Znajdź zawartość

Naukowcy udowodnili, że możliwe jest przesyłanie impulsów z mózgu bezpośrednio do kończyn, z pominięciem kręgosłupa. To nadzieja dla osób, które po urazach kręgosłupa nie są w stanie poruszać kończynami. Uczeni z University of Washington użyli swojego "interfejsu mózgowo-maszynowego" na tymczasowo sparaliżowanej małpie. Urządzenie, wielkości telefonu komórkowego, interpretuje sygnały z mózgu i zamienia je na sygnały elektryczne, pobudzające mięśnie rąk. Wykazano, że po założeniu blokady na kręgosłup zwierzęcia i wykonaniu połączenia pomiędzy mózgiem a ramionami, małpa była w stanie kurczyć mięśnie. To pierwszy krok w kierunku bardziej skomplikowanych ruchów, jak chwytanie kubka czy naciskanie guzika. Główny autor badań, doktor Chet Moritz, uważa że uda się tak przystosować jego urządzenie, by w przyszłości sparaliżowani odzyskali władzę w kończynach. Przy okazji odkryto, że małpy są w stanie nauczyć każdą z komórek nerwowych kory motorycznej by zawiadowała ruchem mięśni. Nie muszą być to te komórki, które zwykle za to odpowiadają. Minie prawdopodobnie kilkadziesiąt lat, zanim podobne techniki trafią do powszechnego użytku. Urządzenie zostało przetestowane na zwierzęciu, które w rzeczywistości nie miało uszkodzonego kręgosłupa. Nie wiadomo też, czy sprawdzi się ono u człowieka. Ponadto działa ono tylko w jedną stronę, od mózgu do kończyny. Do prawidłowego ruchu konieczna jest informacja zwrotna do mózgu.

W jaki sposób poruszały się w wodzie prehistoryczne walenie? Czy służył do tego ogon, czy kończyny? Do niedawna, z braku dostępu do skamieniałości, odpowiedź na to pytanie była trudna. Wygląda jednak na to, że naukowcy przybliżyli nas do rozwiązania tej zagadki. Odkrycia dokonał zespół prowadzony przez dr. Marka D. Uhena, paleontologa pracującego dla Uniwersytetu Alabama. Naukowcy odnaleźli wyjątkowo dobrze zachowane szczątki pradawnego walenia na terenach należących do stanów Alabama i Mississippi. Dotychczasowe badania sugerowały, że pierwsi przedstawiciele tych morskich zwierząt poruszali się dość niezgrabnie wiosłując wszystkimi czterema kończynami, zachowując przy tym zdolność życia na lądzie. Wiadomo było także, że niektóre żyjące znacznie później walenie miały płetwy ogonowe, lecz nie było jasne, jak wyglądały kolejne etapy ich przeobrażenia do ich dzisiejszej formy. Teraz, dzięki badaniom amerykańskiego paleontologa, posiadamy potrzebną wiedzę. Najlepiej zachowanym (i przez to najważniejszym) wykopaliskiem odnalezionym przez dr. Uhena jest szkielet przedstawiciela wymarłego już gatunku Georgiacetus vogtlensis. Zwierzęta te były znane wcześniej i wiadomo było, że posiadały cztery w pełni wykształcone kończyny (w tym potężnie zbudowane tylne), lecz nie było jasne, czy były one samodzielnym organem "napędowym", czy też równolegle z nimi zwierzę używało płetwy ogonowej. Szkielety odkryte na terenie Alabamy i Mississippi są pierwszymi odkrytymi okazami zawierającymi nieznane dotąd kości ogona. Ich analiza wykazuje, że waleń nie posiadał szerokiej płetwy ogonowej, co oznacza, że przedstawiciele tego rzedu ssaków poruszali się w wodzie dzięki ruchom potężnych nóg. Dopiero z czasem doszło do ich stopniowej degeneracji i przejęcia funkcji napędowej przez ogon. Co ciekawe, poruszanie w wodzie było najprawdopodobniej możliwe dzięki ruchom bioder z lewa na prawo i odwrotnie, nie zaś w płaszczyźnie pionowej, jak ma to miejsce u dzisiejszych waleni. Dodatkowych informacji o odkryciu dostarcza czasopismo Journal of Vertebrate Paleontology.

Spośród trzech miliardów par zasad budujących nasze DNA zaledwie około dwóch procent wchodzi w skład genów. Reszta, zwana niekiedy "śmieciowym DNA", wciąż stanowi dla naukowców wielką zagadkę. Naukowcy z Uniwersytetu Yale informują, że fragmenty tych pozornie nieuporządkowanych sekwencji mogły umożliwić ludziom opanować dwie ważne umiejętności: używanie narzędzi oraz utrzymanie pionowej postawy ciała. Odkrycie jest efektem analiz porównawczych genomu człowieka oraz dwóch gatunków małp: makaków i szympansów. Odnaleziono dzięki nim fragmenty DNA, które najprawdopodobniej odpowiadają za aktywację genów związanych z wytworzeniem silnego, przeciwstawnego kciuka oraz powiększonego palucha (największego z palców stopy) u ludzi. Przeniesienie tych sekwencji do genomu myszy powodowało, że ich zarodki wykazywały zmienioną ekspresję genów właśnie w obrębie wspomnianych palców. Dr James Noonan, jeden z autorów odkrycia, ocenia: nasze badanie identyfikuje czynnik genetyczny mający potencjalnie wpływ na fundamentalne różnice morfologiczne pomiędzy ludźmi i małpami. Rzeczywiście, analizy dokonane przez badaczy z Uniwersytetu Yale są pierwszymi, które określają tak precyzyjnie sekwencje odpowiedzialne za charakterystyczne kształt naszych dłoni. Jest to kolejny przykład potwierdzający tezę, że nadanie pozagenowym sekwencjom DNA określenia "śmieciowe" nie do końca oddaje ich rzeczywisty charakter. Wiele spośród sekwencji nienależących do genów jest silnie zachowanych w toku ewolucji. Odkrycie to doprowadziło do przypuszczeń, że muszą one być istotne dla organizmu - gdyby było inaczej, powinny (przynajmniej teoretycznie) podlegać istotnym zmianom w kolejnych pokoleniach wskutek mutacji. Okazuje się jednak, że liczne fragmenty "śmieciowego" DNA nie uległy praktycznie żadnym zmianom od momentu rozdzielenia się linii rozwojowej ptaków i ludzi. Postulowano w związku z tym, że odgrywają one istotną rolę w regulacji procesów rozwoju i aktywności licznych genów. Genetycy z Uniwersytetu Yale przeanalizowali szczególnie dokładnie sekwencję opisaną jako HACNS1. Jest ona silnie zachowana u niemal wszystkich kręgowców, lecz uległa aż szesnastu punktowym mutacjom od momentu rozejścia się linii rozwojowych ludzi i szympansów. Badacze przenieśli ludzką wersję HACNS1 do genomu myszy i rozpoczęli analizę rozwoju zarodków. Efekt przerósł oczekiwania naukowców - okazało się, że niewielka zmiana w pozagenowym DNA doprowadziła do istotnych zmian w ekspresji genów. Na podstawie eksperymentu zasugerowano, że analizowana sekwencja odpowiada najprawdopodobniej za charakterystyczną budowę ludzkich stóp, nadgarstków i dłoni. Pomimo sukcesu dr Noonan jest ostrożny. Zaznacza, że nie przeprowadzono pełnych badań i nie sprawdzono, czy zmiana aktywności genów rzeczywiście doprowadziłaby do rozwoju kończyn o "ludzkiej" budowie. Podkreśla przy tym, że długoterminowym celem jest odnalezienie możliwie wielu sekwencji podobnych do tej i zastosowanie myszy do oceny ich wpływu na ewolucję rozwoju człowieka.