Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Pestycyd hamuje rozwój mózgu żab lamparcich

Recommended Posts

Powszechnie wykorzystywany pestycyd - chlorpyrifos - hamuje rozwój mózgu żab lamparcich (Lithobates pipiens).

W USA chlorpyrifos został zarejestrowany w 1965 r. Wpływa on na neurorozwój kijanek żab lamparcich nawet wtedy, gdy nie powoduje spadku ilości pokarmu.

Ponieważ wcześniejsze badania w sztucznych zbiornikach (modelowych układach mesocosm) wykazały, że śladowe ilości chlorpyrifosu zmieniały wygląd i neurorozwój kijanek, naukowcy postanowili sprawdzić, czy skutki te pojawiły się pod wpływem bezpośredniej ekspozycji, czy raczej po zaburzeniu sieci pokarmowej (pestycyd doprowadził do spadku liczebności zooplanktonu).

Autorzy raportu z Environmental Toxicology & Chemistry monitorowali rozwój żab w sztucznych zbiornikach zawierających 0 lub 1 µg/L chlorpyrifosu z opornymi lub wrażliwymi na działanie pestycydu rozwielitkami pchłowatymi (Daphnia pulex).

Wystawienie na działanie chlorpyrifosu oddziaływało na parametry m.in. wzgórków czworaczych i międzymózgowia. Zjawisko to było niezależne od populacji zooplanktonu, co oznacza, że insektycyd bezpośrednio wpływał na rozwój mózgu.

Insektycydy fosforoorganiczne zanieczyszczają wody powierzchniowe w USA. Skutkuje to ekspozycją zarówno zwierząt, jak i ludzi na te związki, często w bardzo niskich, uznawanych za nieszkodliwe, stężeniach. Nasze studium pokazuje jednak, że nawet taka ekspozycja wpływa na neurorozwój kręgowców - podsumowuje Sara McClelland z Duquesne University.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Elon Musk ogłosił przełom w dziedzinie synchronizacji ludzkiego mózgu ze sztuczną inteligencją. Podczas pokazu na żywo Musk zaprezentował układ scalony zbudowany przez jego firmę Neuralink. To w pełni samodzielny implant mózgowy, który bezprzewodowo przesyła informacje o aktywności mózgu, nie wymagając przy tym żadnego zewnętrznego sprzętu. Działanie chipa zaprezentowano na przykładzie żywej świni.
      Uczestnicy pokazu mogli zobaczyć grupę świń, z których jedna miała wszczepiony implant. Ekran nad nią na bieżąco pokazywał i rejestrował aktywność jej mózgu. Dotychczas by zarejestrować działanie mózgu konieczne było podłączenie badanej osoby lub zwierzęcia do zewnętrznego urządzenia, np. elektroencefalografu (EEG).
      Celem Muska jest stworzenie implantu mózgowego, który bezprzewodowo połączy ludzki mózg ze sztuczną inteligencją i pozwoli na kontrolowanie komputerów, protez i innych maszyn jedynie za pomocą myśli. Implant może służyć też rozrywce. Za jego pomocą będzie bowiem można kontrolować gry.
      Musk chce stworzyć implant, który będzie rejestrował i zapisywał aktywność milionów neuronów, przekładając ludzkie myśli na polecenia dla komputera i odwrotnie. Wszystko to miało by się odbywać za pomocą niewielkiego wszczepialnego implantu.
      Prace nad implantem pozwalającym na stworzenie interfejsu mózg-komputer trwają od ponad 15 lat. Ich celem jest umożliwienie normalnego funkcjonowania ludziom z chorobami neurologicznymi czy paraliżem. Badania bardzo powoli posuwają się naprzód. Od 2003 w USA implanty mózgowe wszczepiono mniej niż 20 osobom. Wszystkie dla celów badawczych. Większość z takich systemów posiada jednak części, które wystają poza organizm, umożliwiając w ten sposób zasilanie i transmisję danych. Takie zewnętrzne części to ryzyko infekcji. Są ponadto niepraktyczne.
      Neuralink twierdzi, że jej układ jest najbardziej zaawansowany z dotychczasowych. Zawiera procesor, nadajnik bluetooth, akumulator oraz tysiące elektrod. Każda z tych elektrod rejestruje aktywność do 4 neuronów.
      Bolu Ajiboye, profesor inżynierii biomedycznej z Case Western Reserve Univeristy, który jest głównym naukowcem konsorcjum BrainGate pracującym nad implantami dla pacjentów neurologicznych, mówi, że jeśli chip Muska będzie przez dłuższy czas umożliwiał bezprzewodową transmisję danych, to mamy do czynienia dużym postępem na tym polu. W Neuralinku pracują mądrzy ludzie prezentujący innowacyjne podejście. Wiem, co oni tam robią i z niecierpliwością czekam na wyniki, stwierdza uczony.
      Na razie jednak osiągnięcia Neuralink znamy z prezentacji, a nie z recenzowanych artykułów. Nie wiemy na przykład, a jaki sposób urządzenie transmituje tak dużą ilość danych bez generowania uszkadzającego mózg ciepła. Ponadto, jak zauważa Ajiboye, urządzenie jest dość duże jak na implant mózgowy. Jest to bowiem cylinder o średnicy 23 i długości 8 mm. Tymczasem urządzenie, które obecnie testuje BrainGate ma wymiary 4x4 mm. Zawiera też element wystający przez czaszkę oraz 100 elektrod. Tymczasem urządzenie Neuralinka korzysta z 1000 elektrod.
      Podczas pokazu z udziałem Muska wykorzystano trzy świnie, z których jedna – imieniem Gertruda – miała wszczepiony implant. Widać było, że za każdym razem gdy Gertruda węszy, zwiększała się aktywność elektryczna jej mózgu.
      Jednak rejestracja danych to nie wszystko. Najważniejsze jest ich dekodowanie. Wiele laboratoriów na całym świecie poświęciło wiele czasu na opracowywanie algorytmów mających na celu interpretację sygnałów z mózgu. Neuralink nam tego nie zaprezentował, mówi Ajiboye.
      Pierwsze implanty Neuralinka mają mieć zastosowanie medyczne. Mogą np. trafić do ludzi z uszkodzonym rdzeniem kręgowym. Jednak Elon Musk stwierdził, że w przyszłości chce wyjść poza zastosowania medyczne. Słowa te wywołały duże poruszenie w mediach. Jako naukowcy specjalizujący się w dość szczególnej dziedzinie musimy być odpowiedzialni za słowa, ważyć obietnice jakie składamy i uważać na to, co opowiadamy o naszej technologii. Gdy pojawił się Elon Musk nasze prace przyciągnęły uwagę mediów. To dobrze, jednak rodzi to też wyzwania. A jednym z takich wyzwań jest odróżnienie propagandy od rzeczywistości.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z University of Chicago zauważyli, że mikrobiom jelit osób cierpiących na rzadką chorobę genetyczną powodującą krwawienia do mózgu, różni się od mikrobiomu osób, u których choroba ta nie występuje. Co więcej, stwierdzili, że to molekuła, powstająca w wyniku nierównowagi pomiędzy różnymi populacjami bakterii, powoduje uszkodzenia naczyń krwionośnych w mózgu.
      To prawdopodobnie pierwsze badania, które wykazały taką przyczynę jakiejkolwiek choroby naczyń krwionośnych układu nerwowego. Będą miały one olbrzymie znaczenie zarówno dla leczenia samej choroby, jak i dla badania innych chorób układu krwionośnego, które mogą być powodowane przez mikrobiom jelitowy.
      Naukowcy przyglądali się osobom, u których zdiagnozowano obecność naczyniaków jamistych ośrodkowego układu nerwowego (CA). U około 30–40% takich osób występują mutacje genetyczne, w wyniku których pojawiają się liczne naczyniaki w mózgu i rdzeniu kręgowym. U osób bez tych mutacji pojawiają się pojedyncze naczyniaki. Jednak nawet u osób z mutacjami częstotliwość występowania naczyniaków oraz przebieg choroby może znacząco się różnić. Od pewnego czasu pojawiały się hipotezy mówiące, że za różnicę w przebiegu choroby u osób z tymi samymi mutacjami czy za pojawianie się choroby u osób bez mutacji genetycznych może odpowiadać mikrobiom.
      Badania na myszach sugerowały rolę gram-ujemnych bakterii i zmienionej homeostazy jelitowej w patogenezie CA. Pilotażowe badania genetyczne wstępnie wykazały potencjalną różnicę w mikrobiomie pomiędzy osobami cierpiącymi na CA a osobami, u których schorzenie to nie występuje. Postanowiliśmy więc sprawdzić różnice w mikrobiomie na większej grupie ludzi. Porównaliśmy zarówno osoby z CA z osobami zdrowymi, jak i dokonaliśmy porównania pomiędzy osobami z CA o różnym przebiegu choroby, mówią autorzy badań.
      U pacjentów z CA stwierdziliśmy duże populacje różnych gatunków bakterii, których obecność była zgodna z postulowanym pojawianiem się uszkodzeń naczyń krwionośnych przez lipopolisacharydy (LPS) zarówno u ludzi jak i u myszy. Inne różnice mikrobiomu są powiązane z przebiegiem klinicznym CA. Na przebieg choroby oraz krwawienia do mózgu wpływa połączenie obu czynników – sygnatur mikrobiomu i biomarkerów prozapalnych, stwierdzają uczeni.
      Jeden z głównych autorów, profesor Issam Awad z University of Chicago Medicine, który brał też udział w badaniach na myszach, mówi, że już znaczącym odkryciem było samo stwierdzenie, iż wyściółka naczyń krwionośnych mózgu zwierząt reaguje na bakterie jelitowe. Nie wiedzieliśmy jednak, czy hipoteza mówiąca, że może istnieć mikrobiom, który predystynuje do pojawiania się uszkodzeń naczyń krwionośnych w mózgu będzie prawdziwa u ludzi.
      Żeby to sprawdzić uczeni z Chicago połączyli siły z naukowcami z University of California San Francisco, University of New Mexico, University of Pennsylvania oraz z grupą wsparcia pacjentów Angioma Alliance. Udało się uzyskać próbki kału od ponad 120 osób z CA.
      Analizy wykazały, że w mikrobiomach osób cierpiących na CA znajduje się znacznie więcej bakterii gram-ujemnych i mniej gram-dodatnich niż w całej populacji. Udało się też zidentyfikować kombinacje trzech powszechnie występujących gatunków bakterii, których relatywna obfitość względem siebie pozwala odróżnić osoby z CA od osób zdrowych. Okazało się również, że u pacjentów z CA występuje znacznie większa nierównowaga pomiędzy różnymi gatunkami bakterii.
      U pacjentów z CA widzimy ten sam wyróżniających ich mikrobiom. I różnica ta jest widoczna niezależnie od tego, czy są to pacjenci, którzy odziedziczyli niekorzystną mutację genetyczną czy osoby, u których występują pojedyncze naczyniaki. Jest to też niezależne od liczby naczyniaków, mówi Awad.
      Podczas szczegółowych badań stwierdzono, że brak równowagi pomiędzy różnymi gatunkami bakterii mikrobiomu powoduje pojawianie się lipopolisacharydów, które wraz z krwią docierają do mózgu, przyłączają się do wyściółki naczyń krwionośnych, ułatwiając tworzenie się uszkodzeń. Wszystkie dowody wskazują na to, że mikrobiom jest przyczyną uszkodzeń, dodaje Awad.
      Naukowcy pobrali krew od części pacjentów z CA i zastosowali zaawansowane modele maszynowego uczenia się do zidentyfikowania kombinacji sygnałów molekularnych powiązanych z chorobą. U osób z CA stwierdzono znaczną różnicę w biomarkerach wskazujących na obecność LPS i stanu zapalnego. W ten sposób de facto powstały też zindywidualizowane testy dla każdego z pacjentów z CA.
      Badając kombinacje populacji bakterii oraz biomarkerów w krwi byliśmy w stanie zmierzyć, na ile agresywna była choroba w przypadku każdego z pacjentów, wyjaśnia Sean Polster główny autor artykułu Permissive microbiome characterizes human subjects with a neurovascular disease cavernous angioma.
      Naukowcy już zaczęli zastanawiać się, jak w praktyce wykorzystać wyniki swoich badań. Wcześniejsze badania na myszach wykazały, że zwierzęta spożywające emulgatory, które są częstym dodatkiem do żywności przetworzonej, doświadczały częstszych krwawień z mózgu. Prawdopodobną przyczyną było zaburzanie równowagi mikrobiomu przez emulgatory. Badacze zalecają więc, by osoby ze zdiagnozowanym CA unikali żywności z emulgatorami.
      Profesor Awad ostrzega też, że chociaż antybiotyki i probiotyki wydają się oczywistymi metodami leczenia nierównowagi mikrobiomu, to ich stosowanie może tak zmienić mikrobiom, iż spowoduje to jeszcze większe problemy. To bardziej skomplikowane, niż się wydaje, stwierdza. Uczony ma jeszcze jedną bardzo ważną poradę dla osób z CA. Jeśli doświadczą oni infekcji powodowanej przez bakterie gram-ujemne – takiej jak infekcja układu moczowego czy zapalenia prostaty – to powinni natychmiast ją leczyć, by uniknąć możliwych uszkodzeń naczyń krwionośnych mózgu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak się okazuje, do rozwoju wielkich cywilizacji ludzkości potrzebny był nie tylko miecz i pług, ale również pióro. Autorzy najnowszej analizy dowodzą, że o być albo nie być protopaństw i pierwszych cywilizacji decydowała technologia informacyjna.
      Analiza danych zgromadzonych w ramach projektu „Seshat: Global History Databank” dowodzi, że na pewnym etapie rozwoju rodzące się państwa napotykały wąskie gardło w postaci konieczności wymiany informacji. Te, które sobie z tym poradziły, mogły rozwijać się dalej.
      Jaeweon Shin z Rice University, Michael Holton Price, David Wolpert, Hajime Shimao i Brendan Tracey z Santa Fe Institute oraz Timothy Kohler z Washington State University dowodzą, że każda cywilizacja rozwijała się w trzech etapach.
      Na początkowym etapie rozwój protopaństwa napędzany był samym wzrostem liczby ludności. Osiadły tryb życia, udomowienie roślin i zwierząt pojawiły się niezależnie w wielu miejscach na Ziemi. W wielu społeczeństwach doszło też do znacznej zmiany mobilności ich członków. Wraz z pojawianiem się nadwyżek żywności, przekazywaniem zgromadzonych dóbr kolejnym pokoleniom rosły nierówności, pojawiały się i umacniały ośrodki władzy.
      Powstawały protopaństwa, a wzrost ich siły był napędzany wzrostem liczby ludności. Niemal wszędzie obserwuje się występowanie takich powiązanych ze sobą zjawisk jak wzrost produkcji rolnej, wzrost liczby ludności, pojawianie się zaczątków miast, rozwój hierarchii politycznej i coraz większe nierówności majątkowe. Na wszystkich kontynentach gdzie pojawiło się rolnictwo zauważalny jest wysoki stopień podobieństwa zarówno w sposobie formowania się społeczności ludzkich, od niewielkich grup łowców-zbieraczy po ostatnią znaną nam formę czyli wielkie społeczeństwa miejskie.
      Naukowcy chcieli sprawdzić, co powoduje, że społeczeństwa rozwijają się w tak bardzo podobny sposób. W tym celu wzięli na warsztat bazę Seshat. To ambitny projekt, w którym pod uwagę branych jest ponad 1500 zmiennych, za pomocą których opisano ponad 400 społeczeństw z 6 kontynentów na przestrzeni ostatnich 10 000 lat historii.
      Na podstawie wykonanej analizy autorzy badań doszli do wniosku, że po początkowej pierwszej fazie rozwoju protopaństw wzrost liczby ludności przestaje wystarczać i pojawia się wąskie gardło. Jest nim konieczność opracowania efektywnego systemu wymiany informacji i przeprowadzania transakcji handlowych. Istnieje bardzo silny związek pomiędzy sposobem, w jaki społeczeństwa przetwarzają informacją, a tym, jak duże mogą się stać. Wydaje się, że wcześnie dokonany postęp w przetwarzaniu informacji, a zatem np. pojawienie się pisma czy pieniądze, był dla rozwoju tamtych społeczeństw równie ważny, jak dla nas ważny jest dzisiaj internet, mówi Tim Kohler. Dopiero, gdy w takim protopaństwie pojawi się pismo i pieniądz, społeczeństwo może nadal się rozwijać i przejść do fazy trzeciej.
      Nasze analizy wykazały, że starożytne cywilizacje, po osiągnięciu pewnej wielkości, natykały się na informacyjne wąskie gardło. To punkt zwrotny naszej skali rozwoju społeczeństw. Bardzo rzadko zdarzało się, by bez pisma lub pieniądza, mogły nadal się rozwijać. Jednak tam, gdzie dokonano tych wynalazków, narodziły się wielkie imperia, dodaje Kohler.
      Badania Kohlera i jego kolegów dostarczają też możliwego wyjaśnienia różnic technologicznych, jakie widzimy pomiędzy cywilizacjami Starego i Nowego Świata. Ich praca dowodzi bowiem, że bardzo mało cywilizacji obu Ameryk było w stanie dotrzeć do punktu zwrotnego. W związku z tym istniała tam mniejsza presja na rozwój pisma i innych form informacji, które przyniosły postęp technologiczny w Europie i Azji.
      Jednym z głównych powodów, dla których cywilizacje Ameryki nigdy nie osiągnęły punktu zwrotnego był brak koni, wołów i innych dużych zwierząt zdolnych do przenoszenia ludzi i ładunków. Takie zwierzęta pozwalały na powstanie nadwyżek żywności, ułatwiały handel i umożliwiały ekspansję imperiów w Azji i Europie, dodaje Kohler.
      Naukowcy mają nadzieję, że analiza bazy Seshat da też odpowiedź na inne interesujące pytania, jak np. dlaczego niektóre cywilizacje upadły, mimo że nie widać żadnych zewnętrznych przyczyn ich porażki. Mamy nadzieję, że z czasem, gdy do Seshat będzie trafiało coraz więcej danych, uda nam się odpowiedzieć na tego typu pytania, mówi Kohler.
      Obecnie posiadamy nowe niezwykłe możliwości przechowywania i przetwarzania danych. Większe niż kiedykolwiek wcześniej. Czy to oznacza, że przed nami nowy etap rozwoju ludzkiej cywilizacji? A jeśli tak, to jak będzie on wyglądał, zastanawia się uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wyjście z łóżka w ciemny zimowy poranek jest dla wielu nie lada wyzwaniem. Nie ma jednak co robić sobie z tego powodu wyrzutów. Neurobiolodzy z Northwestern University odkryli właśnie mechanizm wskazujący, że zachowanie takie ma biologiczne podstawy.
      Naukowcy zauważyli otóż, że muszki owocówki posiadają rodzaj termometru, który przekazuje informacje o temperaturze z czułków zwierzęcia do bardziej rozwiniętych części mózgu. Wykazali też, że gdy jest ciemno i zimno sygnały te tłumią działanie neuronów odpowiedzialnych za przebudzenie się i aktywność, a tłumienie to jest najsilniejsze o poranku.
      To pomaga wyjaśnić dlaczego, zarówno w przypadku muszek owocówek jak i ludzi, tak trudno jest obudzić się w zimie. Badając zachowanie muszek możemy lepiej zrozumieć jak i dlaczego temperatury są tak ważne dla regulacji snu, mówi profesor Marco Gallio z Winberg College of Arts and Sciences.
      W artykule opublikowanym na łamach Current Biology autorzy badań jako pierwsi opisali receptory „absolutnego zimna” znajdujące się w czułkach muszki. Reagują one wyłącznie na temperatury poniżej strefy komfortu termicznego zwierzęcia, czyli poniżej 25 stopni Celsjusza. Po zidentyfikowaniu tych neuronów uczeni zbadali ich interakcję z mózgiem. Okazało się, że głównym odbiorcą przesyłanych przez nie informacji jest mała grupa neuronów mózgu, która jest częścią większego obszaru odpowiedzialnego za kontrolę rytmu aktywności i snu. Gdy obecne w czułkach receptory zimna zostają aktywowane, wówczas komórki w mózgu, które zwykle są aktywowane przez światło, pozostają uśpione.
      Odczuwanie temperatury to jeden z najważniejszych stymulantów. Podstawy jego działania, jakie znaleźliśmy u owocówki, mogą być identyczne u ludzi. Niezależnie bowiem od tego, czy mamy do czynienia z człowiekiem czy z muszką, narządy zmysłów mają do rozwiązania te same problemy i często jest to robione w ten sam sposób, dodaje Gallio.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lekka silikonowa opaska może być zakładana pod kask w czasie uprawiania sportu. Wynalazek mierzy przyspieszenia działające na głowę człowieka i aktywność elektryczną kory mózgowej. Dzięki niemu od razu wiadomo, co dzieje się w mózgu, gdy dochodzi do upadku albo zderzenia.
      Nad opaską pracuje zespół naukowców z Wydziału Mechanicznego Politechniki Wrocławskiej i dwaj neurochirurdzy – z Wrocławia i Legnicy. Ich urządzenie składa się z kilkunastu czujników – akcelerometrów (mierzących przyspieszenia działające na głowę) oraz czujników pulsu, temperatury ciała, stopnia natlenienia krwi i kwasowości wydzielanego potu. Są tam także elektrody, dzięki którym możliwa jest elektroencefalografia, czyli EEG – pomiar aktywności elektrycznej kory mózgowej. Wszystkie te dane są zapisywanie na karcie pamięci, a potem przetwarzane przez komputer. Sama opaska jest wykonana z lekkiego i przyjemnego dla skóry silikonu i ma (opcjonalne) paski przechodzące przez środek głowy i wkładki douszne z czujnikami ruchu (IMU).
      Nikt do tej pory nie mierzył, co dzieje się z korą mózgową w czasie uderzenia głowy – podkreśla dr hab. inż. Mariusz Ptak z Katedry Konstrukcji Badań Maszyn i Pojazdów na Wydziale Mechanicznym, kierownik projektu. Zwykle gdy dochodzi do poważniejszego wypadku, EEG jest wykonywane kilkadziesiąt minut po takim zdarzeniu w szpitalu. My mamy szansę zobaczyć, jak zmienia się potencjał elektryczny w mózgu w czasie rzeczywistym. Przylegające do skóry elektrody są jednym z najważniejszych elementów naszej opaski. Każdy organizm jest bowiem inny i u niektórych ludzi nawet mały uraz może być przyczyną bardzo poważnych powikłań. Dlatego sam pomiar sił działających na głowę mógłby być niewystarczającym wskaźnikiem dla określenia ryzyka poważnego urazu. EEG pozwala nam bardzo dokładnie przyjrzeć się wszystkiemu, co dzieje się w głowie człowieka.
      Badania na zawodniku futbolu amerykańskiego
      Do tej pory badania na ludzkim mózgu związane z uderzeniami w czasie rzeczywistym – z oczywistych powodów – prowadzono na ciałach zmarłych.
      Nie wiemy natomiast, co dzieje się w mózgu osoby żyjącej. Wyniki mogą być zupełnie inne od tych dostępnych w literaturze, bo przecież wiele parametrów jest skrajnie odmiennych, jak choćby stopień nawodnienia organizmu – tłumaczy Johannes Wilhelm, doktorant na Wydziale Mechanicznym uczestniczący w tym projekcie. Dzięki opasce możemy dowiedzieć się np., co prowadzi do utraty świadomości człowieka. Będziemy mogli przeanalizować, jakie fale przechodzą przez mózg i jak on na nie reaguje.
      Naukowcy nie zamierzają oczywiście doprowadzać do wypadków osób zakładających zaprojektowaną i zbudowaną przez nich opaskę. Chcą przeprowadzić dużą liczbę badań, licząc na to, że przy okazji uda się zarejestrować także upadki czy zderzenia, które są nieuniknione przy aktywności fizycznej. Do udziału zaprosili więc wolontariuszy uprawiających różne dyscypliny sportu, w tym m.in. studenta naszej uczelni, który jest zawodowym graczem wrocławskiego zespołu futbolu amerykańskiego.
      Mamy już sporo danych dotyczących codziennej aktywności ludzi, np. podskakiwania czy biegania, które też są dla nas istotne, bo wiemy już, jak zachowuje się wtedy mózg i jakie naprężenia przez niego przechodzą – opowiada Marek Sawicki, doktorant na Wydziale Mechanicznym i współautor pomysłu.
      Naukowcy chcą stworzyć model pokazujący, jak rozchodzą się przyspieszenia w głowie człowieka przy konkretnym uderzeniu. Stąd potrzeba jak największej ilości danych, by model był wiarygodny.
      Chcemy zarejestrować dane od osób jeżdżących na rowerze, nartach, snowboardzie itd. Im większe zróżnicowanie, tym lepiej dla naszych badań – dodaje Johannes Wilhelm. Interesujące dla nas mogą być nawet dane z opaski osoby bawiącej się na dużym koncercie, stojącej niedaleko nagłośnienia.
      Członkowie zespołu sprawdzali wcześniej prototyp swojego wynalazku na manekinie o rozmiarach dziecka, służącym normalnie do laboratoryjnych badań zderzeniowych. Taką "lalkę" zrzucali z huśtawek i drabinek na placu zabaw, by porównywać zarejestrowane przyspieszenia.
      Przy okazji przekonaliśmy się, że zimą zabawa dziecka na placu pokrytym masą bitumiczną nie jest najlepszym pomysłem – opowiada dr hab. Ptak. Pomiary wykonywaliśmy przy temperaturze około 4 st. C. Podłoże, które normalnie służy do absorbowania części energii przy upadku, w takich warunkach jest twarde jak asfalt. Nasza opaska zarejestrowała, że na głowę manekina spadającego na podłoże z granulatu gumowego działało przyspieszenie 100 g, czyli naprawdę bardzo duże i grożące poważnymi konsekwencjami.
      W czym pomoże opaska?
      Twórcy opaski przekonują, że pozwoli ona nie tylko na dokładne prześledzenie, w jaki sposób dochodzi do uszkodzeń i dysfunkcji w mózgu w wyniku zderzeń i upadków, ale może pomóc np. w pracach nad sprzętem zabezpieczającym głowę (np. testach kasków). Naukowcy są także w kontakcie z neurobiologami z USA, zajmującymi się badaniami związanymi z poprawą pamięci poprzez oddziaływanie elektrodami na mózg. Być może opaska z Wrocławia będzie wykorzystywana również w tych badaniach.
      Mogłaby służyć także do monitorowania treningów profesjonalnych sportowców, pomagając w ocenie stanu skupienia i stresu, jakiemu te osoby są poddane w czasie przygotowań do sezonu zawodów swojej dyscypliny.
      Na razie zyskała uznanie w konkursie "Student-Wynalazca" organizowanym przez Politechnikę Świętokrzyską – nagrodzono ją wyróżnieniem w 2019 r. Opaska została też zgłoszona do tegorocznej siódmej edycji konkursu "Eureka! DGP. Odkrywamy polskie wynalazki" – jako jedno z 20 naukowych przedsięwzięć z całej Polski. Naukowcy chcą też ją opatentować – obecnie ich rozwiązanie jest na etapie zgłoszenia patentowego.
      Wynalazek jest częścią dużego projektu aHEAD  (z ang. advanced Head models for safety Enhancement And medical Development), realizowanego dzięki grantowi "Numeryczny system wielowariantowych modeli głowy człowieka do symulacji patofizjologii urazów czaszkowo-mózgowych" z programu "Lider" Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.
      Nad opaską pracują: dr hab. inż. Mariusz Ptak (PWr), dr inż. Monika Ratajczak z Uniwersytetu Zielonogórskiego, dr inż. Fabio Fernandez z Uniwersytetu Aveiro w Portugalii, doktoranci Johannes Wilhelm, Marek Sawicki i Maciej Wnuk z Wydziału Mechanicznego PWr oraz neurochirurdzy dr Artur Kwiatkowski (Oddział Neurochirurgiczny Wojewódzkiego Specjalistycznego Szpitala w Legnicy) i Konrad Kubicki (Uniwersytecki Szpital Kliniczny we Wrocławiu – Klinika Neurochirurgii). W pracach informatycznych pomaga student W10 Oliwer Sobolewski.
      O projekcie można także przeczytać na jego stronie internetowej.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...