BIOHACK | БИОТЕХНОЛОГИИ

2022-11-18 13:01:56 Нейротехнологии доступные каждому

Нейротехнология, метод НейроБОС — это новая технология в образовании, но с многолетней историей использования в клинической практике, основанная на использовании оборудования ЭЭГ (энцефалограмма), которое регистрирует деятельность мозга каждого человека и передает на монитор в удобной интересной форме. С его помощью, выполняя задания и наблюдая за мозгом в режиме реального времени получается быстрее нарабатывать желаемый навык. На что раньше могли уходить месяцы обучения, теперь можно пройти за курс занятий.

Метод БОС активно применяют для повышения эффективности сотрудников в ведущих университетах мира (MIT, Cambridge University и др.), компаниях Facebook, Google, Apple, Skolkovo. С его помощью готовят спортсменов олимпийского уровня и даже астронавтов NASA. Часть российских компаний также применяет нейротехнологии для повышения эффективности сотрудников, чтобы:
1. Снижать стресс, избавлять от тревожности и прокачать стрессоустойчивость и самоконтроль.
2. Улучшать внимание, память, ускорить обучение новым навыкам
3. Повысить творческий потенциал, способность находить нестандартные решения в любых ситуациях.
*задача со звездочкой. Научившись управлять ритмами своего мозга, человек может легко переключаться в состояние, необходимое для появления инсайтов и креативных идей.

Протестировать данный метод на себе и понаблюдать за своим мозгом можно 20, 21, 25 и 26 ноября в центре развития с использованием нейротехнологий «Нейромир» на дне открытых дверей.

Участие бесплатное по предварительной записи. Количество мест ограничено.

Зарегистрироваться

20, 21, 25, 26 ноября
По предварительной записи
м. Шаболовская, ул. Хавская, д.11, офис 401 Открыть/Комментировать

2022-11-17 14:05:20 ​​Новые биосовместимые имплантаты разрабатывают в России

Ученые Тюменского медицинского университета (ТМУ) создают новые биосовместимые титановые металлоконструкции и имплантаты с синтетическим биоактивным кальций-фосфатным минеральным покрытием для лечения пациентов с костной патологией. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Основным показателем качества костной ткани является минеральная плотность, снижение которой проводит к ослаблению и ломкости кости. Дегенеративные изменения костной ткани, как правило, сопряжены с естественным процессом старения организма, но могут быть и следствием серьезных патологий.

Одной из наиболее тяжелых и распространенных является остеопороз — системное заболевание, которое поражает все кости скелета, делая их хрупкими, объяснили ученые.

Главное клиническое проявление остеопороза — низкоэнергетические “остеопоротические” переломы, например, перелом шейки бедра, лучевой кости в «типичном месте». Они могут возникнуть в результате даже незначительной травмы, например, падения с высоты собственного роста или подъема небольшого груза.

“На текущий момент лица пожилого и старческого возраста демонстрируют высокий процент неудовлетворительных результатов оперативного лечения при использовании металлоконструкций, в дальнейшем приводящий к инвалидности и летальному исходу. Одной из причин развития этой проблемы является повышенное разрушение костной ткани вокруг установленной металлоконструкции. Для решения данной проблемы необходимо повысить остеоинтегративные свойства поверхности титановых металлоконструкций и имплантатов”, — рассказал директор, ведущий научный сотрудник Университетского НИИ медицинских биотехнологий и биомедицины ТМУ Александр Марков.

На первом этапе исследователи сосредоточились на повышении способности конструкций к остеоинтеграции (срастанию поверхности имплантата с костной тканью). Они разработали титановые металлоконструкции и имплантаты с биоактивным кальций-фосфатным покрытием, приближенным по минеральному составу к костной ткани. У таких образцов кальций-фосфатная основа дополнена биогенными элементами (магний, фтор, бор), которые принимают активное участие в процессах восстановления костной ткани.

“В настоящее время в мировой практике для изготовления эндопротезов суставов и дентальных имплантатов применяются синтетические покрытия, в основе которых лежит гидроксиапатит и другие соединения кальция. На рынке металлоконструкций для пациентов травматологического профиля отсутствуют металлоконструкции с биоактивными покрытиями для остеосинтеза, необходимы для лечения пациентов, особенно с переломами на фоне остеопороза. Поэтому наши разработки, позволяют создать качественно новые биосовместимые металлоконструкции, которые могут стать «металлоконструкциями выбора» для лечения пациентов с костной патологией на фоне остеопороза”, — пояснил Марков.

На сегодняшний день исследователи ТМУ продолжают поиск способа придания поверхности титановых металлоконструкций не только остеоинтергативных, но и антибактериальных свойств.
Для этого ученые применяют пористое покрытие в комбинации с антибактериальным средством. Это повышает остеоинтеграцию и снижает риск развития гнойно-септических осложнений в послеоперационном периоде.

В исследовании принимают научные сотрудники Университетского НИИ медицинских биотехнологий и биомедицины Тюменского ГМУ, Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН города Оренбурга, Тюменского индустриального университета. Открыть/Комментировать

2022-11-10 16:58:38 ​​Напечатана и успешно пересажена биосовместимая искусственная роговица

В качестве чернил корейские ученые использовали лишенную клеток соединительную ткань роговицы и стволовые клетки, поэтому трансплантат получился биосовместимым. По прозрачности он не уступает здоровой роговице.

Роговица — самый внешний, тонкий слой, покрывающий зрачок и защищающий глаз от воздействия внешней среды. Это решетка из коллагеновых волокон или фибрилл, которая должна быть прозрачной, чтобы пропускать свет, двигаться вместе со зрачком и обладать достаточной эластичностью.

При серьезных травмах роговицы врачи рекомендуют трансплантацию. Однако в очереди на пересадку пациент может простоять пять лет и более. Решением могла бы стать искусственная роговица, но современные ее варианты из коллагена или синтетических полимеров либо плохо приживаются, либо не обладают достаточной прозрачностью, пишет EurekAlert.

Для того чтобы решить эту проблему, исследователи применили напряжение сдвига, возникающее в процессе 3D-печати, и добились создания роговичной решетки. Также они продемонстрировали, что биочернила на основе внеклеточного матрикса, полученные в результате децеллюляризации, совместимы с биологическими тканями.

В ходе трехмерной печати, когда чернила в принтере движутся через сопло и выходят из него, возникает сила трения, создающая напряжение сдвига.

Пересаженная искусственная роговица сохранила свои первоначальные качества спустя четыре недели после трансплантации, сообщают корейские ученые. Они надеются, что их технология подарит надежду многим пациентам, ожидающим операции. Открыть/Комментировать

2022-09-29 14:20:00 ​​В России вырос спрос на лекарства, воздействующие на центральную нервную систему

В РФ за месяц на 15% вырос покупательский спрос на нейролептики, антидепрессанты и транквилизаторы. Это данные по 11 сентября.
Продажи антидепрессантов, нейролептиков и транквилизаторов за последний месяц выросли на 15%, по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Об этом «Известиям» сообщили в аналитической компании DSM Group.

Спрос на успокоительные в этом году в целом выше, чем в предыдущие, добавили эксперты. По сравнению с 2021-м россияне стали покупать такие препараты в среднем на 30% чаще. Всего же с начала года граждане запаслись успокоительными почти на 15 млрд рублей. Врачи советуют не увлекаться седативными средствами и принимать их только по назначению.

С 15 августа по 11 сентября 2022 граждане купили свыше 2,5 млн упаковок таких препаратов, потратив на это почти 1,5 млрд рублей. Об этом свидетельствуют данные компании DSM Group, подготовленной для «Известий».

Повышенный спрос на успокоительные и снотворные препараты, а также на антидепрессанты наблюдается с конца февраля, отметила в беседе с «Известиями» директор СРО «Ассоциация независимых аптек», глава альянса фармацевтических ассоциаций Виктория Преснякова.

— Это связано с общим тревожным фоном, вызванным геополитической и экономической ситуацией. Люди приобретают не только безрецептурные, но и рецептурные препараты. Врачи отмечают, что очень много пациентов обращаются к ним с подобными недугами впервые. Сезонность тоже играет большую роль. Традиционно весной и осенью спрос на эти группы препаратов увеличивается, — объяснила она.
При этом дефицита успокоительных средств в аптеках нет, добавила эксперт. Открыть/Комментировать

2022-09-26 20:20:00 ​​Разработан метод лечения рака костей с помощью лазера

Ученые из Калифорнийского технологического института создали метод лечения рака костей с помощью лазера. Выводы работы описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Biomedical Engineering.

Основная цель любого антиракового лечения — в удалении всей опухолевой ткани, сохраняя при этом как можно больше здоровых участков вокруг. Однако часто бывает сложно провести черту между больными и нормальными клетками, а хирурги из соображений осторожности удаляют слишком много.

Новая разработка позволяет медикам проводить операции до десяти раз точнее, что дает возможность сохранить в тысячу раз больше здоровых тканей. Она позволяет визуализировать процесс благодаря ультрафиолетовой фотоакустической микроскопии с 3D-сканированием в реальном времени (UV-PAM). Технология занимает всего несколько минут, за это время врач может отличить здоровую кость от раковой. В итоге хирургам предоставляется изображение отсканированной кости, которое выглядит так же, как созданные с помощью традиционной биопсии.

В сентябре специалисты из США совместно с коллегами из Канады представили новый перспективный метод лечения онкологических заболеваний, основанный на фотодинамической терапии. Открыть/Комментировать

2022-09-25 14:20:00 ​​На фармацевтический рынок вышел новый препарат Skysona (Скайсона) от компании Bluebird (США) стоимостью около трёх миллионов долларов.

Он предназначен для лечения центральной адренолейкодистрофии у детей — редкого генетического заболевания, для которого характерна потеря способности расщеплять длинные цепи жирных кислот, что приводит к ряду неврологических патологий и ранней смерти возрасте пяти-десяти лет.

Ссылка на статью Открыть/Комментировать

2022-09-21 16:20:00 ​​Важное отличие сна от бодрствования ведёт к пониманию сознательного внимания

Новое открытие специалистов из Тель-Авивского университета может дать ключ к научной загадке: как бодрствующий мозг преобразует поступающую извне информацию в сознательный опыт?

Новаторское исследование основывалось на данных, собранных с электродов, имплантированных глубоко в мозг человека. По понятным причинам электроды не могут быть имплантированы в мозг живых людей только ради научных исследований, но в данном случае такая процедура проводилась с целью исследования мозга пациентов с эпилепсией для диагностики и лечения этого заболевания. Заодно пациенты согласились помочь изучить то, как мозг реагирует на звуки при бодрствовании и во сне.

Исследователи разместили динамики, издававшие различные звуки, у постели пациента и сравнили нейронную активность и электрические волны в разных областях мозга во время бодрствования и на разных стадиях сна, с разрешением вплоть до уровня отдельных нейронов. Информация собиралась в течение 8 лет.

Учёные удивились, обнаружив, что реакция мозга на звук остаётся сильной во время сна по всем параметрам, кроме одного: уровня альфа-бета-волн, связанных с вниманием к звуковому сигналу и его последующей обработкой. Мощность этих волн, обычно подавляемая при бодрствовании, не снижалась в ответ на звуки — щелчки, слова, музыку. Это означает, что во время сна мозг анализирует поступающий звук, но не может сфокусироваться на нем.

Доктор Ханна Хаят (Hanna Hayat), одна из авторов исследования, говорит: «После того как звуки поступают в ухо, сигналы передаются от одной области к другой внутри мозга. До недавнего времени считалось, что во время сна эти сигналы быстро затухают, достигнув коры головного мозга. Однако реакция мозга во время сна оказалась сильной и богатой, распространяясь на многие области коры».

Исследователи объясняют, что альфа-бета-волны (10—30 Гц) связаны с процессами внимания и ожидания: когда в ухо поступает определённый звук, мозг определяет, является ли звук новым или знакомым и заслуживает ли внимания. Такого рода активность мозга проявляется в подавлении альфа-бета-волн, и действительно, предыдущие исследования показали высокий уровень этих волн в состояниях покоя и наркоза. Поэтому низкий уровень альфа-бета-волн в ответ на звук может свидетельствовать о том, что человек, считающийся бессознательным, на самом деле может воспринимать и понимать слова, которые звучат вокруг него.

Профессор Юваль Нир (Yuval Nir), ведущий автор исследования, резюмирует: «Наши открытия имеют далеко идущие последствия, выходящие за рамки этого конкретного эксперимента. Они дают важный ключ к древней загадке: в чём секрет сознания? Что позволяет нам осознавать, что происходит вокруг нас, когда мы бодрствуем, и что исчезает, когда мы спим?»

Иллюстрация:

a) слева — глубинные электроды (6—12 штук на человека), имплантируемые пациентам с эпилепсией для клинического мониторинга, каждый состоит из восьми полуторамиллиметровых контактов, расположенных вдоль стержня, и восьми сорокананометровых проводов, выходящих из дистального конца стержня. Справа — два репрезентативных предимплантационных магнитно-резонансных изображения, совмещённых с постимплантационной компьютерной томографией тех же людей (использовались для локализации сигналов, получаемых с имплантов).

b) Топографическое отображение (плоская карта) всех участков коры головного мозга, где была зарегистрирована нейронная активность (каждый кружок обозначает один макроэлектрод или пучок микропроводов), а также вероятность наблюдения слуховой реакции в состоянии бодрствования (количество ответов / количество воспроизведённых стимулов, цветная полоса справа). LH — левое полушарие, RH — правое полушарие. Открыть/Комментировать

2022-09-18 22:22:00 ​​Биоинженеры научились печатать на 3D-принтере идеальную говядину

Компания Steakholder Foods, которая выросла из израильского стартапа MeaTech 3D, анонсировала публичную дегустацию синтетической говядины вагю на конец текущего года.

Сообщается, что им удалось изготовить аналог сорта «омакасэ», который превосходит оригинал по всем параметрам. Но главное – такое синтетическое мясо является мясом на самом деле, а его свойства можно варьировать под любые запросы.В основе технологии лежит создание «биочернил» – полужидкого материала, которым можно заправить 3D-принтер, чтобы напечатать нужную конструкцию. Биочернила состоят из фрагментов мышц и жировых клеток, выращенных из стволовых клеток животного. То есть это полноценная говядина, изначально разделенная на компоненты для удобства использования при трехмерной печати.

В Steakholder Foods говорят, что могут не только воспроизвести характерный мраморный узор вагю, но и сделать мясо еще лучше. Например, добиться идеального распределения мяса и жира в каждом кусочке. Или, напротив, повысить питательную ценность мяса, сделать его более красивым, адаптировать внешний вид для создания нового блюда. Вместо того чтобы искать в туше коровы подходящий кусок, повар будущего будет задавать программу для 3D-принтера и сразу получать искомое.

Минусом технологии является отсутствие сведений о себестоимости такого синтетического мяса, данные закрыты. Известно лишь, что Steakholder Foods планирует продавать его по цене не ниже, чем настоящая говядина вагю, а потому об эффективной конкуренции говорить не приходится. С другой стороны, выращивание полноценного мяса в лаборатории может стать альтернативой животноводству в условиях меняющегося климата. Открыть/Комментировать

2022-09-16 16:20:00 ​​Ученые МГУ научились контролировать активность генов с помощью вирусного фермента

Ученые предложили новую молекулярную систему для управления активностью генов. В ее основе лежит искусственно сконструированный комплекс на базе вирусного фермента, способный присоединяться к определенной последовательности гена-мишени и тем самым его активировать. Разработка поможет усовершенствовать метод генной терапии, который перспективен для лечения многих наследственных заболеваний, таких как гемофилия и иммунодефициты, а также будет полезной для проведения фундаментальных исследований и биотехнологического производства рекомбинантных белков.

Во всех живых клетках гены работают с разной интенсивностью: одни очень активны и обеспечивают продукцию большого количества нужного организму белка, а другие могут долгое время «молчать». Своевременное и точное включение нужных генов и поддержание их активности позволяет организму правильно развиваться и функционировать. При этом, управляя их активностью, можно изучать механизмы развития генетических заболеваний. Кроме того, контроль за работой генов позволит увеличить точность систем редактирования генома и эффективность ряда генотерапевтических препаратов. Однако существующие на сегодняшний день системы направленной активации нужных генов несовершенны: их трудно доставлять в клетки из-за большого размера, а также они не всегда специфичны, то есть активируют помимо гена-мишени еще несколько других.

Ученые из МГУ предложили новую компактную молекулярную систему, способную работать как искусственный белок-транскрипционный фактор и активировать только нужные гены. За основу ученые взяли вирусный фермент Cre-рекомбиназу, которая в норме разрезает молекулу ДНК строго в определенном месте, таким образом участвуя в процессе размножения вируса. При этом фермент находит место, в которое нужно внести разрыв, по последовательности букв-нуклеотидов в ДНК. Обнаружив этот «пароль», рекомбиназа связывается с молекулой ДНК.

В данной работе авторы использовали неактивную Cre-рекомбиназу, которая была неспособна разрезать ДНК, но при этом точно находила нужный для ее посадки сайт и связывалась с ним. К рекомбиназе биологи присоединили фрагмент транскрипционного фактора, задача которого состояла в активации генов. В результате рекомбиназа доставляла активатор строго в нужные участки ДНК, а именно на искусственные промоторы — посадочные места для регуляторных белков. Специфичность рекомбиназы обеспечила высокую точность и всей предложенной системы.

Ученые проверили предложенный метод на опухолевых клетках почечного эпителия человека, активировав с его помощью искусственно внесенный ген зеленого флуоресцентного белка, а также несколько других генов, в том числе кодирующий фактор роста, а также систему редактирования генома CRISPR/Cas9. Последний ген был выбран для того, чтобы проверить, можно ли использовать предложенную систему в генной терапии как способ повышения эффективности и специфичности CRISPR/Cas9.

Через двое суток светимость опухолевых клеток увеличилась до двадцати раз, и это доказало, что ген флуоресцентного белка успешно активировался. Кроме того, авторы подтвердили, что количество РНК, считанной с остальных исследованных последовательностей, возросло до 800 раз. Это подтвердило, что данная разработка может использоваться для активации самых разных генов при решении задач генной терапии, регенеративной медицины, биотехнологического производства и фундаментальных исследований. Открыть/Комментировать

2022-09-15 22:22:00 ​​Генная терапия впервые помогла исправить врожденный дальтонизм

Монохромазия — полное отсутствие цветовосприятия, абсолютно нормальное для некоторых видов животных, например китообразных и некоторых ластоногих. У человека это паталогическое состояние, которое называется ахроматопсией, цветовой слепотой либо полным дальтонизмом. Оно вызвано мутацией одного или нескольких генов, кодирующих белки колбочек — один из двух типов фоторецепторов сетчатки. Поскольку колбочки отвечают за цветовое зрение, люди с ахроматопсией воспринимают цвет любой волны как серый и различают только его яркость. Кроме того, у них плохое зрение, они страдают от светобоязни и нистагма — непроизвольных колебательных движений глазных яблок.

При ахроматопсии колбочки не посылают сигналы в мозг, однако могут присутствовать на сетчатке. Ученые из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) нашли способ активировать эти спящие клетки, чтобы частично восстановить цветовое восприятие пациентам с полным дальтонизмом. Предварительные результаты исследования опубликованы в журнале Brain (Farahbakhsh et al., A demonstration of cone function plasticity after gene therapy in achromatopsia).

Для эксперимента выбрали четырех подростков с ахроматопсией в возрасте от 10 до 15 лет. Детский мозг отличается большей нейропластичностью, чем взрослый, поскольку в раннем возрасте нейронные связи развиваются более активно. Генная терапия включала введение аденоассоциированных вирусных векторов, экспрессирующих гены CNGA3 или CNGB3, связанные с цветовой слепотой. Именно в этих генах у четырех пациентов выявили мутации. Лечение проводили только на одном глазу, чтобы ученые могли в полной мере оценить результат.

Исследователи использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для отделения новых сигналов мозга, появившихся после лечения, от уже существовавших сигналов. Это позволило точно зафиксировать все изменения в зрительной функции. В экспериментах задействовали пары источников света для выборочной стимуляции колбочек или палочек. Результаты сравнивали с тестами, в которых приняли участие пациенты с ахроматопсией и здоровые добровольцы.

Спустя 6-14 месяцев после лечения у двух из четырех детей зафиксировали сигналы, которые колбочки пролеченного глаза посылали в мозг. Показатели фМРТ у них теперь напоминали показатели участников исследования с нормальным зрением. Испытуемые также прошли психофизический тест, который оценивал их способность различать уровни контраста. У тех же двух детей наблюдалось заметное улучшение зрения.

Пока исследователи не могут подтвердить, что лечение двух других участников было неэффективным — возможно, результат проявится позже. Кроме того, исследование продемонстрировало беспрецедентную пластичность нейронов детского мозга: это дает надежду на то, что генная терапия может активировать зрительные функции и нейронные пути, бездействовавшие годами. Открыть/Комментировать