Биотехнологии

Пять лет назад статья Сергея Фаге, экс-гендиректора «Островка» и короля российского биохакинга, развела огонь и дала старт новому тренду на улучшение своего тела и разума.

Мышление – это процесс, т.е. протекающий и изменяющийся во времени поток состояний головного мозга (коры больших полушарий). Внешние и внутренние рецепторы организма, испытывая водействия среды, преобразуют их в электрические импульсы, направляемые в мозг. Это физиологический взгляд – по нервным волокнам «бегут» импульсы, вещества клеток (мембран) вступают в химические реакции. В сознании возникают образы, слова, высказывания. Вспоминается высказывание академика Н. Бехтеревой (директор института Мозга) о том, что ей многое понятно в механизмах мозга, в его деятельности, но у нее нет никаких гипотез о том, как в мозге возникают мысли.

Тем не менее, мысли возникают в головах людей (в сознании), обрабатываются и порой приводят к весьма замечательным результатам. Как все в окружающей нас природе, все наши мысли (в состоянии «нормы»), высказывания управляются какими-то законами и им подчинены. Возможно, часть важных законов еще до сих пор не открыта.

Бесконтрольный доступ к антибиотикам породил глобальную проблему для человечества, которая грозит отбросить медицину в эпоху средневековья. Все дело в том, что «недолеченные» пациенты становятся идеальной базой для созревания супербактерий. Бактерий, устойчивых к последующим порциям антибиотиков и заражающих все подряд. И спасения от них нет. По крайней мере, не наблюдалось в ближайшей перспективе.

Команде исследователей из МФТИ, ИТМО и Сколтеха удалось создать оптоэлектронный синапс — гибкий мемристор с гибридным электрическим и оптическим управлением. Он воспроизводит важные свойства синапсов головного мозга. Такое устройство может стать основой для создания искусственного глаза, а также приборов, функционирующих по принципу «вычислений‑в-сенсоре» («in‑sensor computing»). Вместе с создаваемыми сегодня в МФТИ искусственными нейронами, а также ранее показанными синапсами, они могут стать компонентами нейроморфных систем искусственного зрения. Препринт доступен по ссылке, статья находится на рассмотрении в высокорейтинговом научном журнале.

Еще вчера вещи, казавшиеся фантастикой, сегодня становятся явью. Биотехнологии продолжают удивлять мир своими достижениями. Здесь речь пойдет о возвращении утраченного человеком зрения. Причины такой утраты могут быть самые разнообразные: увечья, аварии, заболевания и др. пути восстановления также могут различаться.
 
По данным Международного агентства по профилактике слепоты, сегодня примерно 284 миллиона жителей Земли имеют те или иные нарушения зрения, около 39 миллионов из них полностью его лишены. Слепые люди учатся взаимодействовать с миром и активно жить, независимо от их нарушения зрения. По оценкам, лишь от 2% до 8% слепых людей используют для навигации трость. Другие полагаются на собаку-поводыря, частичное зрение или зрячего помощника. Помимо навигации, слепые люди могут делать почти все, что могут делать зрячие: готовить пищу, наносить макияж, пользоваться компьютером. С помощью доступных технологий и гаджетов и собственной силы воли слепые люди могут быть независимыми.

Более четверти от всего количества слепых людей страдают от нейродегенеративных заболеваний сетчатки, когда гибнут зрительные клетки. В России количество незрячих и слабовидящих превышает 210 тысяч человек. По прогнозу, в ближайшие десятилетия эти цифры в мире будут существенно расти. Уже сейчас ежегодно примерно 45 тысяч человек становятся инвалидами из-за проблем со зрением. Из них более половины — дети и подростки в возрасте до 18 лет.

Ученые всего мира ломают головы над решением проблемы слепоты — над тем, как остановить потерю зрения и как вернуть его уже ослепшим людям. Люди с сильной потерей зрения получают доступ к компьютеру (Интернету) с помощью вспомогательных технологий двумя различными способами. Первый способ — использование дисплея Брайля, который подключается к компьютеру и построчно преобразует текст в Брайль. Второй способ — программа чтения с экрана, которая вслух считывает информацию. Это также реализовано на смартфонах, где есть такие технологии, как TalkBack или VoiceOver.

Другие подходы — оптогенетика и создание чипов, управляемых мыслью.

Яд насекомых кажется наименее вероятным вариантом для избавления людей от боли. Но понимание принципов, как именно маленький муравей может причинить сильную боль — это фундамент для исследования природы его яда и создания на его основе мощных обезболивающих.

Привет, Хабр!

Все привыкли считать, что собаки — те самые верные ребята, которые понимают нас с полуслова: скажешь «сидеть» — и они тут же хлопнут задом по полу. А коты? Ну, они, конечно, величественные игнорщики, которые могут разве что моргнуть вам в ответ, да и то не факт. Но стоп! Новое исследование переворачивает это представление с лап на хвост: коты не просто понимают, что мы им говорим, они учат слова и связывают их с картинками быстрее, чем можно было ожидать!

Исследователи из Японии провели эксперимент, чтобы выяснить: способны ли наши хвостатые друзьяшки так же ловко ассоциировать слова и образы, как это делают младенцы или типичный представиль собак‑умников. Спойлер: котики обошли собак и младенцев на пару шагов вперед.

В 2022, когда биолог Рене Вегжин возглавила Агентство перспективных исследовательских проектов в области здоровья (ARPA-H), вопросы закрутились вокруг совершенно нового агентства, созданного президентом Джо Байденом для финансирования смелых, передовых биомедицинских исследований. Будет ли новая организация достаточно отличаться от вялых, не склонных к риску Национальных Институтов Здоровья (NIH)? Как Вегжин, которая никогда не руководила агентством, справится с давлением Конгресса, чтобы сформировать усилия? И как быстро она сможет набрать тот тип инновационного научного персонала, который нужен для выявления нестандартных проектов, на которые можно потратить миллиарды долларов бюджета?

Теперь ответы начинают появляться. ARPA-H объявило о растущем списке проектов, которые, по словам агентства, более амбициозны и рискованы, чем те, которые обычно финансирует NIH. Среди них: план по регенерации хрящей и костей у пациентов с остеоартритом и беспрецедентная попытка построить функционирующее сердце с помощью 3D-печати живыми клетками. Агентство наняло 390 сотрудников, некоторые из которых будут играть необычайно активную роль в формировании исследований без внешней рецензии, которую обычно получают проекты NIH. К концу сентября 2023 ARPA-H уже предварительно выделило около $1 миллиарда из своего первоначального бюджета в $2.5 миллиарда.

Американское агентство, занимающееся революционными разработками в области здравоохранения, наняло учёного, предлагающего крайне радикальный план победы над смертью.

Его идея? Заменить части тела. Все. Включая мозг.

Ожидается, что Жан Эбер, новый сотрудник агентства перспективных проектов США в области здравоохранения (ARPA-H), возглавит новую крупную инициативу по «функциональной замене мозговой ткани» – идее добавления новой ткани в мозг людей.

Президент Джо Байден создал ARPA-H в 2022 как агентство в составе Министерства здравоохранения и социальных служб для реализации того, что он назвал «смелыми, неотложными инновациями» с изменяющим потенциалом.

Когда речь заходит про достижение какой-либо цели, нам кажется, что нужно сделать это максимально быстро. Это естественное желание и базовая ошибка. Причем как начинающих биохакеров, которым интересен разгон мозга, так и ученых, которые работали над нейропротезами. Своевременное понимание и признание такой ошибки помогает гибко переключиться на лучший вариант.

Привет, Хабр!

Болезнь Альцгеймера — это то, о чем никто не хочет думать, но все боятся. Она приходит не сразу, а медленно подкрадывается. Сначала теряешь ключи, потом забываешь, зачем вообще пошел на кухню. Но что, если я скажу вам, что ваш смартфон — тот самый, который вы используете, чтобы листать мемы или проверять, где ближайшая кафешка — может стать вашим персональным диагностом? Да-да, этот маленький гаджет может выявить первые признаки когнитивного снижения задолго до того, как вы начнете теряться на улице.

Исследователи из Магдебурга решили: а почему бы не заставить смартфоны не только считать шаги, но и следить за тем, что происходит у вас в голове? Они взяли простую идею — если вы начинаете теряться на местности и постоянно открываете карту, чтобы понять, куда идти, то, возможно, дело не только в плохой ориентации на местности. Они создали эксперимент, в котором люди должны были искать нужные точки на карте, а телефон отслеживал каждый их шаг, остановку и сомнение. Результат? Смартфон может не хуже опытного врача сказать, что у вас начинается когнитивное снижение, и возможно, это первые звоночки Альцгеймера.

Одна из самых причин смерти – это проблема с сердечно-сосудистой системой. Но задолго до момента смерти проблема с кровотоком значительно отравляет жизнь, снижая когнитивные способности и подтачивая общую выносливость организма. Новые наночастицы призваны улучшить состояние организма.

В фильме «Выживший» главный герой разрезал тушу коня, чтобы укрыться в ней от холода. Немного разовьём ситуацию. Представьте, что вы сильно изранены. Но есть один экстравагантный способ выжить — это слить свою поврежденную плоть с другим раненым человеком, став в итоге новым созданием на базе человеческого организма. Ученые обнаружили эту поразительную способность у гребневиков, которые могут сливаться вместе, объединяя воедино нервную и пищеварительную систему.

Есть такая штука, как «биодоступность препарата». Если вколоть витамины группы В, то они лучше усвоятся в организме, чем если проглотить таблетку в эквивалентной дозировке. Все дело в ферментах, которые разрушают действующее вещество, пока оно движется по тканям организма. Однако, можно указать организму на то, что не нужно усваивать вещество конкретно сейчас.

Привет, Хабр!

Когда последний раз ты ударял мизинец об угол стола и казалось, что это самая сильная боль в мире? А ведь кто-то в этот же момент мог спокойно обжечься горячей чашкой кофе и лишь слегка поморщиться. Почему так? Почему одинаковые физические стимулы вызывают настолько разные реакции у людей? И что ещё интереснее — почему иногда ожидание боли кажется даже хуже самой боли? Сегодня разберёмся, как мозг хитро управляет нашими ощущениями и почему предвкушение боли может усиливать страдания. Спойлер: наши ожидания играют с нами злую шутку.

Мы достаточно легко можем отделить пережитый опыт от ожиданий светлого будущего. Но когда речь заходит о концепции времени, то становится немного непонятно, как именно мы его чувствуем. Может действительно, стоит лишь изменить речь, и мы будем подобны существам из «Прибытия», что видели время целостно. А быть может, все необходимые паттерны уже заложены внутри нас.

Привет!

Давайте по-честному: наш мозг — это не просто хитрая штука, это буквально суперкомпьютер, но с одним нюансом — разобраться, как он работает, кажется сложнее, чем пройти соулс-лайк игру без смертей. Его называют гениальным, а выглядит он… ну, скажем так, как затейливая кучка кудрявых макарон (прошу прощения у мозголюбов).

Если бы мозг был гладким, как асфальт после капитального ремонта — жить стало бы легче. А так — у нас здесь целый лабиринт из складок и извилин, в которых разобраться — настоящий челлендж. И вот ученые как раз получили свой квест: "Придумайте, как приклеить датчик к этому клубку". Спойлер: у них получилось. И это далеко не британские ученые!

В статье поговорим про сенсор, который способен адаптироваться к любой извилине. Этот сенсор не только записывает активность мозга, но и может управлять ею с помощью... ультразвука!

Современная генетика позволяет учёным сделать гораздо больше: вносить в лабораторных условиях точные, целенаправленные изменения в ДНК организмов. И это, как они утверждают, приведёт к появлению новых, более продуктивных и устойчивых к болезням культур и животных.

Эта наука всё ещё находится в зачаточном состоянии, но продукты с генной модификацией уже появились на прилавках магазинов в Японии: помидоры с высоким содержанием химического вещества, которое якобы способствует спокойствию, красный морской лещ с более съедобной мякотью и рыба иглобрюх, которая растёт быстрее.

В США компании также разрабатывают жаростойкий скот, вишню без косточек и ежевику без косточек.

Сторонники технологии говорят, что она может уменьшить количество болезней и страданий животных и привести к сокращению использования антибиотиков. Они также считают, что технология может помочь в борьбе с изменением климата, снизив выбросы парникового газа метана, который вырабатывается домашним скотом, например коровами, козами и оленями, когда их желудки расщепляют жёсткие волокна, такие как трава, в процессе переваривания.

Нейродегенеративные заболевания стали пандемией нашего времени. С одной стороны, мы технически стали «доживать до возраста», когда подобные болезни развертываются в полную силу. С другой стороны, решив проблему с регенерацией синапсов или нейронов, можно решить проблему сразу с несколькими болезнями.