Znajdź zawartość

Naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis wykazali, że wykorzystując białko Nmnat1, można zapobiec uszkodzeniom mózgu występującym u dzieci z porażeniem mózgowym (Proceedings of the National Academy of Sciences). Amerykanie zademonstrowali, że u nowo narodzonych myszy wysokie stężenia Nmnat1 znacznie zmniejszają uszkodzenia mózgu, do których dochodzi przy ograniczeniu przepływu krwi i niedotlenieniu. Członkowie zespołu mają nadzieję, że ich odkrycia przydadzą się nie tylko przy leczeniu porażenia mózgowego, ale i pacjentów po udarach czy z parkinsonizmem i alzheimeryzmem. W normalnych warunkach mózg może sobie poradzić z czasowym zaburzeniem dopływu krwi lub niedotlenieniem, ale gdy występują one łącznie przez dostatecznie długi czas, może dojść do długoterminowej niepełnosprawności, a nawet śmierci. Jeśli zastosujemy lek, który uruchomi ten sam ochronny szlak co Nmnat1, będzie się dało zapobiec uszkodzeniu mózgu w różnych chorobach, także neurodegeneracyjnych - tłumaczy dr David M. Holtzman. Akademicy nie wiedzą, na czym polega zabezpieczający wpływ Nmnat1, ale podejrzewają, że białko blokuje działanie neuroprzekaźnika kwasu glutaminowego. Uważają tak, bo uszkodzone lub pozbawione tlenu neurony wydzielają kwas glutaminowy, który może nadmiernie stymulować i zabijać sąsiednie komórki. Po raz pierwszy ochronny wpływ Nmnat1 zaobserwował przed 5 laty dr Jeff Milbrandt, który wykazał, że białko może zapobiegać uszkodzeniom nerwów obwodowych w kończynach. Dr Phillip Verghese z laboratorium Holtzmana postanowił potem sprawdzić, czy podobny efekt wystąpi także w mózgu. Ekipa z St. Louis porównywała skutki ograniczenia przepływu krwi i niedotlenienia u zwykłych myszy i gryzoni zmodyfikowanych genetycznie w taki sposób, by w ich organizmie powstawało więcej białka Nmnat1. Po 6 godzinach u zwierząt z nadmiarem Nmnat1 występowało znaczne ograniczenie uszkodzenia mózgu. Kiedy tydzień później naukowcy oceniali zakres atrofii mózgu, zauważyli, że u myszy z ponadprzeciętnym poziomem Nmnat1 występowało mniej uszkodzeń w kluczowych rejonach, takich jak hipokamp czy kora (ulegają one zniszczeniu w porażaniu mózgowym). Późniejsze badania za pomocą rezonansu magnetycznego zademonstrowały, że Nmnat1 może chronić jeszcze lepiej niż początkowo sądzono. Na skanach gryzoni z podwyższonym stężeniem Nmnat1 widać było bowiem niewiele albo nie widać było żadnych uszkodzeń mózgu. Holtzman wyjaśnia, że Nmnat1 zapobiega nekrozie - czyli gwałtownej śmierci komórek. Z podobnym mechanizmem mamy do czynienia podczas udaru niedokrwiennego. Umierające neurony zalewają swoje otoczenie kwasem glutaminowym, który uszkadza kolejne komórki. Zespół z St. Louis odtworzył te warunki w probówce. Po dodaniu Nmnat1 ginęło mniej neuronów. Jak widać, możliwości wykorzystania tego białka w terapii i prewencji są naprawdę duże.

Dzięki zastosowaniu nanocząstek z tlenkiem azotu(II), które wprowadzono do krwiobiegu chomików, amerykańscy naukowcy uzyskali nową metodę podtrzymywania krążenia i zabezpieczania narządów wewnętrznych po masywnych krwotokach (Resuscitation). Wykorzystując najnowsze zdobycze nanomedycyny, można by w warunkach polowych skuteczniej zapobiegać zapaści sercowo-naczyniowej. W takim przypadku najlepiej podać krew allogeniczną (homologiczną), ale to schemat postępowania ograniczony głównie do izb przyjęć. Nasza terapia nanocząstkowa może ocalić życie [w przypadku katastrof naturalnych czy na polu bitwy]. Aparatura jest lekka, kompaktowa, nie trzeba też mieć dostępu do lodówki – tłumaczy dr Joel Friedman z College'u Medycznego im. Alberta Einsteina na Yeshiva University. Nowa terapia przeciwdziała wstrząsowi, zwiększając w organizmie stężenie NO, który rozluźnia naczynia krwionośne i pomaga regulować ciśnienie krwi. Gaz powstaje wewnątrz mikroskopijnych cząstek. Tlenek azotu(II) jest na tyle nietrwały, że dostarczenie jego terapeutycznych ilości wymaga zastosowania metody ciągłego wydzielania. Zespół z Yeshiva University i Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego wprowadził nanocząstki z NO do soli fizjologicznej, którą podano zwierzętom. Gdy już znalazły się w ustroju, nanocząstki stopniowo uwalniały do tkanek stałą dawkę NO. Podczas testów technika sprawdziła się u chomików z utratą 50% własnej krwi. Grupę kontrolną stanowiły zwierzęta, którym podano samą sól fizjologiczną bez nanocząstek. NO spowalnia ograniczającą przepływ krwi reakcję walcz lub uciekaj w odpowiedzi na silny krwotok [...] – podkreśla dr Pedro Cabrales z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Ograniczenie wazokonstrykcji (skurczu mięśni gładkich w ścianie naczyń krwionośnych), a tym samym szybkie przywrócenie mikrokrążenia, może zwiększyć skuteczność współczesnych metod terapii zapaści sercowo-naczyniowej.

Biologiczny defekt w przepływie krwi przez mózg, a nie przyczyny natury psychologicznej mogą odpowiadać za prowadzącą do przestępstwa psychopatię. Naukowcy z Instytutu Psychiatrii Królewskiego College'u Londyńskiego monitorowali reakcje emocjonalne 6 mężczyzn, którzy dopuścili się powtarzających się przestępstw, takich jak kilkakrotne usiłowanie morderstwa, gwałt z duszeniem oraz poważne uszkodzenie ciała. Wszyscy uzyskali wysoki wynik w skali mierzącej psychopatię. Wcześniej nie mogliśmy się bezpośrednio przyjrzeć mózgowi, ale teraz odkryliśmy, że kiedy psychopatom pokazywano twarze przerażonych osób (wskaźniki odczuwanego przez nie dyskomfortu), przepływ krwi przez mózg nie zwiększał się, lecz obniżał — powiedział Reuterowi profesor psychiatrii Declan Murphy. Lekarz dodał, że psychopaci mogą nie hamować swoich ataków, gdyż nauczyli się tłumić odpowiedź mózgu na sygnały dystresu u innych ludzi. Rezultaty badań Brytyjczyków opublikowano w piątkowym (1 grudnia) wydaniu British Journal of Psychiatry. Skany mózgów psychopatów porównywano z obrazami uzyskanymi od 9 zdrowych wolontariuszy, którym także pokazywano zdjęcia przestraszonych, szczęśliwych i neutralnie usposobionych osób. Tom Fahy, współautor badania, uważa, że psychopatia może być dziedziczna lub być skutkiem dzieciństwa naznaczonego frustracją i zaniedbaniem. Według niego, odkrycia jego zespołu przyczynią się do powstania nowych metod terapii oraz identyfikacji osób z grupy wysokiego ryzyka recydywy. Wielu psychopatów słabo reaguje na leczenie, ale nie przyznaje się do tego. Markery biologiczne pozwolą lepiej ocenić rzeczywiste efekty terapii.

Czasowe wstrzymanie przepływu krwi w ramieniu ograniczenia uszkodzenia serca u osób z zawałem. Duńscy naukowcy sądzą, że procedura ta uruchamia w sercu naturalne mechanizmy przeciwdziałające niedoborom tlenu. Studium objęło ok. 150 pacjentów. Okazało się, że u osób, u których podczas transportu w karetce zastosowano opisaną wyżej technikę, doszło do mniejszego uszkodzenia mięśnia sercowego. Duńscy badacze wyjaśniają, że eksperyment prowadzono na chorych z rozległym zawałem spowodowanym zamknięciem światła tętnicy wieńcowej (krew nie docierała do serca). Chorych tych przewożono bezpośrednio do dużych szpitali specjalistycznych, gdzie można w krótkim czasie przeprowadzić balonikowanie, nazywane też angioplastyką wieńcową. Do naczynia wprowadza się wtedy cewnik zakończony balonikiem. Po napełnieniu poszerza on zwężone miejsce. Często w miejscu zwężenia umiejscawia się stent - czyli metalową siateczkę czy sprężynkę. By zahamować przepływ krwi w ramieniu, ratownicy medyczni posługiwali się mankietem z aparatu do pomiaru ciśnienia. Czterokrotnie pompowali go mocno na 5 minut. Poszczególne "sesje" przeprowadzano z 5-minutowymi przerwami. Po przybyciu do szpitala pacjentowi robiono zastrzyk z radioaktywnego izotopu. W ten sposób oceniano stopień uszkodzeń przez niedobór tlenu. Kolejnych oględzin dokonywano po upływie miesiąca od angioplastyki. Duńczycy stwierdzili, że u ludzi, u których sztucznie ograniczono przepływ krwi, dochodziło do mniejszych uszkodzeń mięśnia sercowego. Wcześniej wykazano, że da się "zaprawić" serce, by stało się bardziej oporne na uszkodzenia, pozbawiając je na krótki czas tlenu [procedurę tę stosowano niekiedy przed planowanymi operacjami serca]. Najnowsze studium sugeruje, że ten sam efekt można powtórzyć, pozbawiając tlenu odległy organ [czy część ciała], taką jak ramię. Zastopowanie krwi w ręce podpowiada sercu, że coś jest nie w porządku. Najwyraźniej zapewnia to dodatkową ochronę – tłumaczy prof. Hans Botker z Aarhus University Hospital.

Ucho wewnętrzne może bezpośrednio oddziaływać na przepływ krwi w naczyniach mózgowych, niezależnie od ciśnienia krwi czy stężenia dwutlenku węgla (BMC Neuroscience). Dr Jorge Serrador z Harvard Medical School współpracował m.in. ze specjalistami z NASA. Podkreśla on, że dotąd szeroko udokumentowano rolę układu westybularnego (przedsionkowego) w utrzymaniu równowagi, ale jego zespół jako pierwszy zajął się zagadnieniem, jak otolity kanałów półkolistych stymulują mózgowy przepływ krwi. Naukowcy zebrali grupę 25 zdrowych osób. Kiwano nimi do tyłu i do przodu oraz umieszczano w wirówce. Amerykanie zauważyli, że prędkość przepływu krwi w naczyniach mózgowych zależała od częstotliwości stymulacji westybularnej, była zaś odwrotna do zmian ciśnienia w krążeniu obwodowym i nie odnosiła się bezpośrednio do zmian wartości wydechowego dwutlenku węgla (ang. end tidal CO2, EtCO2). Jak tłumaczy Serrador, stanie powoduje, że głowa znajduje się nad sercem, co utrudnia dostarczenie krwi do mózgu. Połączenie między otolitami, które informują nas, czy stoimy, a unaczynieniem mózgu może być częścią przystosowania do podtrzymania dopływu krwi w pozycji wyprostowanej. Za pomocą tego połączenia można by wyjaśnić dolegliwości niektórych pacjentów. Starzenie jest np. powiązane z pogorszeniem równowagi, co zapewne przyczynia się do zmniejszenia mózgowego przepływu krwi. Podobnie u chorych z nietolerancją ortostatyczną [inaczej hipograwią], podłoże ich dolegliwości stanowić mogą zaburzenia westybularne, które zaostrzają mózgową hipoperfuzję podczas pionizacji.

Przy odprawie przemytników kontrolują ludzie, psy i skanery bagażu. Teraz będzie im jeszcze trudniej, ponieważ do gry wkracza elektroniczny wykrywacz winy w wyrazie twarzy. System komputerowy będzie analizował ruchy oczu, zmiany w wielkości źrenicy, a także w przepływie krwi oraz temperaturze. Wynalazek powstanie na Bradford University. Naukowcy poświęcą mu dwa lata, mając do dyspozycji 500 tys. funtów. W urządzeniu znajdzie zastosowanie dynamiczne pasywne profilowanie w czasie rzeczywistym. Danej osobie będzie się wykonywać szereg zdjęć, a następnie poszukiwać oznak dyskomfortu czy prób ukrycia czegoś. To, co zamierzamy opracować, jest zasadniczo pasywnym wykrywaczem kłamstw [pasywnym, ponieważ by uzyskać wynik, nie jest konieczny udział badanej osoby; musi się ona po prostu pojawić w zasięgu urządzenia]. Chcemy automatycznie analizować wyrazy twarzy i ruchy oczu w odpowiedzi na zadawane pytania. Podstawą mają być obrazy wideo i inteligentne algorytmy. Wytrenowani funkcjonariusze w punktach kontroli granicznej naprawdę świetnie wyłapują osoby przemycające kontrabandę, analizując ich miny podczas rutynowego przesłuchania. Jak sprawdzić, by maszyna była w tym równie dobra? To niełatwe zadanie – tłumaczy dr Hassan Ugail. Niektórzy przemytnicy mogą doskonale panować nad wyrazem twarzy, dlatego w urządzenie zostanie wbudowany termowizor, który pozwoli na ocenę przepływu krwi przez twarz. Po zakończeniu testów aparatura znajdzie zastosowanie w wielu miejscach. Skorzystają z niej nie tylko celnicy, ale i policjanci. Projekt wystartuje w grudniu. Poza akademikami z Bradford, wezmą w nim udział przedstawiciele firmy QinetiQ, która specjalizuje się w zabezpieczeniach. Finansowanie zapewnia Engineering and Physics Sciences Research Council.

Naukowcy posunęli się o krok bliżej w kierunku odczytywania myśli. Urządzenia skanujące mózg pozwalają ocenić zmiany w przepływie krwi, które sygnalizują intencje — donosi Daily Telegraph. Prace te stanowią kamień milowy, ponieważ nigdy przedtem nie udawało się wnioskować na podstawie aktywności mózgu o przyszłych zachowaniach konkretnej osoby (Current Biology). Profesor John-Dylan Haynes z Instytutu Maxa Plancka współpracował z kolegami z Oksfordu, Londynu oraz Tokio. Wolontariusze mogli w skrytości ducha wybierać między dwoma zadaniami: dodawaniem i odejmowaniem. Następnie proszono ich o "przechowanie" zamiaru przez kilka sekund w pamięci, do czasu gdy odpowiednie liczby wyświetlano na ekranie. Za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) akademicy potrafili z 70-proc. trafnością przewidzieć, co postanowili badani. A polegali przy tym wyłącznie na aktywności ich mózgu. Odkrycia te mają w przyszłości umożliwić tetraplegikom (osobom z porażeniem wszystkich kończyn spowodowanym uszkodzeniem rdzenia szyjnego) poruszanie protezami oraz posługiwanie się komputerem.

Chemioterapia powoduje zmiany w metabolizmie i przepływie krwi przez mózg, które mogą się utrzymywać nawet przez 10 lat. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) odkryli, że kobiety, które przeszły chemioterapię 5-10 lat wcześniej miały obniżony metabolizm w kluczowym rejonie kory czołowej. Gdy wykonywały zadania pamięciowe, gwałtownie zwiększał się przepływ krwi do kory czołowej i móżdżku, co wskazywało na duży wzrost aktywności w tych rejonach. W efekcie mózgi tych pań pracowały na wyższych obrotach niż mózgi kobiet z grupy kontrolnej, by przywołać z pamięci określone informacje — tłumaczył profesor UCLA, Daniel Silverman. Fachowcy szacują, że przynajmniej u 25% pacjentów po chemioterapii występuje uczucie dezorientacji, a ostatnie badania naukowców z University of Minnesota wspominają nawet o 82%. Ludzie nie potrafią się skoncentrować, zapamiętać czegoś, wykonać jednocześnie kilku zadań (lub jednego zadania z kilkoma celami), chociaż przed leczeniem nie mieli z tym problemów. Nasze badania po raz pierwszy wykazały, że u osób z wymienionymi objawami występują specyficzne zmiany w metabolizmie mózgu. W studium, którego wyniki opisano w internetowym wydaniu Breast Cancer Research and Treatment, wzięło udział 21 kobiet. Przeszły one zabieg operacyjnego usunięcia guza piersi. Szesnaście poddano następnie chemioterapii. Funkcjonowanie ich mózgu porównano dzięki zastosowaniu tomografu pozytonowego (PET). W analizach uwzględniono także kobiety, które nie miały nowotworu piersi lub nie przeszły chemioterapii.