Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Na Georgia Tech testują robota do ubierania ludzi
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wysoki odsetek ludzi cierpiących na zaburzenia ze spektrum autyzmu to skutek tego, w jaki sposób ewoluowaliśmy, uważają autorzy artykułu opublikowanego na łamach Molecular Biology and Evolution. Wielu naukowców uważa, że autyzm i schizofrenia mogą być zaburzeniami dotykającymi wyłącznie ludzi. Bardzo rzadko bowiem u zwierząt innych niż H. sapiens obserwuje się zachowania identyfikowane z tymi chorobami.
Dzięki postępom w analizie RNA pojedynczych komórek wiemy, że komórki mózgu ssaków są bardzo zróżnicowane, a w mózgu ludzi zaszły szybkie zmiany genetyczne, których nie obserwujemy u innych ssaków.
Autorzy najnowszych badań, Alexander L. Starr i Hunter B. Fraser z Uniwersytetu Stanforda przeanalizowali niedawno opublikowane bazy danych zawierające informacje z sekwencjonowania pojedynczych jąder komórkowych (scRNA-seq) w trzech różnych obszarach mózgu. Zauważyli, że najpowszechniej występujące w zewnętrznej warstwie mózgu neurony L2/3 IT ewoluowały u ludzi wyjątkowo szybko w porównaniu z innymi małpami. A co najbardziej zaskakujące, ta błyskawiczna ewolucja wiązała się z olbrzymimi zmianami w genach, które powiązane są z autyzmem. Prawdopodobnie cały proces napędzany był selekcją naturalną właściwą wyłącznie dla rodzaju Homo.
Starr i Fraser uważają, że wyniki ich badań bardzo silnie wskazują, że podczas ewolucji człowieka doszło do pojawienia się genów odpowiedzialnych za autyzm. Jednak przyczyny takiej zmiany nie są jasne. Nie wiemy, jakie korzyści z tych genów mogli odnosić nasi przodkowie. Niewiele bowiem wiemy o anatomii mózgu, połączeniach między neuronami czy zdolnościach poznawczych przodków H. sapiens. Badacze spekulują, że być może geny powodujące autyzm odpowiadają też za spowolnienie rozwoju, dzięki czemu nasze mózgi po urodzeniu rozwijają się wolniej niż na przykład mózgu szympansów. Warto też zauważyć, że autyzm i schizofrenia często zaburzają właściwe człowiekowi umiejętności wytwarzania i rozumienia mowy.
Być może geny, które powodują autyzm, dały nam korzyść w postaci spowolnienia rozwoju mózgu, co umożliwiło wykształcenie się złożonego języka oraz bardziej złożonych procesów myślowych. Nasze badania wskazują, że te same zmiany genetyczne, które spowodowały, że ludzki mózg jest unikatowy, powodują też, że jest bardziej neuroróżnorodny, mówi Starr.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ciągu milionów lat u naszych przodków doszło do radykalnej zmiany miednicy, dzięki czemu my możemy poruszać się na dwóch nogach w postawie wyprostowanej. Przez długi czas szczegóły tej zmiany pozostawały tajemnicą, aż niedawno na łamach Nature naukowcy z USA, Wielkiej Brytanii i Irlandii opisali dwie zmiany genetyczne, które doprowadził do tej rewolucji.
Wykazaliśmy, że w tym zakresie doszło do całkowitej zmiany mechaniki. Nie ma tutaj analogii do żadnych innych naczelnych. Wyewoluowanie czegoś zupełnie nowego, przejście od płetw do nog czy pojawienie się skrzydeł nietoperzy z palców wymaga olbrzymich zmian w rozwoju. U ludzi doszło do takich samych masowych zmian w przypadku miednicy, mówi profesor Terence Capellini z Uniwersytetu Harvarda.
Od dawna wiadomo, że H. sapiens ma unikatową budowę miednicy. U naszych najbliższych krewniaków kości biodrowe są wysokie, wąskie i ustawione w kierunku przednio-tylnym, co pomaga w zakotwiczeniu dużych mięśni umożliwiających wspinaczkę po drzewach. U ludzi kości te obróciły się na boki i rozchyliły. Przyczepione do nich mięśnie umożliwiają przenoszenie ciężaru wyprostowanego ciała z jednej nogi na drugą.
Po analizie dziesiątków tkanek ludzkich płodów i muzealnych okazów naczelnych, naukowcy doszli do wniosku, że ewolucja miednicy naszych przodków przebiegała w dwóch głównych etapach. Najpierw płytka wzrostu uległa obróceniu o 90 stopni, dzięki czemu kości biodrowe rosły wszerz, a nie na wysokość, a później doszło do zmian harmonogramu tworzenia kości w życiu embrionalnym.
Na wczesnych etapach rozwoju płytka wzrostowa kości biodrowej człowieka formuje się – jak u innych naczelnych – według osi wzrostu przebiegającej od głowy do ogona. Jednak około 53. dnia rozwoju dochodzi do radykalnej zmiany. Płytki wzrostowe u ludzi obracają się prostopadle względem pierwotnej osi, co prowadzi do skrócenia i poszerzenia kości biodrowej.
Kolejną zmianą jest harmonogram tworzenia się kości. Zwykle powstają one wokół pierwotnego centralnego ośrodka kostnienia, w środkowej części kości. Jednak w przypadku miednicy kostnienie rozpoczyna się w tylnej części kości krzyżowej i rozprzestrzenia promieniście. Kostnienie wnętrza jest opóźnione o 16 tygodni w porównaniu z innymi naczelnymi, co pozwala zachować naszej miednicy swój wyjątkowych kształt w trakcie wzrostu. Miednica o takim kształcie, jaką mamy, pojawia się w 10. tygodniu życia płodowego.
Naukowcy zidentyfikowali ponad 300 genów, które biorą udział w utworzeniu się naszej wyjątkowej miednicy. Najważniejsze z nich to SOX9 i PTH1R, odpowiedzialne za zmianę kierunku wzrostu oraz RUNX2, który kontroluje zmianę kostnienia.
Zdaniem autorów badań, zmiany ewolucyjne umożliwiające nam pionową postawę, rozpoczęły się między 5 a 8 milionów lat temu od reorientacji płytki wzrostowej. Natomiast proces opóźnienia kostnienia pojawił się w ciągu ostatnich 2 milionów lat. Zmiany te trwały bardzo długo, a w ich przebiegu znaczenie miały np. takie wydarzenia jak pojawienie się dużego mózgu. Ewolucja musiała „wybrać” pomiędzy dwiema korzyściami - wąską miednicą umożliwiającą sprawne poruszanie się po drzewach, a szeroką, pozwalającą na urodzenie dziecka z dużym mózgiem.
Najstarsza skamieniała miednica, na której widać zachodzące zmiany w kierunku dwunożności i postawy wyprostowanej, należy etiopskiego Ardipiteka sprzed 4,4 milionów lat.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Kamienie nerkowe to jedna z najbardziej rozpowszechnionych chorób układu moczowego. Cierpi na nie około 12% populacji. Obecnie usuwa się je za pomocą leków lub podczas zabiegów chirurgicznych. Jednak metody te są bardzo uciążliwe dla osób, które nie tolerują leków, albo też mają problem z wciąż nawracającymi kamieniami. Międzynarodowy zespół z Kanady, Hiszpanii i Niemiec pracuje nad niewielkimi robotami, których celem będzie rozpuszczanie kamieni nerkowych.
Nowa minimalnie inwazyjna technika została już z powodzeniem przetestowana na wydrukowanym trójwymiarowym modelu nerki. Roboty mają trafić w pobliże kamienia i rozpuścić go do tego stopnia, że w ciągu kilku dni samodzielnie opuści układ moczowy.
Testowane roboty mają około 1 centymetra długości, są wykonane z hydrożelu i zawierają mikromagnesy. Po wprowadzeniu do cewki moczowej, robotami można sterować za pomocą pola magnetycznego i umieścić je w pobliżu kamienia. Roboty zostały wyposażone w ureazę. To enzym, który odpowiada za rozkład mocznika na amoniak i dwutlenek węgla. Ureaza uwalnia się z hydrożelu i zwiększa zasadowość moczu, dzięki czemu znakomicie przyspiesza rozpuszczanie kamieni moczanowych i cystynowych, które w ciągu kilku dni opuszczają organizm. Dodatkową zaletą tej techniki jest fakt, że dzięki magnesom roboty są dobrze widoczne na USG, zatem przebieg leczenia można łatwo kontrolować. Roboty mają wymiary 1x1x12 mm, więc bez problemu powinny zmieścić się w każdym zakamarku układu moczowego i dotrzeć wszędzie tam, gdzie będą potrzebne.
Nie od dzisiaj wiadomo, że proces rozpuszczania kamieni nerkowych znacząco przyspiesza przy pH > 6, a ideałem jest osiągnięcie pH 7,0–7,2. Leki stosowane w leczeniu kamieni nerkowych mają za zadanie zwiększyć alkaliczność moczu. Jest to jednak proces długotrwały, a leki muszą być ciągle przyjmowane. Autorzy badań, wykorzystując swoje roboty, zwiększyli zasadowość sztucznego moczu z pH 6 do pH 7 w ciągu zaledwie godziny, a pH 9 osiągnęli w ciągu 24 godzin.
Oczywiście nie ma potrzeby, a nawet nie powinno się, zmieniać odczynu moczu na aż tak bardzo zasadowy. Nadmierna alkalizacja, pH > 7,5, sprzyja bowiem powstawaniu kamieni fosforanowych i struwitowych. Potwierdziły to zresztą badania. Najlepsze wyniki w redukcji masy kamienia – o 30% w ciągu 5 dni – osiągnięto przy pH 7.
Z wynikami badań można zapoznać się na stronie Advanced Healthcare Materials.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Roboty przeszły długą drogę. Od maszyn wykonujących serię z góry zaprogramowanych ruchów, po urządzenia uczące się, analizujące środowisko i samodzielnie podejmujące decyzje. O ile więc potrafią rozwijać swoją część logiczną, to element fizyczny pozostaje niezmienny. Robot to zamknięty system. Nie jest zdolny do naprawy czy dostosowania się do środowiska. Tymczasem prawdziwa autonomia robotów oznacza, że muszą one nie tylko samodzielnie myśleć, ale być w stanie podtrzymać swoje istnienie, mówi Philippe Martin Wyder. Tak jak systemy biologiczne pobierają zasoby ze środowiska i włączają je w swoje organizmy, nasze roboty rosną, dostosowują się i reperują korzystając z zasobów otoczenia lub części innych robotów, dodaje uczony.
Wyder stoi na czele grupy naukowców z Columbia University, która opublikowała na łamach Science Advances artykuł pod znamiennym tytułem Robot metabolism: Toward machines that can grow by consuming other machines.
Naukowcy stworzyli, inspirowany zabawką Geomag, robotyczne wyposażone w magnesy urządzenie o nazwie Truss Link. Truss Link może rozszerzać się, kurczyć i łączyć z innymi identycznymi modułami, tworząc coraz bardziej skomplikowane struktury. Badacze pokazali, w jaki sposób Truss Link samodzielnie buduje kształt dwuwymiarowy, następnie trójwymiary. A widoczny na filmie czworościan udoskonalił się, dołączając kolejny element, dzięki któremu zwiększył prędkość swojego przemieszczania się o ponad 66,5%.
To oczywiście początek badań i prezentacja pewnej koncepcji, wyznacza jednak kolejny kierunek rozwoju robotów. Naukowcy z Columbia University uważają, że w przyszłości roboty będą posiadały umiejętność podtrzymywania swojego istnienia poprzez samodzielne naprawy za pomocą zasobów otoczenia, będą mogły rozbudowywać się czy zmieniać w zależności od potrzeb. Uczeni nazwali te proces „metabolizmem robotów”.
Metabolizm robotów do cyfrowy interfejs ze światem fizycznym, który pozwala sztucznej inteligencji nie tylko rozwijać się pod względem poznawczym, ale również fizycznym. To nowy wymiar autonomii. Początkowo systemy zdolne do takiego metabolizmu będą wykorzystywane w wyspecjalizowanych zadaniach, jak eksploracja kosmosu czy usuwanie skutków katastrof. W końcu jednak o otwiera to perspektywę świata, w którym sztuczna inteligencja buduje fizyczne struktury lub tworzy roboty równie łatwo, jak dzisiaj pisze maila, wyjaśnia Wyder.
Współautor badań, Hod Lipson, zauważa, że wizja samoreplikujących się lub przebudowujących robotów wygląda jak scenariusz z filmu science fiction. Jednak faktem jest, że już teraz powierzamy robotom coraz większą część naszego życia – od autonomicznych pojazdów, poprzez automatyczne fabryki po zadania z zakresu obronności czy eksploracji kosmosu. Kto będzie konserwował i naprawiał te roboty? Nie możemy polegać wyłącznie na ludziach. Roboty muszą w końcu nauczyć się dbać same o siebie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nieznane wcześniej organellum, odkryte wewnątrz ludzkich komórek, może zostać wykorzystane do leczenia ciężkich chorób dziedzicznych. Taką nadzieję mają jego odkrywcy, naukowcy z Wydziału Medycyny University of Virginia (UVA) oraz amerykańskich Narodowych Instytutów zdrowia (NIH). Nową strukturę nazwali „hemifuzomem”.
Hemifuzom odgrywa duża rolę w sortowaniu, przetwarzaniu i pozbywaniu się niepotrzebnego materiału. To jak odkrycie nowego centrum recyklingu wewnątrz komórki. Sądzimy, że hemifuzom pomaga w zarządzaniu przetwarzaniem materiału przez komórkę i jeśli proces ten zostanie zaburzony, może to prowadzić do chorób, które wpływają na wiele układów w organizmie, mówi doktor Seham Ebrahim. Dopiero zaczynamy rozumieć, jak to nowe organellum wpisuje się w szerszy obraz chorób i zdrowia. To bardzo ekscytujące badania, gdyż odkrycie czegoś zupełnie nowego w komórce to rzadkość, dodaje uczona.
Odkrycia dokonano dzięki doświadczeniu zespołu z UVA w tomografii krioelektronowej, która umożliwia „zamrożenie” komórki w czasie i dokładne przyjrzenie się jej. Uczeni sądzą, że hemifuzomy ułatwiają tworzenie się pęcherzyków wewnątrz komórki oraz organelli utworzonych z wielu pęcherzyków.
Pęcherzyki są jak niewielkie ciężarówki wewnątrz komórki. Hemifuzom to rodzaj doku, w którym ciężarówki się łączą i przewożą swój ładunek. To etap pracy, o którym dotychczas nie mieliśmy pojęcia, dodaje Ebrahim. Mimo, że hemifuzomy dotychczas umykały uwadze naukowców, ich odkrywcy mówią, że w pewnych częściach komórki występują one zaskakująco powszechnie. Teraz uczeni chcą lepiej poznać ich rolę w prawidłowym funkcjonowaniu komórek. Gdy już wiemy, że hemifuzomy istnieją, możemy badać, jak zachowują się one w zdrowych komórkach, a co się dzieje, gdy coś pójdzie nie tak. To może prowadzić do opracowania strategii leczenia złożonych chorób genetycznych, cieszy się Ebrahim.
Źródło: Hemifusomes and interacting proteolipid nanodroplets mediate multi-vesicular body formation, https://www.nature.com/articles/s41467-025-59887-9
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.