участкам дорог, а затем испытываться в обычных дорожных условиях и при выполнении повседневных задач: поездка на работу, в магазин, развоз пассажиров и т.д. На испытания выделена внушительная сумма в 29 миллионов долларов. Итоги опытной эксплуатации четырех прототипов учтут при внесении изменений в правила дорожного движения, которые в 2017 году впервые будут включать пункты, регулирующие передвижение беспилотных машин и ответственность в случае возможных аварий с их участием.

Внимание публики привлекли, прежде всего, два прототипа: похожий на большой гольф-кар открытый четырехместный «шаттл» и небольшой двухместный Pathfinder Pod (на снимке), который представляет собой прообраз компактного транспорта с низким выбросом углерода или сокращенно LUTZ.

Если зимние и весенние испытания на специальных закрытых «туристических» маршрутах пройдут успешно, летом беспилотные машины получат право выехать на дороги общего пользования, в том числе и на шоссе. В ходе этих испытаний за рулем обеих машин будут сидеть водители, но они вмешаются в управление только в критических ситуациях, с которыми электроника, по их мнению, не справляется. В будущем серийные беспилотные автомобили в таких случаях просто свернут на обочину и остановятся или выполнят экстренное торможение.

По словам министра транспорта Великобритании Клэр Перри, проект находится в начальной стадии, но имеет огромный потенциал и может сделать дороги более безопасными. Чиновники считают, подчеркивает CNews.ru, что полностью беспилотные автомобили в Великобритании получат распространение после 2030 года.

ГМО давно используются в большом количестве в химической и фармацевтической промышленности, для производства молочных продуктов. Но люди все еще боятся их широкого применения вне стен лабораторий и производств. Поэтому ученые ищут разные пути, чтобы не оставить ГМО никаких шансов навредить природе, и один из путей — создать организмы, которые смогут жить только в определенных условиях.

Bacteria with selective focus

Две группы ученых под руководством Джорджа Черча из Гарварда и Фаррена Исаакса из Йельского университета (США) показали, как можно запрограммировать искусственные микроорганизмы, чтобы они не выживали самостоятельно. Они работали с кишечной палочкой — E. coli, гены которую изменили таким образом, что для жизни микробу нужны были определенные аминокислоты, тоже искусственные. Аминокислоты нужны бактерии, чтобы строить из них белки. Без этих искусственных аминокислот генномодифицированая кишечная палочка погибала.

Группа Черча, сообщает журнал «Nature», вырастила триллионы ГМ-кишечных палочек, и ни одна не смогла выжить без искусственного питания. Дизайнерские кишечные палочки, выращенные в лаборатории группы Исаакса, тоже погибали без уготованных им аминокислот. Своим искусственным микробам ученые дали название «геннозаписанные организмы» (genomically recoded organisms — GRO).

Необщительные и стеснительные дети чаще употребляют нездоровую пищу, склонны к полноте и мало двигаются. К такому выводу пришли ученые. Неуверенность в себе, природная стеснительность или страх показаться смешным заставляет ребят заедать свой стресс калорийной едой и сладостями.

Ученые обследовали 8346 детей от 9 до 11 лет. Их взвесили, измерили рост и попросили ответить на вопросы, чтобы определить, насколько дети коммуникабельны и как быстро находят друзей. Ребята рассказали о своем общении со сверстниками, о том, как быстро они умеют найти общий язык с взрослыми людьми и родителями.

Оказалось, что чем хуже дети общались со своими сверстниками, тем больше времени они проводили дома, меньше двигались и больше ели. Стеснительные дети хуже идут на контакт, меньше общаются и очень из-за этого расстраиваются.

И уже к 11-летнему возрасту часто имеют лишний вес. С помощью еды ребенок пытается заесть свой стресс, еще больше замыкается в себе и отказывается гулять на улице. Globalscience.ru, ссылаясь на мнение специалистов, пишет, что родителям необходимо помочь своему ребенку преодолеть стеснительность, научить его общаться, найти полезное занятие и всей семьей заняться спортом.

На детский вопрос: «Почему зебра полосатая?» биологи пытаются ответить едва ли не со времен Чарльза Дарвина. Существует несколько объяснений феномена. Полоскам, например, приписывают защитную функцию: якобы такая окраска  сбивает с толку львов во время атаки. Другая гипотеза состоит в том, что полосатость – это форма мимикрии, она делает животное менее заметным на окружающем фоне. Следующее объяснение предполагает  социальную роль полосатой окраски – животные якобы лучше узнают друг друга по индивидуальным узорам. Четвертая гипотеза связана с насекомыми-кровососами, которые, как полагают, предпочитают не полосатые, а однотонные поверхности. Наконец, последнее объяснение связывает полосатость с терморегуляцией.

Существует предположение, что черно-белая окраска способна лучше охлаждать животное, чем одноцветная. Дело в том, что черные и белые области тела по-разному нагреваются: белые слабее, черные сильнее. Возникающая разница в температурах вызывает микроциркуляцию воздушных потоков рядом с животным, что помогает зебре жить под жарким солнцем саванны.

Команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) провела компьютерное исследование взаимосвязи между особенностями окраски зебр и условиями их ареала. Подвергнув математическому анализу такие параметры, как зоны распространения мухи цеце, численность хищников и ряд других, исследователи выяснили, что ни один из них не связан в должной степени с характером окраски зебр, кроме одного – температуры окружающей среды.  Чем выше средняя температура, тем ярче и шире черные полоски.

Но в африканской саванне живут не только зебры, пишет «The Royal Society». Почему же мы не видим антилоп с расцветкой «под зебру»? Авторы работы объясняют это тем, что зебры расщепляют съеденную растительность с меньшей эффективностью, чем прочие местные копытные. Относительное несовершенство пищеварительной системы заставляет их больше есть,  а значит, и больше времени проводить на солнце. Потому они и нуждаются в дополнительном охлаждении.

Люди, чьи супруги бросают курить, худеют или начинают вести более активный образ жизни вместе с ними, имеют больше шансов одержать победу над вредными привычками, чем, те, кто пытается сделать это в одиночку или не получает поддержки от партнера. Об этом свидетельствуют результаты исследования, проведенного специалистами из Института изучения рака Лондонского университета (Великобритания). Объектом внимания ученых стали 3722 пары, живущих вместе, возрастом старше 50 лет.

Closeup portrait of happy mature couple enjoying together — Outdoor

В ходе программы половина курящих женщин смогла оставить вредную привычку при поддержке своих супругов, которые сделали то же самое. Для сравнения: только 17 % женщин с некурящими партнерами смогли сделать это самостоятельно, и лишь 8 % женщин, чьи мужья продолжали курить. Две трети мужчин и женщин совместно со своими партнерами начали вести более активный образ жизни. И только четверть испытуемых смогла достичь этого в одиночку.

Весьма показательны и цифры, касающиеся похудения: 26 % мужчин в ходе исследования смогла снизить вес на 5 %, при поддержке своих подруг, и лишь 10 % из них сделали это рядом с женами, не пытающимися похудеть вместе с ними. Среди женщин, попавших под наблюдение, 36 % смогли добиться ощутимого прогресса в деле борьбы с лишним весом при поддержке своих партнеров, но лишь 15 % добились аналогичного результата рядом с мужчинами, не разделяющими их стремления.

Авторы исследования признаются, сообщает«The Guardian», что они сами потрясены тем, насколько сильно близкие люди способны влиять на наше поведение, связанное с приобретением здоровых привычек.

Отныне достаточно простой инъекции, чтобы контролировать сигналы мозга и избирательно «включать» и «отключать» отдельные нейроны. Команда физиков, химиков и неврологов под руководством Чарльза Либера (Charles Lieber) из Гарварда создала уникальную полимерную сетку с электродами. Новая технология открывает путь к долговременным имплантатам, обеспечивающим прямую связь мозг-компьютер.

До сих пор соединение мозга с компьютером требовало имплантации жестких электродов, которые повреждают нейроны и теряют контакт с нервной тканью при движении, во время дыхания, при сердцебиении и т.д.

Новая технология, разработанная командой Либера, решает эти проблемы. Она использует сетку токопроводящих полимерных нитей с наноразмерными электродами или транзисторами на пересечениях сетки. Сеть очень мягкая, похожая на шелк, при этом 95% ее объема составляет свободное пространство, в которое могут прорастать нейроны. Таким образом, сеть представляет собой  нетравматичный скаффолд (каркас), к которому надежно крепятся нейроны.

В эксперименте ученые ввели двухмерную сетку шириной несколько сантиметров с помощью иглы диаметром всего 100 микрометров в целевой участок мозга подопытной мыши. Сетка развернулась, заполнила свободные места  на мозговой ткани и затем срослась с ней. В результате у ученых появилась возможность считывать сигналы с нейронов и стимулировать отдельные нервные клетки.

Пока ученые имплантировали сетку из 16 электрических элементов в двух областях мозга. В ближайших планах имплантация сетки с сотнями различных устройств. Такая сетка позволит вести более подробные записи активности мозга и стимулировать большее количество нейронов. Также разрабатывается беспроводной интерфейс для соединения мозга подопытных мышей с компьютером.

Новая технология в будущем может открыть огромные возможности, пишет CNews.ru. Соединение мозг-компьютер позволит подробно изучить работу мозга, создать технологии управления сложной техникой напрямую сигналами мозга. Наши мысли можно будет превратить в сигналы, управляющие электроникой, а у врачей появится возможность бороться с различными нарушениями работы мозга.

Ученые из университета графства Суррей (Великобритания) провели эксперимент, выявляя, какие факторы помогают людям вспомнить детали увиденного ими преступления. Результаты исследования опубликованы в журнале «Legal and Criminological Psychology».

Несколько групп добровольцев участвовало в двух дополняющих друг друга экспериментах. В первом случае они смотрели фильм, где был показан электрик, приходящий в дом, ремонтирующий проводку, а затем крадущий вещи хозяев. После этого их просили описать, что они увидели. Во втором случае перед участниками эксперимента разыгрывали сцену, изображающую преступление, а затем им надо было вспомнить, что они услышали. В обоих случаях наибольшее количество подробностей участники вспоминали, если их просили закрыть глаза. Это помогало им сосредоточиться.

Вторым фактором, также облегчавшим воспоминание, оказался дружеский разговор с опрашивавшим их человеком. Люди, вспоминавшие об увиденном или услышанном с закрытыми глазами и после дружеского разговора, оказались способны вспомнить очень много и правильно ответили на три четверти из заданных им семнадцати вопросов, в то время как те, кто вспоминал с открытыми глазами и не установил хороший контакт с опрашивавшим, правильно ответили только на 41 % вопросов.

Этот эксперимент, по мнению его организаторов, во-первых, помогает лучше разобраться в том, как работает механизм памяти, а, во-вторых, может быть использован при допросе свидетелей во время расследования настоящих преступлений.