Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Mikrożelowe kropki zabiją pojedyncze bakterie
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Rewolucyjna proteza PRIMA, stworzona przez firmę Science Corporation, umożliwiła ponowne czytanie osobom, które utraciły tę możliwość w wyniku zaniku geograficznego związanego z wiekiem zwyrodnienia plamki żółtej (AMD). Wszczepiony do oka elektroniczny implant połączony z okularami do rozszerzonej rzeczywistości umożliwił chorym na odczytanie liter z tablicy Snellena. A trzeba wiedzieć, że przed zabiegiem niektórzy z chorych nie widzieli nawet samej tablicy.
Związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej to postępujące schorzenie siatkówki, w wyniku którego dochodzi do uszkodzenia widzenia centralnego. Jest ono niezbędne do czytania, rozpoznawania twarzy czy wykonywania codziennych czynności. Choroba dotyka osób starszych, a czynnikami ryzyka są m.in. palenie papierosów oraz dieta bogata w tłuszcze nasycone i przetworzoną żywność. Jej najczęstszą postacią jest postać sucha (atroficzna), w której powoli dochodzi do zaniku komórek siatkówki i utraty centralnego widzenia.
Cechami charakterystycznymi zaniku geograficznego są degeneracja nabłonka barwnikowego siatkówki oraz receptorów, a nazwa tej odmiany choroby pochodzi od nieregularnego – podobnego do mapy – rozkładu obszarów zanikowych w siatkówce. Wskutek zaniku geograficznego może dojść do całkowitej utraty widzenia w oku.
W The New England Journal of Medicine ukazał się właśnie artykuł opisujący wyniki testów klinicznych przeprowadzonych na 38 pacjentach w 17 szpitalach w 5 krajach. Wszyscy mieli ponad 60 lat i wszyscy cierpieli na zanik geograficzny. Do badań zakwalifikowano osoby, których ostrość widzenia była nie lepsza niż 20/320. Oznacza to bardzo słaby wzrok. Osoby te całkowicie utraciły widzenie centralne, pozostało im słabe widzenie obwodowe.
Prawidłowe widzenie to 20/20. Określa się je na podstawie badań za pomocą znanej wszystkim tablicy Snellena, na której znajdują się litery o malejącym rozmiarze. Ostrość widzenia 20/20 mają osoby, które z odległości 6 metrów są w stanie przeczytać 8. linię. Największa litera, na samej górze, oznacza ostrość widzenia 20/200. Celem eksperymentów z implantem PRIMA było osiągnięcie klinicznie znaczącej poprawy wzroku, co zdefiniowano, jako poprawę o ≥0,2 logMAR w ciągu 12 miesięcy po zabiegu. Oznacza to, że za sukces uznano by sytuację, w której najlepiej widzące osoby – te ze wzrokiem 20/320 – doświadczyły poprawy do 20/200, co pozwoliłoby im odczytać pierwszą literę z tablicy Snellena. Podczas badań naukowych nie wykorzystuje się jednak tablicy Snellena, a tablic ETDRS, które są dokładniejsze i bardziej rozbudowane.
PRIMA to pierwsze w historii urządzenie pozwalające na czytanie osobom, które utraciły centralne pole widzenia. To nowa epoka w historii sztucznego wspomagania wzroku. Niewidome osoby po raz pierwszy w znaczącym stopniu odzyskały widzenie centralne. Nigdy wcześniej nie udało się tego uzyskać. Możliwość ponownego czytania to znacząca poprawa jakości życia. Pozwala na poprawienie ich nastroju, odzyskanie pewności siebie i niezależności. Procedura wszczepienia implantu PRIMA może być przeprowadzona przez doświadczonego chirurga witreoretinalnego w czasie krótszym niż 2 godziny, mówi profesor Mahi Muqit z Instytutu Oftalmologii University College London, który odpowiadał za brytyjską część badań klinicznych.
Zabieg rozpoczyna się od witrektomii, czyli usunięciu ciała szklistego oka. Następnie pod centralną część siatkówki wszczepiany jest ultracienki bezprzewodowy chip fotowoltaiczny o wymiarach 2x2x0,03 mm. Uzupełnieniem chipa są wyposażone w kamerę okulary do rzeczywistości rozszerzonej połączone z niewielkim komputerem noszonym przy pasku. Miesiąc po operacji, gdy oko się zagoi, czip jest aktywowany. Kamera w okularach rejestruje obraz, a algorytmy sztucznej inteligencji w przenośnym komputerze przetwarzają dane i wysyłają je do kamery. Ta z kolei rzutuje go w podczerwieni na chip w oku. W ten sposób pobudza go na podobieństwo panelu fotowoltaicznego, wytwarzającego ładunki elektryczne. Przez nerwy w oku wędrują one do mózgu, który interpretuje je jako obraz. Dopóki komputer i okulary nie są włączone, chip nie otrzymuje żadnych sygnałów i nie działa.
Pacjenci przechodzili kilkumiesięczną rehabilitację, podczas której uczyli się korzystać z urządzenia i czytać. Okazało się, że średnia poprawa wzroku była na tyle duża, że pozwoliła pacjentom na odczytanie 5 dodatkowych linii na ETDRS, a jeden z pacjentów mógł odczytać 12 dodatkowych linii. Niektórzy z pacjentów widzieli litery z ostrością 20/42.
Badanych zachęcano też, by na swój sposób wykorzystywali PRIMA. Jedna z brytyjskich pacjentek zabrała się więc za rozwiązywanie krzyżówek, mężczyzna z Francji postanowił zaś użyć implantu do odczytywania układu paryskiego metra podczas przemieszczania się po mieście. Oba te zadania są bardziej złożone niż samo czytanie.
Testy wykazały, że urządzenie jest bezpieczne. W czasie badań zarejestrowano wystąpienie 26 skutków ubocznych u 19 pacjentów, z czego 21 wystąpiło w ciągu 2 miesięcy od wszczepienia implantu, a 20 ustąpiło w ciągu kolejnych 2 miesięcy. U żadnego z pacjentów nie zauważono pogorszenia widzenia obwodowego.
Obecnie PRIMA pozwala na uzyskanie czarno-białego obrazu, ustawianie kontrastu, jasności i powiększanie do 12 razy. Twórcy implantu już pracują nad jego udoskonaleniem i zapewniają, że nowe oprogramowanie pozwoli na generowanie obrazu w pełnej skali szarości. Pierwszym życzeniem pacjentów była możliwość czytania. Drugim zaś – możliwość rozpoznawania twarzy. A to wymaga pełnej skali szarości, mówi profesor Daniel Palanker ze Stanford Medicine, który pracuje nad nowym algorytmem dla implantu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed kilku laty głośno było o Neuralink, firmie Elona Muska, który obiecał stworzenie implantu łączącego ludzki mózg z komputerem. Przed kilkoma miesiącami biznesmen ogłosił, że do maja bieżącego roku rozpoczną się testy implantu The Link na ludziach. Jednak przed Neuralinkiem może być bardzo wyboista droga. Media doniosły właśnie, że już przed rokiem Federalna Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) odrzuciła wniosek o testy urządzenia, a dwa amerykańskie ministerstwa prowadzą śledztwo ws. działań firmy Neuralink.
The Link ma być wszczepiany do mózgu. Jako taki jest przez FDA klasyfikowany jako urządzenie Klasy III. Należą do niej urządzenia medyczne, które podtrzymują lub wspierają funkcje życiowe, są implantowane lub stwarzają potencjalnie nieuzasadnione ryzyko choroby lub odniesienia obrażeń. FDA oświadczyła, że wniosek Neuralinku o rozpoczęcie testów na ludziach zawierał „dziesiątki niedociągnięć”, więc został odrzucony. Wątpliwości Agencji budziły m.in. stabilność akumulatorów i systemu ładowania, możliwość migrowania implantu w mózgu czy uszkodzenia tkanki. I mimo upływu wielu miesięcy Neuralink wciąż nie jest w stanie poprawić wszystkich niedociągnięć.
Odrzucenie wniosku nie oznacza, co prawda, że The Link nie zostanie w końcu dopuszczony do testów, ale wskazuje, że kilkunastu ekspertów, którzy przyglądali się implantowi, zgłosiło poważne zastrzeżenia.
To jednak nie wszystkie problemy. Pod koniec ubiegłego roku Departament Rolnictwa wszczął śledztwo ws. złego traktowania zwierząt laboratoryjnych przez firmę Muska, a Departament Transportu otworzył swoje śledztwo dotyczące nieprawidłowości przy międzystanowym transporcie materiałów niebezpiecznych, w tym implantów od chorych zwierząt.
Ustalenia Departamentów Rolnictwa i Transportu mogą w jakiś pośredni sposób wpłynąć na proces decyzyjny FDA. Dodatkowo sprawę mogą skomplikować zapowiedzi Muska i innych przedstawicieli firmy, którzy twierdzili, że The Link pozwoli niewidomym widzieć, sparaliżowanym chodzić oraz pozwoli na połączenie z jakimś rodzajem sztucznej inteligencji. Urządzenia Klasy III są oceniane pod kątem bezpieczeństwa oraz spełniania stawianych przed nimi założeń. Szumne zapowiedzi dotyczące niezwykłych możliwości The Link, nawet jeśli nie znajdą się w oficjalnym wniosku, mogą spowodować, że urzędnicy FDA będą znacznie baczniej przyglądali się urządzeniu i aplikacji.
Eksperci uważają, że firma Muska nie ma niezbędnej wiedzy i doświadczenia, by w przewidywalnym czasie wprowadzić na rynek implant mózgowy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jednym z wielkich wyzwań współczesnej medycyny jest zrozumienie, dlaczego niektórzy pacjenci nie reagują na leczenie onkologiczne. Guzy nowotworowe takich osób wykazują wielolekooporność, co znacząco ogranicza opcje terapeutyczne. Naukowcy z Hiszpańskiego Narodowego Centrum Badań Onkologicznych (CNIO, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas) znaleźli właśnie jedną z przyczyn tej lekooporności i opisali potencjalną strategię walki z guzami niepoddającymi się leczeniu.
Przeprowadzone przez nich badania pokazują, dlaczego terapie nie skutkują w przypadku niektórych guzów oraz pokazują słabe punkty tych opornych nowotworów. Teraz wiemy, że te słabe punkty można wykorzystać za pomocą już istniejących leków, mówi Oscar Fernandez-Capetillo, który stał na czele zespołu badawczego.
Hiszpanie znaleźli mutacje, w wyniku których dochodzi do dezaktywacji genu FBXW7, co z kolei powoduje, że guzy nowotworowe stają się niewrażliwe na większość dostępnych terapii. Jednak w tym samym czasie dezaktywacja genu FBXW7 powoduje, że komórki nowotworu stają się wrażliwe na leki wywołujące zintegrowaną odpowiedź na stres (ISR).
Autorzy badań zauważają, że FBXW7 jeden z 10 genów, które ulegają najczęstszym mutacjom w komórkach nowotworowych, a pojawienie się jego zmutowanej wersji jest powiązane z bardzo małymi szansami na przeżycie nowotworu.
Hiszpańscy naukowcy wykorzystali technologię CRISPR i mysie komórki macierzyste, by poszukać mutacji odpowiedzialnych za oporność na leki antynowotworowe czy ultrafiolet. Bardzo szybko wpadli na trop FBXW7, co sugerowało, że mutacja tego genu odpowiada za pojawienie się wielolekooporności. Przeanalizowali wówczas bazy danych z informacjami dotyczącymi oporności ponad 1000 linii komórkowych nowotworów na tysiące środków. Potwierdzili w ten sposób, że komórki ze zmutowanym FBXW7 są oporne na większość leków. Z kolei analizy bazy Cancer Therapeutics Response Portal ujawniły, że zmniejszenie ekspresji FBXW7 było powiązane z gorszymi wynikami leczenia.
Poszukując związku przyczynowo-skutkowego pomiędzy zmniejszoną ekspresją FBXW7 a wielolekoopornością naukowcy przyjrzeli się mitochondriom. Odkryli, że w komórkach z deficytem FBXW7 występuje nadmiar białek mitochondrialnych, o których wiemy, że są powiązane z występowaniem lekooporności. Stwierdzili też, że mitochondria w takich komórkach są poddane dużemu stresowi. I to właśnie ten stres może pomóc w przełamaniu lekooporności.
Mitochondria to pozostałości bakterii, które przed miliardami lat połączyły się z prymitywnymi komórkami eukariotycznymi. Powstaje więc pytanie, czy antybiotyki zabijające bakterie, mogłyby zabijać też komórki nowotworowe, w których występuje nadmiar białek mitochondrialnych. Wskazówki na ten temat pojawiały się już w przeszłości. Zauważono bowiem, że pewne antybiotyki pomagały niektórym pacjentom nowotworowym. Były to jednak izolowane przypadki, naukowcy nie byli w stanie określić, dlaczego akurat w tych nielicznych przypadkach antybiotyki były skuteczne. Hiszpanie poszli tym tropem i wykazali, że tygecyklina jest toksyczna dla komórek z deficytem FBXW7.
Jednak jeszcze ważniejsze było odkrycie, jak na takie komórki działa tygecyklina. Hiszpanie wykazali, że zabija ona komórki poprzez nadmierną aktywację zintegrowanej odpowiedzi na stres (ISR). A później dowiedli, że inne antybiotyki zdolne do aktywowania ISR, również są toksyczne dla komórek ze zmutowanym FBXW7.
Trzeba w tym miejscu dodać, że wiele z takich leków jest obecnie używanych w terapiach przeciwnowotworowych, sądzono jednak, że działają za pomocą innych mechanizmów. Nasze badania pokazują, że aktywowanie zintegrowanej odpowiedzi na stres może być sposobem na przełamanie oporności na chemioterapię. Jednak pozostało jeszcze wiele do zrobienia. Trzeba odpowiedzieć na pytanie, które leki najlepiej aktywują ISR i działają najsilniej, którzy pacjenci mogą odnieść największe korzyści z ich stosowania. W najbliższej przyszłości będziemy pracowali nad tymi odpowiedziami, dodaje Fernandez-Capetillo.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Od czasu przełomowego odkrycia fal grawitacyjnych amerykańskie obserwatorium LIGO we współpracy ze swoim europejskim odpowiednikiem Virgo zarejestrowały dziesiątki zdarzeń, które wygenerowały zmarszczki czasoprzestrzeni. W przyszłości obserwatoria fal grawitacyjnych będą udoskonalane, co pozwoli na wykrycie większej liczby fal pochodzących z głębszych regionów wszechświata, a co za tym idzie, pozwoli nam lepiej zrozumieć wszechświat i poznać jego tajemnice.
Fale grawitacyjne powinny ściskać i rozciągać przestrzeń o 1 część na 1021, co oznacza, że cała Ziemia jest ściskana lub rozciągana o 1/100000 nanometra, czyli mniej więcej o grubość jądra atomu. W ramach eksperymentu LIGO zbudowano dwa interferometry ułożone w kształt litery L o długości 4 kilometrów każdy. Na końcach tuneli umieszczono lustra odbijające światło. W stronę luster wystrzeliwany jest promień lasera, który odbija się i powraca do detektorów. Jeśli promienie przebyły drogę o różnej długości, pomiędzy promieniami dojdzie do interferencji. Badając interferencję naukowcy są w stanie zmierzyć relatywną długość obu ramion z dokładnością do 1/10 000 szerokości protonu. To wystarczająca dokładność, by wykryć ewentualne zmiany długości obu ramion interferometrów spowodowane obecnością fal grawitacyjnych. W skład LIGO wchodzą dwa laboratoria - w stanach Luizjana i Waszyngton.
Jednym z niezwykle ważnych elementów wpływających na czułość obu detektorów wchodzących w skład LIGO jest powłoka wspomnianych luster. Każde z nich waży 40 kilogramów, a w każdym z detektorów znajdują się 4 takie lustra. Im większy współczynnik odbicia luster, tym bardziej czuły interferometr. Jednak te same powłoki, dzięki którym lustra odbijają światło, mogą prowadzić do zwiększenia szumu tła, a to z kolei może zagłuszać sygnał z fal grawitacyjnych. A trzeba wiedzieć, że LIGO jest wrażliwy na ruch uliczny, ruchy tektoniczne czy uderzenia fal na odległym wybrzeżu. Dlatego też ciągle trwają prace nad odpowiednimi powłokami luster.
Teraz specjaliści z California Institute of Technology (Caltech), pracujący przy LIGO, poinformowali o opracowaniu nowej powłoki wykonanej z tlenku tytanu i tlenku germanu. Za jej pomocą można będzie 2-krotnie zmniejszyć szum tła z luster, co pozwoli na 8-krotnie powiększenie przestrzeni wszechświata, z której LIGO może zbierać sygnały. Poszukujemy najdoskonalszego z obecnie dostępnych materiałów. Nasza zdolność do badania tego, co dzieje się w astronomicznej skali wszechświata jest ograniczona zjawiskami zachodzącymi w mikroskopijnej przestrzeni [powłoki luster - red.], mówi Gabriele Vajente, główna autorka badań nad nową powłoką. Mamy nadzieję, że dzięki nowej powłoce będziemy mogli zwiększyć częstotliwość wykrywania fal grawitacyjnych z obecnej raz na tydzień do raz na dzień lub częściej, dodaje dyrektor LIGO Laboratory na Caltech David Reitze.
Nawet najmniejsze zakłócenia z otoczenia, takie jak wibracje atomów wywołane temperaturą, mogą wpłynąć na czas odbicia światła lasera od luster i zakłócić pracę interferometru.
Najważniejsze w naszej pracy było stworzenie lepszych metod testowania różnych materiałów. Teraz możemy sprawdzić ich właściwości w około 8 godzin, a praca taka jest w pełni zautomatyzowana. Wcześniej zajmowało to około tygodnia. Dzięki temu mogliśmy szybciej testować różne połączenia różnych materiałów. Niektóre z nich zupełnie się nie sprawdzały, ale dało nam to wgląd w to, jakich właściwości powinniśmy poszukiwać, wyjaśnia Vajente. W końcu uczeni zauważyli, że odpowiednia kombinacja tlenku tytanu i tlenku germanu najlepiej redukuje wibracje wywołane zmianami temperatury.
Lustra z nową powłoką mogą zostać zastosowane już w czasie 5. kampanii badawczej LIGO, która ruszy w połowie dekady w ramach programu Advanced LIGO Plus. Latem przyszłego roku rozpocznie się zaś 4. kampania badawcza, ostatnia z programu Advanced LIGO.
O tym, jak ważne był opracowanie nowej powłoki mówi dyrektor Reitze. To zmieni badania prowadzone w ramach Advanced LIGO Plus. To wspaniały przykład, jak bardzo LIGO jest uzależnione od najnowocześniejszych osiągnięć optyki i badań materiałowych. To największy od 20 lat postęp w optyce wykorzystywanej w LIGO.
Przydatność przeprowadzonych właśnie badań nie ogranicza się jedynie do wykorzystania ich wyników przy wykrywaniu fal grawitacyjnych. W przyszłości ich wyniki mogą zostać wykorzystane w telekomunikacji czy przemyśle półprzewodnikowym.
« powrót do artykułu -
przez 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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.