TechFusion.ruЗдоровьеДайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #10

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #10

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии # 10

Мы регулярно рассказываем о последних открытиях и интересных достижениях в мировых и российских технологиях, связанных с работой человеческого организма. Это могут быть как классические биотехнологии — медицинские  открытия, генная инженерия и работа с биоматериалами, — так и технологические новинки, расширяющие возможности для восприятия окружающего мира и человеческого тела

В новом выпуске: о нейротехнологиях против паралича, электроприставке для кресел-колясок, «белке теплового шока», который борется с раком, а также о кризисе трех лет и влиянии диеты на развитие мозга 

Полный паралич — уже не приговор

Все потому, что первый в мире пациент с квадриплегией — параличем всех рук и ног — смог снова обрести контроль над своими конечностями. Это произошло благодаря нейрокомпьютерному интерфейсу.

Билл Кочевар, первый испытатель нейрокомпьютерного интерфейса университета Кейс Вестерн Резерв и Центра функциональной электростимуляции в Кливленде. Фрагмент видео.

Билл Кочевар, первый испытатель нейрокомпьютерного интерфейса университета Кейс Вестерн Резерв и Центра функциональной электростимуляции в Кливленде. Фрагмент видео.

Биллу Кочевар 56 лет. Последние восемь из них он был полностью парализован ниже плеч — результат неудачной поездки на велосипеде.

Сегодня Билл силой мысли управляет своей правой рукой. Движения ее медленные и неуверенные, но, тем не менее, мужчина уже может самостоятельно есть при помощи вилки или взять в руку стакан с водой.

Травма, которую получил Билл, повредила его спинной мозг. В результате нарушилась связь между мозгом и мышцами, которые, сокращаясь, приводят в движение руки и ноги. Врачи имплантировали в мозг электроды, а к правой руке Билла присоединили систему электрической стимуляции. Таким образом сигналы, которые генерируются в мозге, когда Билл хочет пошевелить рукой, транслируются в импульсы, которые приводят руку в движение.

Реабилитация Билла проходила в два этапа. Сначала при помощи считывающих электродов он научился управлять виртуальной «рукой» на экране компьютера. На тренировки ушло около четырех месяцев. Когда ученые решили, что Билл готов к следующей фазе, ему в правую руку и ладонь имплантировали 36 электродов, которые контролируют сжатие и расслабление мускулов.

Билл Кочевар доволен технологией. Он говорит, что даже с ней полностью парализованные люди не смогут стать самостоятельными — сиделка все равно потребуется. Но, по крайней мере, часть процедур по уходу за собой Билл и его последователи теперь смогут выполнять сами.

Новые возможности для колясочников

Продолжая тему людей с парализованными конечностями — российские изобретатели придумали электроприставку UNA, которая поможет в управлении креслом-коляской.

Теперь каждое кресло-коляска может получить электропривод. Фото: unawheel.ru

Теперь каждое кресло-коляска может получить электропривод. Фото: unawheel.ru

Инженеры придумали для механической коляски электрический привод — его принцип работы схож с таковым у электросамоката или электровелосипеда. Сейчас многие люди, оказавшиеся к кресле-коляске, либо вынуждены сами крутить колеса — так можно проехать всего три-пять километров, потом человек просто устанет — либо вообще не могут передвигаться без посторонней помощи.

Большинство колясок (90%), которые получают парализованные люди в России — неактивного типа. Чтобы передвигаться в них, человеку нужна помощь — кто-то должен толкать коляску. Таким образом человеку, получившему инвалидность, сразу указывают на его несамостоятельность, делают зависимым от других людей.

Изобретатели из команды UNAwheel решили изменить эту ситуацию. Идейный вдохновитель проекта Игорь Гаков сам оказался в кресле-коляске 18 лет назад, ведет активный образ жизни и хочет помочь другим колясочникам не сидеть в четырех стенах, обрести самостоятельность.

«С помощью приставки UNA человек может заехать на бордюр 5 см (без нее — всего на 0,5 см), въехать в горку, спокойно съехать с нее. Попытка въехать в горку самостоятельно даже на активной коляске легко может обернуться опрокидыванием или неуправляемым скатыванием.

Преимущество приставки перед электроколяской — в цене и удобстве. Электроколяска весит 100-250кг. Ее даже приподнять нереально — не то что поднять в квартиру. Приставка весит всего 11 кг, и ее легко прицепить/отцепить, положить в багажник, взять с собой, поднять по лестнице, внести в дом», — рассказывает основатель компании SupremeMotors, производящей приставки UNA, Николай Юдин.

Сейчас приставка UNA совместима с 10% активных кресел-колясок. Команда UNAwheel запустила краудфандинговый проект, чтобы собрать средства на создание новой модели, которая будет совместима с остальными 90% механических колясок.

Лекарство от рака из космоса

Российские ученые утверждают, что нашли новое революционное лекарство от всех видов рака. И открыли его… в космосе.

Препарат с рабочим названием «Белок теплового шока» сейчас проходит финальную стадию доклинических испытаний. В экспериментах на мышах и крысах ученым удалось вылечить меланому и саркому даже в финальной, четвертой, стадии.

Биотехдайджест - мышь

Фото: Pixabay.com

«Белок теплового шока» — это молекула, которую клетка вырабатывает для защиты от различных повреждений. В частности, она помогает иммунитету распознавать раковые клетки и «включать» противоопухолевый иммунный ответ.

Количества этого белка, который синтезирует организм самостоятельно, недостаточно, чтобы бороться с уже образовавшейся опухолью. Поэтому ученые решили синтезировать молекулу белка искусственно.

Но для начала нужно было провести подробный, рентгеноструктурный анализ белка. Для этого нужно было вырастить из него сверхчистый кристалл. Это оказалось невозможно в условиях земного притяжения – белковые кристаллы росли неравномерно. Поэтому ученые отправили белок в специальных капиллярных трубочках на МКС, где им удалось вырастить «правильные» кристаллы. Потом их вернули на Землю, проанализировали и научились синтезировать белок в лаборатории.

Ученые уверены, что препарат будет работать против всех видов опухолей, потому что «Белок теплового шока» вырабатывается всеми типами клеток, а значит, не специфичен (в отличие от многих современных препаратов от рака, которые специфичны для отдельных органов и типов опухолей). К тому же, он не токсичен.

Исследователи планируют провести клинические испытания препарата на людях. Испытания потребуют вложений в 100 млн рублей и займут два-три года. Будем ждать публикации результатов в крупнейших международных научных журналах, куда попадают все серьезные открытия.

Кризис трех лет

Так многие родители называют переломный момент в развитии ребенка, когда тот становится достаточно взрослым, чтобы разговаривать и выражать свои желания, но при этом совершенно невыносимым для родителей, непослушным и капризным. Почему так происходит? Ученые, кажется, нашли объяснение.

«Кризис трех лет» нужно просто перетерпеть. Фото: Pixabay.com

«Кризис трех лет» нужно просто перетерпеть. Фото: Pixabay.com

И никаким воспитанием ситуацию не исправить — все дело в развитии мозга, который выходит на более «взрослый» уровень только к четырем годам.

Трехлетний ребенок не умеет понимать мысли, надежды и ожидания других людей. Он представляет, что все люди думают так же, как и он. Это показывают разные эксперименты.

Например, вот такой: трехлетке дают коробку из-под шоколадных конфет, но вместо конфет внутри — карандаши. Ребенка спрашивают: а что кто-то другой ожидает увидеть в этой коробке? На что малыш отвечает: «Карандаши». Если задать тот же вопрос через год, четырехлетний ребенок сможет предсказать, что другой малыш будет ожидать увидеть конфеты и разочаруется, что ему подсунули карандаши.

Так что трехлетний ребенок не понимает ваших желаний, обид и прочих чувств — он просто не может. Он отождествляет весь мир с собой. Ученые выяснили, когда и как это меняется на уровне мозга.

Где-то между тремя и четырьмя годами в мозге формируются новые связи: между задней частью височной доли, благодаря которой взрослые люди могут понимать мысли других, и зоной лобной доли, которая позволяет отделять реальный мир от своих представлений о нем. Благодаря этой связи малыш учится понимать, что чужие мысли и ожидания могут не совпадать с его собственными.

После этого с ребенком становится гораздо проще договориться. А «кризис трех лет» нужно просто перетерпеть.

Труд сделал из обезьяны человека…

…или нет? Антропологи из Нью-Йоркского университета считают, что во всем виновата диета.

Основополагающая теория развития человеческого мозга гласит: наш мозг стал крупнее и сложнее, чем у наших эволюционных предков, из-за социальных факторов. В их числе труд, связанный с общением, устройством социальных связей.

Но нью-йоркские антропологи готовы оспорить данную теорию. Согласно их исследованиям, своим современным размером человеческий мозг обязан диете.

Нью-йоркские антропологи считают, что своим размером человеческий мозг обязан диете. Фото: Pixabay.com

Нью-йоркские антропологи считают, что своим размером человеческий мозг обязан диете. Фото: Pixabay.com

Они проанализировали 140 видов приматов — это в три раза больше, чем в самых крупных исследованиях подобного рода, которые проводились раньше. Исследователи учитывали диету и различные социальные параметры: размеры группы, принятую социальную систему – и сравнивали эти факторы со средним объемом мозга внутри вида.

Оказалось, что диета — это то, что в максимальной степени определяет размеры мозга. Те приматы, которые ели фрукты и мясо, имели бОльший мозг, чем их травоядные сородичи. Еще один камень в огород сторонников вегетарианства.

Каким образом еда влияет на размеры мозга? Это довольно легко объяснить: добыть мясо другого животного гораздо сложнее, чем сорвать лист с дерева. Необходимо быть сильным, смелым, ловким и умелым — это развивает мозг. Фрукты тоже требуют внимания: нужно распознать, созрел ли плод, не является ли он несъедобным или ядовитым.

Все-таки правду говорят: мы — это то, что мы едим.