Znajdź zawartość

Po raz pierwszy w historii całkowicie sparaliżowany człowiek, cierpiący na zespół zamknięcia, mógł komunikować się całymi zdaniami, używając w tym celu urządzenia rejestrującego aktywność mózgu. Dotychczas interfejsy mózg-komputer pozwalały częściowo sparaliżowanym osobom na kontrolowanie protez lub wybieranie prostych odpowiedzi „tak” lub „nie”. Tym razem mamy do czynienia z zupełnie nowym poziomem możliwości komunikacyjnych. W sierpniu 2015 roku u mieszkającego w Niemczech 30-latka zdiagnozowano stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Przed końcem roku nie mógł już chodzić i mówić, a od lipca 2016 roku maszyna pomaga mu oddychać. W sierpniu 2016 roku zaczął używać do komunikacji urządzenia śledzącego ruchy gałek ocznych, dzięki czemu mógł wybierać litery na ekranie. Jednak w ciągu roku jego stan pogorszył się do tego stopnia, że nie był w stanie skupić wzroku. Stopniowo zaczął też tracić w ogóle zdolność do poruszania oczami. Gdy jeszcze ją posiadał, wyraził zgodę na zaimplementowanie w mózgu dwóch niewielkich matryc elektrod, z których każda ma 1,5 milimetra długości. Elektrody wszczepiono w marcu 2019 roku w korze mózgowej. Było to możliwe dzięki współpracy z Nielsem Birbaumerem z Uniwersytetu w Tybindze i Ujwalem Chaudharym z ALS Voice gGmbH, niedochodowej organizacji, która pomaga osobom nie będącym w stanie się komunikować. Po wszczepieniu elektrod mężczyznę proszono, by wyobrażał sobie wykonywanie fizycznych ruchów. Taka metoda działa w wielu przypadkach kontrolowania protez i egzoszkieletów za pomocą myśli. Jednak prowadzone przez 12 tygodni próby spaliły na panewce. Specjaliści postanowili więc spróbować techniki neurotreningu. Neurotrening polega na prezentowaniu pacjentowi jego własnej aktywności mózgu w czasie rzeczywistym. W tym przypadku, gdy elektrody rejestrowały zwiększoną aktywność, komputer odgrywał dźwięk o rosnącej wysokości. Gdy aktywność spadała, zmniejszała się też częstotliwość dźwięku. W ciągu dwóch dni nauczył się samodzielnie zwiększać i zmniejszać częstotliwość odtwarzanego dźwięku. To było niesamowite, mówi Chaudhary. W końcu mężczyzna nauczył się kontrolować aktywność mózgu tak, że za pomocą rosnącego dźwięku komunikował wyraz „tak”, a za pomocą zmniejszającej się częstotliwości – „nie”. Po tym sukcesie specjaliści poszli o krok dalej. Wykorzystali pomysł, na który wpadła rodzina pacjenta po tym, gdy nie mógł skupić wzroku. Pokazywali mu wówczas na kartkach różnego koloru grupy liter, z których należało wybierać poszczególne litery, a z nich składano zdanie. Zastosowana obecnie metoda polegała na tym, że mężczyzna słyszał nazwę koloru, wiedział jakie litery są spisane na tle o takim kolorze i albo potwierdzał, albo zaprzeczał, że chce skorzystać z tego właśnie zestawu. W ten sposób zaczął komunikować się pełnymi zdaniami, a jedno z pierwszych zdań, jakie ułożył brzmiało: Chłopaki, to jest bardzo proste. Komunikacja jest powolna. Wybranie jednej litery trwa około minutę. Jednak jakość życia mężczyzny uległa dzięki temu znaczącej poprawie. Jest w stanie poprosić o konkretne posiłki, pomasowanie stóp, chciał obejrzeć film z synem. Chaudhary, który regularnie odwiedza mężczyznę, mówi, że często ostatnią rzeczą, o którą prosi chory, jest piwo. Naukowiec mówi, że przydatne byłoby stworzenie listy najczęściej używanych słów, by komputer mógł uzupełniać zdania. Istnieje wiele sposobów, by przyspieszyć komunikację, stwierdza. Obecnie nie wiadomo, jak długo elektrody mogą pozostawać w mózgu mężczyzny. Znamy jednak przypadki osób, u których działają one już przez 5 lat. specjaliści zauważają, że dla pacjenta z syndromem zamknięcia każdy dzień, w którym może się komunikować z otoczeniem, jest niezwykle ważny. Sądzą też, że tego typu technologie mogą być standardowo stosowane w ciągu najbliższych 10–15 lat. Dla kogoś, kto absolutnie nie ma możliwości komunikacji z otoczeniem, możliwość nawet prostego stwierdzenia „tak” lub „nie” może zmienić życie, mówi Kianoush Nazaropur z Uniwersytetu w Edynburgu. Otwartym pozostaje jednak pytanie, jak wiele osób z ALS będzie mogło skorzystać z takich technologii. W około 95% przypadków tej choroby dochodzi też do degeneracji kory ruchowej. U niemieckiego pacjenta czasem pojawiają się problemy komunikacyjne. Bywają nawet miesięczne okresy, że komunikuje się wyłącznie za pomocą „tak” lub „nie". Nie wiadomo, dlaczego tak się dzieje. Przyczyn może być wiele. Być może organizm rozpoznał w elektrodach ciało obce i próbuje je zwalczać zakłócając komunikację. To mogą być powody psychologiczne, technologiczne, problemy z elektrodami, mówi Birbaumer. Wyniki eksperymentu opisano na łamach Nature Communications. « powrót do artykułu

Anna Tomańska, studentka Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (UPWr), bada komunikację pszczół. Chce sprawdzić, jakie dźwięki wydają, gdy są zadowolone, zaniepokojone czy chore. Interesuje się też wykorzystaniem nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów. Jej wnioski mogą być bardzo przydatne dla pszczelarzy. Tomańska interesuje się pszczelarstwem od 2 lat. Sporo zawdzięcza w tym zakresie opiekunowi projektu, prof. UPWr, dr. hab. Pawłowi Chorbińskiemu. Pan profesor to autorytet w dziedzinie pszczelarstwa i potrafi skutecznie zarażać swoją pasją – podkreśla studentka. Już wcześniej interesowałam się bioakustyką. Wspólnie z inżynierem dźwięku i producentem radiowym z Wielkiej Brytanii Philipem Millem napisaliśmy artykuł o nagrywaniu dźwięków przyrody i technologiach. To wtedy, w naszych rozmowach, po raz pierwszy pojawił się temat pszczół. Pomyślałam, że dźwięki z wnętrza ula mogą być nie tylko fascynujące, ale niezwykle ciekawe pod kątem testowania nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów. Gdy o pomyśle dowiedział się prof. Chorbiński, namówił Tomańską, by zgłosiła się do programu stypendialnego "Magistrant wdrożeniowy na UPWr". Studentka wykorzystała drewniane ule wielkopolskie. Wygłuszyła je za pomocą pianki akustycznej, a następnie zainstalowała elektronikę (czujniki ciepła i wilgotności). Ule znajdują się w powstającej właśnie nowoczesnej pasiece w Górach Sowich. Tomańska przez kilka miesięcy nagrywała dźwięki z ula, a także rejestrowała zmiany temperatury i wilgotności. Pszczoły nie tylko bzyczą, w ulu słychać też np. ich tupanie oraz komunikację. Ta ostatnia jest fascynująca, dlatego chcemy sprawdzić, czym będzie różnić się, kiedy np. w ulu będzie matka z mniejszą/większą liczbą robotnic, sama matka albo dwie matki. Chcemy wyselekcjonować dźwięki, jakie wydają spokojne pszczoły, od tych, które słychać, gdy są zaniepokojone - tłumaczy studentka. Podobnie z temperaturą: w jakich sytuacjach spada, a kiedy rośnie. Analiza i wnioski z tych badań z pewnością pomogą pszczelarzom. Będą mogli na odległość, za pomocą elektroniki, zapobiegać niebezpiecznym sytuacjom w pasiece - dodaje. Kilkunastominutowego audioeseju o pszczołach miodnych, który powstał w ramach projektu "Magistrant wdrożeniowy", można wysłuchać dzięki Radiu Warroza.   Owocem współpracy Tomańskiej i Milla jest ebook "Bioakustyka". Jak podkreślono w opisie książki, jest to krótki przewodnik, który pomoże Ci postawić pierwsze kroki w nagrywaniu przyrody. W listopadzie zeszłego roku w paśmie gościnnym Radia Kapitał zadebiutowała też ich audycja o Borach Tucholskich. « powrót do artykułu

Pojazdy kosmiczne i urządzenia znajdujące się poza Księżycem są uzależnione od komunikacji z Ziemią, dzięki której znają swoją pozycję. Przed 2 laty NASA wysłała w przestrzeń kosmiczną Deep Space Atomic Clock, dzięki któremu oddalone od Ziemi pojazdy i urządzenia mają zyskać więcej autonomii. Agencja poinformowała właśnie o ustanowieniu nowego rekordu długotrwałej stabilności zegara atomowego. W celu wyliczenia trajektorii oddalonych od Ziemi pojazdów wykorzystuje się sygnały, wysyłane z Ziemi do pojazdu i odbierane ponownie na Ziemi. Używane są przy tym duże, wielkości lodówki, zegary atomowe na Ziemi, precyzyjnie rejestrujące czasy przybycia sygnałów. Jest to niezbędne do precyzyjnego określenia położenia pojazdu. Jednak dla robota pracującego np. a Marsie czy pojazdu podróżującego w znacznej odległości od Ziemi, konieczność oczekiwania na nadejście sygnału powoduje kumulujące się opóźnienia w pracy, które mogą łącznie trwać nawet wiele godzin. Jeśli takie pojazdy czy urządzenia posiadałyby własne zegary atomowe, mogłyby samodzielnie obliczać swoją pozycję i trajektorię. Jednak zegary takie musiałyby być bardzo stabilne. Przykładem niech będą satelity GPS. Każdy z nich jest wyposażony w zegar atomowy, jednak zegary te muszą być wielokrotnie w ciągu dnia korygowane, by zachowały odpowiednią stabilność. Wszystkie zegary atomowe mają pewien stopień niestabilności, co prowadzi do odchylenia wskazań od rzeczywistego upływu czasu. Jeśli odchylenia te nie będą korygowane, zaczną się nawarstwiać, co może mieć opłakane skutki dla urządzenia nawigującego w przestrzeni kosmicznej czy pracującego na odległej planecie. Jednym z celów misji Deep Space Atomic Clock jest badanie stabilności zegara atomowego w coraz dłuższych odcinkach czasu. NASA poinformowała właśnie, że udało się jej osiągnąć stabilność rzędu poniżej 4 nanosekund na ponad 20 dni. To oznacza, że w tym czasie odchylenie wskazań pokładowego zegara atomowego od czasu rzeczywistego było nie większe niż wspomniane 4 nanosekundy. Pozornie te 4 nanosekundy to niewiele, jednak, jak mówi Eric Burt, pracujący przy misji Deep Space Atomic Clock, fizyk specjalizujący się w zegarach atomowych, przyjmuje się, że niepewność rzędu 1 nanosekundy równa się niepewności rzędu 1 stopy, czyli ok. 30 centymetrów. Niektóre zegary systemu GPS muszą być aktualizowane kilkanaście razy na dobę, by zachować odpowiedni poziom stabilności. To oznacza, że GPS jest wysoce zależny od komunikacji z Ziemią. Deep Space Atomic Clock może być aktualizowany raz na tydzień lub rzadziej, co dawałoby takim urządzeniom jak GPS więcej autonomii, dodaje Burt. Amerykanie robią więc szybkie postępy. Jeszcze jesienią 2020 roku stabilność ich eksperymentalnego zegara była 5-krotnie mniejsza niż obecnie. Ta różnica wynika nie tylko z udoskonalenia samego zegara, ale również z udoskonalenia metod pomiarów jego stabilności, co było możliwe dzięki zebraniu przez ostatnie miesiące dodatkowych danych. Misja Deep Space Atomic Clock ma zakończyć się w sierpniu. NASA już jednak pracuje nad udoskonalonym Deep Space Atomic Clock-2, który zostanie dołączony do misji VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). Podobnie jak jego poprzednik, będzie to misja demonstracyjna, której celem będzie zwiększenie możliwości urządzenia i opracowanie nieistniejących obecnie rozwiązań sprzętowych i programowych. W czasie misji VERITAS zegar będzie mógł pokazać, na co go stać i sprawdzimy jego potencjalną przydatność podczas przyszłych misji kosmicznych, zarówno w czasie badań naukowych jak i nawigacji, stwierdził Todd Ely, główny naukowiec Deep Space Atomic Clock. « powrót do artykułu

Zwierzęta, które nigdy nie były udomowione, celowo komunikują się z ludźmi. Dotychczas uważano, że tylko zwierzęta udomowione potrafią celowo przekazywać nam informację. Badania przeprowadzone na kangurach, gatunku, który nigdy nie został udomowiony, pokazują, że również całkowicie dzikie gatunki są zdolne do komunikacji z człowiekiem. Naukowcy z University of Roehampton i University of Sydneyy prowadzili badania na 11 kangurach w trzech lokalizacjach: Australian Reptile Park, Wildlife Sydney Zoo oraz Kangaroo Protection Co-Operative. Okazało się, że kangury wpatrują się w człowieka, gdy nie mogą dostać się do żywności zamkniętej w pudełku. Zamiast próbować otworzyć pudełko usiłują nakłonić ludzi, by za nie to zrobili. Dziesięć z 11 badanych kangurów wpatrywało się w osobę, która włożyła żywność do pudełka, a 9 z nich wykazywało jeszcze większe zdolności komunikacji, patrząc raz na człowieka, a raz na pudełko. Najnowsze badania to część większego projektu, którego celem było sprawdzenie, czy intencjonalna komunikacja zwierząt z ludźmi ogranicza się tylko do gatunków udomowionych. Wcześniejsze eksperymenty dowiodły, że np. kozy rozumieją wskazówki dawane przez człowieka, w tym pokazywanie ręką, co pozwala im zebrać informacje na temat otoczenia. Kangury, podobnie jak psy czy kozy, są zwierzętami społecznymi, mogą być więc zdolne do zmiany swojego zachowania, by móc komunikować się z ludźmi. Nasze badania wykazały, że zwierzęta mogą się nauczyć komunikacji z innym gatunkiem i że zachowanie polegające na wpatrywaniu się w człowieka, by dostać pożywienie, nie jest ograniczone do gatunków udomowionych. Kangury wykazują bardzo podobne wzorce zachowań do psów, koni czy kóz, mówi główny autor badań, doktor Alan McElligott. Widzimy, że potencjał intencjonalnej komunikacji zwierząt z człowiekiem był dotychczas niedoceniany. Możemy na tym polu dokonać znaczącego postępu. Kangury są pierwszymi torbaczami, które w ten sposób zostały zbadane, a uzyskane przez nas wyniki powinni zachęcić innych do wyjścia z tego typu badaniami poza udomowione gatunki, dodaje. Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach Biology Letters. « powrót do artykułu

Naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie odkryli, że komórki nowotworowe wykorzystują egzosomy, by komunikować się ze sobą za pośrednictwem krwiobiegu. To było duże zaskoczenie. Nie spodziewaliśmy się znaleźć w egzosomach takiej ilości markerów komórek czerniaka - podkreśla prof. Hubert Girault. Szwajcarski zespół dokonał odkrycia niemal przypadkowo. Ustalenia, które opisano na łamach periodyku Chem, dają cenny wgląd w to, jak komórki nowotworowe komunikują się ze sobą i wysyłają sobie informacje w organizmie. Akademicy wyjaśniają, że wszystkie komórki uwalniają egzosomy, które są mikroskopijnymi sferami o średnicy poniżej 100 nanometrów. Przenoszą one "informacje" w postaci kwasów nukleinowych, białek i markerów. Pracując nad wyizolowaniem egzosomów komórek czerniaka, Yingdi Zhu posłużyła się hodowlą komórkową i spektrometrią masową MALDI-TOF MS. Była w stanie zidentyfikować w egzosomach markery komórek nowotworowych dla każdego etapu wzrostu czerniaka. O ile zdrowe komórki produkują zazwyczaj mało egzosomów, o tyle komórki nowotworowe wytwarzają ich o wiele więcej. Dotąd sądzono jednak, że są one tak "rozcieńczone" we krwi, że trudno je będzie wykryć. Analizując ezgosomy pacjentów z czerniakiem, zaskoczeni naukowcy odkryli duże ilości markerów komórek nowotworowych. Prof. Girault uważa, że duża ilość markerów w egzosomach rodzi liczne pytania dot. sygnalizacji między komórkami nowotworowymi, zwłaszcza że wcześniej nie sądzono, że mogą się one komunikować na większe odległości. Ta komunikacja przygotowuje tkanki na metazję (przerzutowanie) i w ten sposób ułatwia rozprzestrzenianie komórek. Markery dają też pojęcie, jak bardzo guz jest rozwinięty. Naukowcy sugerują więc, że zamiast wykonywać biopsję, w przyszłości można by przeprowadzać test z krwi, który zapewniałby dane nt. obecności guza i stopnia jego zaawansowania, a nawet pozwalałby przewidywać reakcje na terapię. « powrót do artykułu

Biruangi malajskie (Helarctos malayanus), najmniejsze niedźwiedzie świata, umieją precyzyjnie naśladować mimikę pyska innego niedźwiedzia. Jak widać, taka forma komunikacji nie jest domeną wyłącznie naczelnych. Autorzy publikacji z pisma Scientific Reports podkreślają, że to pierwsza sytuacja, gdy tak dokładną mimikrę wyrazu "twarzy" zaobserwowano u jakiegoś gatunku poza ludźmi i gorylami. Dr Marina Davila-Ross i doktorant Derry Taylor z Uniwersytetu w Portsmouth obserwowali biruangi malajskie przez 2 lata. Okazało się, że niedźwiedzie wykorzystują wyraz pyska, by komunikować się z innymi osobnikami w sposób zbliżony do ludzi i małp. To silna wskazówka, że inne ssaki również mogą być mistrzami tej złożonej umiejętności społecznej. Precyzyjne odtwarzanie mimiki innych to jeden z filarów ludzkiej komunikacji. Pozostałe naczelne i psy także naśladują się wzajemnie, ale jak dotąd wykazano, że tylko człowiekowate i ludzie, a teraz niedźwiedzie malajskie, wykazują tak dużą złożoność mimikry twarzy. Ponieważ biruangi [...] nie są powiązane ewolucyjnie z ludźmi jak małpy ani nie zostały udomowione jak psy, jesteśmy pewni, że ta bardziej zaawansowana postać mimikry musi występować także u różnych innych gatunków. Kwestię tę trzeba jednak dopiero zbadać. Naukowcy dodają, że najbardziej zaskakujący w tym wszystkim jest fakt, że biruangi malajskie nie należą do zwierząt społecznych. Na wolności są raczej samotnikami, co sugeruje, że zdolność komunikowania za pomocą złożonych wyrazów pyska to u ssaków cecha powszechna, która pozwala nawigować w różnych warunkach społecznych. Brytyjczycy kodowali wyrazy pyska 22 biruangów malajskich w czasie spontanicznej zabawy. Zwierzęta w wieku 2-12 lat mieszkały w Borneańskim Centrum Ochrony Biruangów. Ich wybiegi były na tyle duże, że niedźwiedzie mogły wybierać, czy chcą z jakimś osobnikiem wchodzić w interakcję, czy nie. Mimo iż na wolności biruangi prowadzą samotniczy tryb życia, tutaj angażowały się w setki sesji zabawy. Zabaw o łagodnym przebiegu było ponad 2-krotnie więcej niż zabaw "szorstkich". Mimikra najczęściej występowała w czasie zabaw łagodnych. Naukowcy odnotowywali 2 wyrazy pyska: obejmujący i nieobejmujący pokazywania górnych siekaczy. Mimikra najczęściej występowała w czasie zabaw łagodnych. Taylor uważa, że tak drobiazgowa mimikra może pomagać niedźwiedziom w sygnalizowaniu, że są gotowe do bardziej brutalnej zabawy albo wzmocnić więzi społeczne. Dzikie biruangi są tajemnicze i ulotne, dlatego bardzo mało o nich wiadomo. Wiemy, że zamieszkują tropikalne lasy deszczowe, są niemal wszystkożerne i że poza sezonem rozrodczym dorosłe osobniki mają ze sobą niewiele wspólnego. To dlatego wyniki naszych badań są tak fascynujące - to niespołeczny gatunek, który podczas spotkania komunikuje się subtelnie i precyzyjnie. Liczebność biruangów malajskich spada w wyniku wylesienia i kłusownictwa. Niedźwiedzie te są także zabijane przez rolników pilnujących swoich upraw. Ginie coraz więcej świeżo upieczonych matek. Ich młode są zabierane do tzw. farm żółciowych; pęcherzyki żółciowe tych zwierząt są wykorzystywane w medycynie chińskiej. « powrót do artykułu

Picie kefiru może obniżać ciśnienie, sprzyjając komunikacji między mikrobiomem przewodu pokarmowego i mózgiem. Wcześniejsze badania wykazały, że nierównowaga mikroflory jelitowej może u niektórych wywoływać nadciśnienie. Z drugiej zaś strony probiotyki obniżają czasem ciśnienie (mechanizm tego zjawiska pozostawał jednak nieznany). By to wyjaśnić, zespół z Auburn University i Universidade Vila Velha badał 3 grupy szczurów. Jedna miała nadciśnienie i podawano jej kefir. Druga miała nadciśnienie, ale nie jadła kefiru, a trzecia (kontrolna) ani nie miała nadciśnienia, ani nie dostawała kefiru. Okazało się, że po 9 tygodniach, w porównaniu do zwierząt z 2. grupy, gryzonie z 1. grupy miały niższy poziom endotoksyn, niższe ciśnienie oraz lepiej funkcjonującą barierę jelitową. Oprócz tego suplementacja kefirem odtworzyła naturalną równowagę 4 rodzajów bakterii w przewodzie pokarmowym. Zaobserwowano też zmiany dot. enzymu niezbędnego dla układu nerwowego. Odkrycie to sugeruje, że układ nerwowy i pokarmowy współpracują, by zwalczyć nadciśnienie. « powrót do artykułu