Darbiņš - nedarbiņš
Stenfordas medicīnas laboratorijā notika kaut kas diezgan neticami. Peles, kas tika akls caur redzes nerva bojājumiem, ir apmācītas, lai atkal redzētu gēnu un vizuālās stimulācijas terapijas kombināciju. Šī ir pirmā reize, kad zīdītājos ir veiksmīgi atjaunoti šķeltie savienojumi starp acīm un smadzenēm, un tie varētu piedāvāt cerību cilvēkiem ar dažādiem acu ievainojumiem un slimībām, tostarp glaukomu.
„Es esmu ļoti optimistisks, ka nākamo piecu gadu laikā mums būs kāda ārstēšana, kas, iespējams, nebūs pilnīga redzes atjaunošana, bet dažu svarīgu apstākļu ārstēšana pret aklumu,” Andrew Huberman, vecākais autors pētījumi Apgrieztā. Pētījuma rezultāti pelēm tika publicēti pirmdien Nature Neuroscience.
Lūk, ko darīja Huberman komanda. Eksperimentā tika iesaistītas gandrīz 100 peles; zinātnieki “acis izraisīja aklumu”, veicot ķirurģisku griezumu un saspiežot redzes nervu ar knaibles. Atšķirībā no šūnām citur organismā centrālās nervu sistēmas nervu šūnas dabiski neatjaunojas. Tas ir līdzīgs tam, kā muguras smadzeņu traumas un insultu izraisīti pastāvīgi fiziski traucējumi; vienādi darbojas neironi, kas savieno aci ar smadzenēm.
Pēc tam, kad peles bija funkcionāli akli, pētnieki sāka spēlēt apkārt ar veidiem, kā stimulēt neironu atjaunošanos. Dažas peles saņēma vīrusu gēnu terapiju - viņu acis tika injicētas ar vīrusu, bet tā vietā, lai tas būtu kaitīgs, šis vīruss piegādāja DNS daļu, kas paredzēta, lai stimulētu augšanu mērķa šūnās. Šī metode strādāja…. Neironu asis parādīja zināmu augšanu atpakaļ uz smadzenēm, bet nepietiek, lai atjaunotu savienojumu. Peles bija tik aklas, kā tās bija bez ārstēšanas.
Cita peles grupa saņēma neinvazīvu vizuālo stimulāciju. Viņi tika ievietoti „sava veida IMAX teātrī pelēm”, saka Hubermans, kur uz dažām stundām viņiem tika demonstrētas kustīgas melnbaltas svītras. Ideja šeit ir tāda, ka neironi nespēlējas, ja vien tiem nav elektrisko impulsu. Šim intensīvajam stimulējumam teorētiski būtu jāmudina akoni virzīties ārpus traumas vietas un smadzenēs. Rezultāti? Meh - ārstēšanas veids, kas darbojās, bet ne īsti. Peles, kas saņēma šo ārstēšanu, parādīja aptuveni tikpat daudz neironu atjaunošanās kā tiem, kas saņēma gēnu terapiju.
Burvība notika, kad pētnieki apvienoja abas terapijas. „Mēs redzējām milzīgu sinerģisku efektu,” saka Hubermans. „Tīkla tīklenes gangliona šūnu asis pieauga par 500 reizēm. Un tajā pašā laika posmā, kad tie vispār nepalielināsies, viņiem izdevās augt atpakaļ smadzenēs. Tātad tas bija patiešām neticami, un, kad mēs to pirmo reizi redzējām, mēs patiesi to neticējām. Bet mēs to atkārtojām vairākas reizes vismaz 20 pelēs, un mēs to apstiprinājām arī ar dažādiem kontroles eksperimentiem, un mēs ticam, ka rezultāts tagad ir."
Un šeit ir brīnišķīgā daļa: Šīs peles atkal varēja redzēt. Viņu redzējums nebija pilnībā atjaunots, bet tas bija pietiekami labs, ka viņi varēja veidot aizvien lielāku ēnu, atdarinot tuvošanos plēsim un pienācīgi reaģējot uz vāku. Tas būtu cilvēka funkcionālais ekvivalents, sākot no pilnīgi akla, lai spētu veidot lielus priekšmetus un to atrašanās vietu istabā, saka Hubermans.
Vēl viens svarīgs pētniecības jautājums bija, vai, ja varētu stimulēt neironu atjaunošanos, šie neironi augtu pareizajā virzienā un savienotos ar pareizo vietu smadzenēs. “Vai varētu būt, ka neironu atjaunošanās iemesls ir tas, ka labāk nav savienojumu nekā nepareizi savienojumi?” Jautā Hubermans. Ir dažādi tīklenes ganglālo šūnu veidi, un jūs nevēlaties, piemēram, šūnas, kas reaģē uz kustību, kas savieno smadzeņu daļu, kas regulē garastāvokli. “Tas būtu slikti, jo tad jūs varētu iedomāties, ka katru reizi, kad kaut kas pārvietojas caur jūsu redzes lauku, jūs atiestatīsiet savu garastāvokli vai pielāgotu garastāvokli.
Bet kāda iemesla dēļ atdalītie axoni saglabāja spēju atrast pareizo ceļu un savienoties ar pareizo smadzeņu reģionu. Pētnieki to varēja pierādīt, ģenētiski pārveidojot dažas no pelēm tā, lai tikai dažu tipu šūnas redzes nervā izteiktu zaļo fluorescējošo proteīnu (GFP). Pēc tam, kad ceļi bija atguvušies, zinātnieki varēja redzēt, kur viņi bija aizgājuši, un apstiprināja, ka viņi atkārtoti pievienojās tai pašai vietai, kur viņi bija pirms traumas. „Tas, ko mēs atklājām, ir tas, ka tad, kad šīs šūnas atjaunojas, viņi nonāk mājās. Viņi seko šiem garajiem, kārdinošajiem ceļiem, bet viņi atrod savu ceļu, ”saka Hubermans.
Tas ir lieliski jaunumi - jo īpaši tāpēc, ka Huberman nevēlas tērēt laiku, lai eksperimentētu ar cilvēkiem. „Mēs ejam tieši uz cilvēku,” viņš saka. „Es strādāju pie tīklenes un vizuālās sistēmas attīstības gandrīz divus gadu desmitus, un es esmu guvis līdz vietai, kur man šķiet, ka laukam ir rīki un ir gatava sākt gēnu terapijas izmēģinājumus cilvēkiem.” Daži pētnieki viņš jau izmanto cilvēka izmēģinājumos līdzīgu vīrusu gēnu terapiju.
Huberman arī strādā ar pētniekiem virtuālās realitātes, spēļu un telefonu programmatūras izstrādē, lai izstrādātu programmas, kas darbosies kā IMAX pelēm, lai stimulētu savienojumus caur redzes nervu. Glaukoma ir otrais galvenais akluma cēlonis cilvēkiem, un tas darbojas ļoti līdzīgi kā redzes nerva saspiešana pelēm, ko izraisa pieaugošais spiediens uz redzes nervu, kas pakāpeniski deģenerē nervu savienojumus. (Galvenais akluma cēlonis cilvēkiem ir katarakta, kas ir ārstējama ar ķirurģisku izņemšanu.)
Bet sekas šim pētījumam pārsniedz nejaušības atgriešanos neredzīgajiem, Hubermans uzsver. Līdzīgas iejaukšanās var tikt izstrādātas, lai risinātu centrālās nervu sistēmas deģenerāciju dažādos apstākļos - muguras smadzeņu atjaunošanās pēc traumām, atkārtoti savienoti ceļi motoro neironiem pēc insulta, iespējams, pat saglabājot neironus, kas saistīti ar mācīšanos un atmiņu, saskaroties ar Alcheimera slimību.
Hubermans saka, ka viņš ir diezgan pārliecināts, ka šī pētniecības joma turpinās gūt lielus panākumus. Nacionālais acu institūts ir uzsācis savu Audacious Goals Initiative, kas īpaši apņemas attīstīt akluma ārstēšanu, ja akluma cēlonis ir saikne starp acīm un smadzenēm. Iedomājieties: varētu būt nākotne, kurā deģenerācija tiek aizstāta ar reģenerāciju.
Cik laboratorijas pelēm bija amerikāņu pētnieki 2015. gadā?
Tas ir sezonas beigu gads, un tas nozīmē, ka tie ir apaļi, kā tas ir "2015. gada pārsteidzošākajos jaunajos atklājumos" un "2015. gadā cilvēki, kurus mēs zaudējām". Nav nekas nepareizs ar šo mediju tradīciju: ir svarīgi izsekot gan mūsu izdarītos atklājumus, gan cilvēkus, kurus mēs zaudējam, taču ir arī viegli aizmirst, ka zaudējumi un progress ir savstarpēji saistīti.
Pētnieki atjauno kvēlspuldzi
Kvēlspuldzes, kas tiek uzskatītas par siltuma izšķērdēšanu, potenciāli varētu uzlabot efektivitāti, saskaņā ar pētniekiem, kas strādā MIT Cambridge, Massachusetts. Izmantojot tehnoloģiju, kas nav radikāli atšķiras no tā, ko Thomas Edison ienāca 1880. gados, kvēlspuldzes izmanto elektrību, lai radītu gaismu, apsildot to.
Aprēķinot atšķirību starp jūsu jumta skatu un skatu no ISS
Vai jums patīk augt? Hipotētisks būvprojekts varētu redzēt jaunu ēku, kas pievienota Tokijas panorāmai līdz 2045. gadam: jūdzes augstais debesskrāpis, kas ir vairāk nekā divas reizes augstāks par pašreizējās augstākās ēkas augstāko līmeni pasaulē. Tas izklausās milzīgi, bet šādi projekti vienmēr ir pilni ar finansiālām bailēm un elevato ...