Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Ludzkie ciało nie jest dostosowane do pobytu w przestrzeni kosmicznej. Dlatego zachowanie zdrowia i kondycji kosmonautów to jeden z priorytetów misji pozaziemskich. Wiemy, że długotrwały pobyt w stanie nieważkości prowadzi do utraty masy mięśniowej, osłabia kości, negatywnie wpływa na oczy. Nowe badania opublikowane na łamach JAMA Neurology sugerują, że poza ochronną powłoką ziemskiej atmosfery dochodzi też do uszkodzeń mózgu i przyspieszonej degeneracji komórek nerwowych.

Badania przeprowadzono na pięciu rosyjskich kosmonautach, którzy przebywali na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Przed misją i po niej pobrano im próbki krwi, w których określono koncentrację białek specyficznych dla mózgu. Badania wykazały, że w czasie pobytu w przestrzeni kosmicznej dochodzi do niewielkich uszkodzeń mózgu, które mogą jednak mieć długofalowe niekorzystne skutki dla zdrowia. Badania takie mogą mieć poważne konsekwencje dla planowanych załogowych misji na Marsa.

Każdy z kosmonautów, a byli to mężczyźni, których średnia wieku wynosiła 49 lat, spędził w przestrzeni kosmicznej około pół roku. Na 20 dni przed startem pobrano od nich krew. Później badania powtórzono dzień, tydzień i trzy tygodnie po wylądowaniu. Henrik Zetterberg z Uniwersytetu w Göteborgu, Alexander Choukér z Uniwersytetu Ludwika Maksymiliana w Monachium oraz Glina Wassilijewa z Rosyjskiej Akademii Nauk określili poziom pięciu protein we krwi: lekkiego białka neurofilamentu (NfL), kwaśnego białka włókienkowego (GFAP), białka tau oraz amyloidu beta Aβ40 i Aβ42.

Poziom tych białek we krwi pozwala określić integralność komórek mózgowych. Na przykład podwyższony poziom NfL świadczy o uszkodzeniu aksonów, a poziom amyloidu beta jest wykorzystywany w diagnostyce chorób neurodegeneracyjnych.

Badania wykazały, że nawet 3 tygodnie po powrocie na Ziemię poziom NfL, GFAP oraz Aβ40 był u wszystkich znacznie podniesiony. Jednak spadał, gdyż największą koncentrację tych białek zarejestrowano tydzień po wylądowaniu. Zetterberg i Choukér informują, że z ich badań wynika, iż długoterminowy pobyt w przestrzeni kosmicznej wpływa na różne tkanki w mózgu.

Wydaje się, że problem dotyczy wszystkich tkanek odpowiednich dla badanych biomarkerów, mówi pomysłodawca badań, Peter zu Eulenburg z Göteborga.

Naukowcy przypuszczają, że przyczyną problemów jest zmiana dystrybucji płynów w czasie pobytu w przestrzeni kosmicznej oraz powrót sytuacji do normy po zakończeniu misji. Zwracają przy tym uwagę, że problemy dotykają kosmonautów przez całe tygodnie po powrocie, gdyż czas półrozpadu każdego z badanych biomarkerów jest znacznie krótszy niż trzy tygodnie. Utrzymywanie się wysokiego poziomu przez tak długi czas pokazuje, że problemy wciąż mają miejsce.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tyle, że to też rodzi problemy, które są powodowane siłami Coriolisa i różnicą przypsieszenia odśrodkowego pomiędzy głową a nogami załogantów. Móżdżek odczuwa ciążenie, które nie jest skierowane prostopadle do podłoża.

O centryfudze możemy na obecną chwilę chyba zapomnieć. Także sztuczne ciążenie możemy wytworzyć  przez obrót całego statku, który przy zastsowaniu napędu chemicznego może mieć zwartą konstrukcje, a więc krótki promień obrotu. Ale z kolei będzie powolny, a więc sam lot będzie dłuższy. Z kolei użycie napędu jądrowego skróci czas lotu ale utrudni wytworzenie ciążenia. Przy użyciu atomu habitat mieszkalny będzie musiał być odseparowany od reaktora przestrzenią zapewnioną przez kratownice, co wydłuży zaś promień obrotu. 

Problem w tym, że podobno wyniki eksperymentów wskazują, że lepsze są krótsze pobyty w wirówkach wytwarzających 2-3 g i powrót w nieważkość niż stałe przebywanie w "sztucznym " 1 G.

Pod tym kątem robi się jednak  mało eksperymentów. Ciekawe eksperymenty na orbicie Ziemi, jak ISS Centrifuge (0,51 G na ISS) i Mars Gravitiy Biosatelllite (wirówka dla myszy - 0,3 G) nie zostały zrealizowane.  A pierwszy ekesperyment z wytworzeniem sztucznego ciążenia  przeprowadzono już podczas misji Gemini XI poprzez połączenie liną z Ageną. Wytworzono wówczas 0,00015 g, używając silników manewrowych. Ciekawostka, że apogeum misji to było aż 1369 km nad Ziemią. Dalej byli tylko astroanuci misji księżycowych. Rekord Conrada i Gordona jet do dzisiaj nie pobity (poza selenonautami).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jest jeszcze pomysł wykorzystania 2 ch Starshipow połączonych liną. Do karuzeli można się przyzwyczaić :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja bym się przyjrzał diecie i nawykom które są w małej puszce na orbicie zupełnie inne niż na Ziemi. A jeśli mowa o Rosjanach to półroczna absencja alkoholowa też może być szokiem dla organizmu :D

Pewnie przyczyn jest wiele a nie tylko brak siły ciążenia

Share this post


Link to post
Share on other sites
57 minutes ago, venator said:

Tyle, że to też rodzi problemy, które są powodowane siłami Coriolisa i różnicą przypsieszenia odśrodkowego pomiędzy głową a nogami załogantów. Móżdżek odczuwa ciążenie, które nie jest skierowane prostopadle do podłoża.

Jest minimalna średnica torusa po przekroczeniu której pojawią się problemy, ale są to problemy natury inżynieryjnej i do rozwiązania. Im większa średnica, tym konstrukcja wolniej może się obracaj, co nie będzie uciążliwe, a astronauci nie będą się potykać o własne nogi :)

Jeszcze znalazłem papier, gdzie w abstrakcie jest podane więcej wartości krótkoterminowych, długoterminowych, dla stałego personelu, gości po treningu, etc.

Quote

Since the NASA/Stanford space settlement studies of the 1970s the settlement design community has assumed that rotation rates must be no more than 1­2 rpm to avoid motion sickness. To achieve 1g, this rotation rate implies a settlement radius of approximately 225-­895 m, which is much larger than any existing satellite.

https://space.nss.org/wp-content/uploads/Space-Settlement-Population-Rotation-Tolerance-Globus.pdf

Edited by cyjanobakteria

Share this post


Link to post
Share on other sites

Margines do wykorzystania nie jest wcale taki szeroki:

2019-04-zalogowe-statki-tabela-przyspies

Tabela z bardzo ciekawego artykułu o statkach międzyplanetarnych:

https://kosmonauta.net/2019/04/statki-miedzyplanetarne-modul-zalogowy-czesc-2/

Napisałem jednak, że

Godzinę temu, venator napisał:

Problem w tym, że podobno wyniki eksperymentów wskazują, że lepsze są krótsze pobyty w wirówkach wytwarzających 2-3 g i powrót w nieważkość niż stałe przebywanie w "sztucznym " 1 G.

Jeśli tak jest i chcielibyśmy iśc tą drogą, to rodzi już spore problemy z wytworzeniem takiej siły w kosmosie, w dodatku na statku, któy sam ma się nie obracać. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
38 minut temu, venator napisał:

Jeśli tak jest i chcielibyśmy iśc tą drogą, to rodzi już spore problemy z wytworzeniem takiej siły w kosmosie, w dodatku na statku, któy sam ma się nie obracać. 

Wydaje się że pomysł na dwie kapsuły połączone liną/kratą powinien się dać zrealizować. Potrzeba energii na rozpędzenie, potem jedynie uzupełnia się pęd tracony przez masę białka wędrującą wzdłuż mostu. Nic, czego by średnio zaawansowana automatyka nie umiała dopilnować - połączenie mogłoby być giętkie czyli lekka lina. Martwi wytrzymałość materiałów w temperaturach pustki kosmicznej, 1g jest 1g i na końcach będzie wisiało parę kilo.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dokładnie, układ taki można porównać do mostu wiszącego. Więc to nie jest nic z czym nie poradzą sobie inżynierowie w przyszłości albo duża, aczkolwiek skończona liczba studentów astro-inżynierii. Jest to obecnie skomplikowane zadanie głównie dlatego, że wystrzeliwujemy pojazdy o delikatnej konstrukcji jak puste puszki po piwie :)

Wydaje mi się, że odporność na rozciąganie rośnie wraz ze spadkiem temperatury. W okolicy 1 AU od Słońca na stronie nasłonecznionej jest ze 120 stopni C.

main-qimg-b751cd09d32bfdf65fa8c41b305200

https://www.quora.com/Why-does-tensile-strength-decrease-with-increasing-temperature-and-increase-with-decreasing-temperature

Edited by cyjanobakteria

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jedynym problem jaki pozostaje to po co właściwie wysyłać kosmo/Astro/taiko-nautów na orbitę.
Roboty robią się tak sprytne, że bez problemu poradzą sobie z wszystkimi "taktycznymi" problemami a decyzje strategiczne i tak można wysyłać z Ziemi.
 

W dniu 6.11.2021 o 17:07, cyjanobakteria napisał:

Wydaje mi się, że odporność na rozciąganie rośnie wraz ze spadkiem temperatury.

Prosty wniosek - pancerze czołgów trzeba chłodzić kriogenicznie ;)
 

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, peceed said:

Prosty wniosek - pancerze czołgów trzeba chłodzić kriogenicznie ;)

Lepszy pancerz reaktywny z antymaterii, schłodzonej, nie wstrząśniętej i nie zmieszanej :)

 

1 hour ago, peceed said:

Jedynym problem jaki pozostaje to po co właściwie wysyłać kosmo/Astro/taiko-nautów na orbitę.

Słuszna uwaga, ale jest na wątku grono zwolenników misji załogowych. Za 2 tygodnie rusza NASA DART i myślę, że jest to kolejna zmarnowana okazja na udaną eksplorację załogową Układu Słonecznego :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie, to nie jest naiwna wiara zwolenników załogowych misji, zacytuje zresztą sam  sam siebie z innego wątku:

Cytat

 

1. Najważniejsza. Tylko załogowa misja na Marsa oraz oczywiście czasowy lub stały pobyt na tej planecie da nam odpowiedź co do technologicznych wymagań stałej obecności człowieka w przestrzeni pozaziemskiej. I przybliży nam odpowiedź na pytanie egzystencjalne - o to czy mamy szanse na rozwój  ludzkiej cywilizacji w kierunku kształtowania naszego gatunku jako międzyplanetarnego, a w dalekiej przyszłości - międzygwiezdnego. Kiedyś musi być ten pierwszy krok.

2. Przyspieszenie oraz rozwój tych technologii, które przy rozwoju tylko misji robotycznych, nie będą miały na to większej szansy. Np. wg. raportu The Science and Technology Policy Institute’s (STPI’s) z 2019 r. , powstałego na zlecenie NASA, a mającego dać odpowiedź na pytanie czy załogowe lądowanie na Marsie jest możliwe w 2033 r., jedną z najwiekszych trudności jest sprawność systemów podtrzymania życia. To także motywacja do pracy nad bardziej wydajnymi napędami, źródłami zasilania czy też inżynierią materiałową. Przy misjach automatycznych nie będzie  na to presji. 

3.Uzyskanie kompetencji miękkich.  Nic tak nie działa na wyobraźnie przyszłych inżynierów i astronautów, jak człowiek w kosmosie. 

Ps. STPI oceniła koszt misji załogowej na Marsa w 2039 r. na 87 mld dolarów wg. cen z 2017 r., ale w przypadku rozwoju technologii księżycowych np.Gateway, już tylko na 45 mld dolarów. 

 

45 mld dolarów to nie są w skali wydatków USA specjalnie duże pieniądze. 

 

Godzinę temu, Astro napisał:

jako pytanie pomocnicze: ile problemów za tę kasę można rozwiązać tu, na Ziemi, ile Istnień ludzkich można ocalić?

A ile problemów rozwiązano dzięki załogowym lotom w kosmos? Spuścizna programu Apollo choćby w zakresie medycyny, jest ogromna: urządzenia VAD (wspomaganie serca), termometry na podczerwień, implanty ślimakowe uszu , operacje oczu metodą LASIK , ratunkowe  koce termiczne typu NRC, nie mówiąc o tym, że w latach 60-tych 60% układów scalonych było kupowane przez NASA, dając potężny impuls do rozwoju branży.

Tutaj zresztą więcej:

https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_spinoff_technologies

Znaczna część tych technologii jest związana z programem Gemini-Apollo. Była duża kasa i parcie polityczne, był i rozwój. 

Dlaczego więc nowy, tak wielkoskalowy program ma nie przynieść kolejnego skoku technologicznego?

A jak załogowy Mars może bezpośrednio przełożyć się na to ratowanie istnień ludzkich? Chćby przez to, ze NASA już teraz stawia na rozówj telemetrii medycznej. Weźmy taki pulsoksymetr. Jeszcze parę lat temu urządzenie znane głównie medykom i co bardziej świadomym chorym na przewlekłe choroby układu oddechowego, dziś dzieki COVID zrobiło powszechną karierę. Dzięki metodzie wczesnej diagnozy, uratował zapewne  życie gromnej rzeszy ludzi. NASA pracuje teraz nad pulsoksymetrem zapewniającym telemetrie, o wysokiej jakości i trwałości przekazu, a przede wszystkim precyzji pomiaru. Jak można wywnioskować z tego artykułu:

https://www.wired.com/story/pulse-oximeters-equity/

nowoczesne pulsoksymetry nie spełniają często podstawowych wymagań FDA. Jak się okazuje dzieki załogowym lotom kosmicznym, już blisko 50 lat temu firma HP we współpracy z NASA opracowała pulsoksymetr pod pewnymi względami znacznie lepszy  niż obecne komercyjne. Bo NASA, w programach załogowych, stawia wysoką poprzeczkę. I to jest dobry prognostyk dla silnego impulsu rozowjowego. 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 9.11.2021 o 04:30, Astro napisał:

Co do szacowania kosztów misji, to przypomnę tylko historię czegoś, co doskonale ogarniamy, czyli np. JWST. Z początkowego bodaj 0,5 mld zrobiło się chyba 10. No i trochę to trwało, a mówimy o wyniesieniu "jakiegoś lustra" tylko. ;)

Czemu akurat TEN  przykład? Przecież przyczyny takie stanu rzeczy mają swój kontekst historyczny, którym była min. dewiza ówczesnego administratora NASA, Daniela Goldwina - "szybciej, lepiej, taniej". Okazało się po czasie, że lepiej nie da się pogodzić z szybciej, a tym bardziej z taniej. Bo było to oparte na "nadziei". Jeszcze w 1984 r. szacowano koszt NGST na 4 mld, ale później zaczęto wierzyć w szybki postęp w tanim wynoszeniu ładunków w kosmos. 

Ale takie niedoszacowanie  to raczej normalka dla takich bezprecedensowych, niezwykle zaawansowanych programów. W 1972 r. koszty Hubble'a szacowano na 300 mln dolarów (1 mld w cenach z 2007 r.) Koszt wyniósł ostatecznie 4 mld. Było warto?

W dniu 9.11.2021 o 04:30, Astro napisał:

Poważniej - to przy obecnej technologii nie mamy, i nie jest to kwestia jakichkolwiek mniejszych czy większych "kroków". To zwyczajnie przepaść do przeskoczenia i nie widać tu żadnego światełka w tunelu.

Zgodzę się jak najbardziej w kwestii podróży międzygwiezdnych, ale Mars jest w technicznym zasięgu.  Nie ma żadnych fundamentalnych przeszkód technologicznych aby tam nie polecieć i zostać, przynajmniej w ograniczonym zakresie. 

W dniu 9.11.2021 o 04:30, Astro napisał:

Rozwój napędów to nie jest dziedzina, w której gorący oddech przełożonego na karku inżyniera da jakikolwiek pozytywny efekt. Ta dziedzina jest nieustannie finansowana - owszem

Nieustannie finansowana? Gdzie i kiedy? Jeszcze kilka lat temu na rozwój nuklearno-termicznego silnika (NTP) NASA  przeznaczała...7 mln dolarów rocznie. :lol::lol::lol:

A to najbliższa realizacji technologia napędu innego niż chemiczny, do sensownej  eksploracji załogowej deep space. 

W budżetowych realiach na + zmieniło się to dopiero w czasie prezydentury Trumpa. Na efekty przyjdzie jednak poczekać

W dniu 9.11.2021 o 04:30, Astro napisał:

Kiedyś już o tym wspominałem - kolejne lądowanie człowieka na Księżycu niczego już nie przyniesie (z pewnością nie w takiej skali);  nie jest to już kroczenie w nieznane. Podobnie według mnie misja na Marsa.

Wydaje mi się @Astroże jednak sam  sobie zaprzeczasz. Z jednej strony piszesz:  Poważniej - to przy obecnej technologii nie mamy, i nie jest to kwestia jakichkolwiek mniejszych czy większych "kroków". To zwyczajnie przepaść do przeskoczenia i nie widać tu żadnego światełka w tunelu.

Z drugiej strony piszesz, że wg.  Ciebie nic lądowanie na Marsie nam nie przyniesie. A więc to  pokonanie  technologicznej i mentalnej przepaści (w udanym locie na Marsa i powrocie)  nic nie przyniesie, będzie bezowocne? Naprawdę?

 

 

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badania na szczurach sugerują, że regularnie spożywanie diety wysokotłuszczowej lub wysokokalorycznej zaburza zdolność mózgu do regulowania ilości przyjmowanych kalorii. Naukowcy z Penn State College of Medicine opublikowali na łamach Journal of Physiology artykuł, z którego dowiadujemy się, że po krótkoterminowym żywieniu dietą wysokokaloryczną mózg adaptuje się do tej sytuacji i redukuje ilość spożywanego pokarmu, by zrównoważyć liczbę przyjmowanych kalorii. Jednak przy długoterminowym spożywaniu takiej diety mechanizm ten zostaje zaburzony.
      Z przeprowadzonych badań wynika, że astrocyty – największe komórki glejowe – kontrolują szlak sygnały pomiędzy mózgiem a układem pokarmowym. Długotrwałe spożywanie diety wysokotłuszczowej/wysokokalorycznej zaburza ten szlak.
      Wydaje się, że w krótkim terminie przyjmowanie kalorii jest regulowane przez astrocyty. Odkryliśmy, że krótkotrwała – od 3 do 5 dni – ekspozycja na dietę wysokotłuszczową ma największy wpływ na astrocyty, uruchamiając szlak sygnałowy kontrolujący żołądek. Z czasem jednak astrocyty tracą wrażliwość na wysokokaloryczne pożywienie. Wydaje się, że po około 10–14 dniach takiej diety astrocyty przestają reagować i mózg nie jest w stanie regulować ilości spożywanych kalorii, mówi doktor Kirsteen Browning.
      Gdy spożywamy wysokokaloryczny pokarm, astrocyty uwalniają glioprzekaźniki i uruchamia się cały szlak sygnałowy kontrolujący prace żołądka. Dzięki temu odpowiednio się on opróżnia i napełnia w reakcji na pożywienie przechodzące przez układ pokarmowy. Zaburzenia pracy astrocytów prowadzą do zaburzeń trawienia, gdyż żołądek nie napełnia się i nie opróżnia prawidłowo.
      Naukowcy prowadzili badania 205 szczurów, które podzielono na grupę kontrolną i grupy badane. Zwierzęta z grup badanych karmiono wysokokaloryczną dietą przez 1, 3, 5 lub 14 dni. Podczas eksperymentów stosowano metody farmakologiczne i genetyczne (zarówno in vitro, jak i in vivo), które pozwalały manipulować wybranymi obszarami układu nerwowego.
      Naukowcy planują teraz poszerzenie swoich badań, gdyż chcieliby się dowiedzieć, czy utrata aktywności astrocytów jest przyczyną czy skutkiem przyjmowania nadmiernej ilości kalorii. Chcemy też wiedzieć, czy możliwe jest odzyskanie utraconej przez mózg regulacji ilości spożywanych kalorii. Jeśli tak, to być może powstaną dzięki temu metody leczenia otyłości u ludzi, stwierdza Browning. O ile, oczywiście, występowanie takiego samego mechanizmu uda się zaobserwować u naszego gatunku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Częste sprawdzanie mediów społecznościowych przez nastolatków jest powiązane ze zmianami w mózgach, decydującymi o tym, jak młodzi ludzie reagują na otoczenie – informują autorzy jednego z pierwszych długoterminowych badań nad używaniem nowoczesnych technologii a rozwojem układu nerwowego nastolatków. Z badań, których wyniki opublikowano na łamach JAMA Pediatrics wynika, że dzieci, które często sprawdzają media społecznościowe, stają się nadwrażliwe na opinie rówieśników, mówi profesor Eva Telzer z University of North Carolina at Chapel Hill.
      Większość nastolatków zaczyna używać mediów społecznościowych w jednym z najważniejszych w ludzkim życiu momentów rozwoju mózgu, przypomina współautor badań Mitch Prinstein. Wczesne lata nastoletnie to okres intensywnego rozwoju i organizacji mózgu. Pod względem intensywności ustępuje on jedynie wczesnemu dzieciństwu. W tym czasie silnie rozwijają się m.in. regiony związane z reakcją na nagrody i kary społeczne.
      Autorzy badań przez trzy lata śledzili losy 169 uczniów. Na początku badań każdy z nich określił, jak często korzysta z Facebooka, Instagrama i Snapchata. Rozpiętość odpowiedzi wahała się od „mniej niż raz dziennie” do „ponad 20 razy dziennie”. Co roku uczestnikom przeprowadzano badania za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), w czasie których wypełniali zadania związane z interakcją na platformach społecznościowych i reakcjami ich rówieśników. Obrazowanie fMRI pozwoliło na obserwowanie, które regiony mózgu są aktywowane pod wpływem społecznych nagród i jak reakcja taka zmienia się w czasie.
      U osób, które w wieku 12 lat sprawdzały swoje profile społecznościowe więcej niż 15 razy na dobę, w kolejnych trzech latach pojawił się inny wzorzec reakcji mózgu niż u ich rówieśników rzadziej korzystających z mediów społecznościowych. Mózgi takich osób coraz bardziej skupiały się na mediach społecznościowych i coraz silnej reagowały na wyrażane w nich opinie. Młodzi ludzie stawali się nadwrażliwi.
      Autorzy badań nie wiedza, co to oznacza dla przyszłości takich osób. Może to powodować, że ludzie ci będą coraz bardziej wrażliwi na opinie innych i zjawisko to utrzyma się też w dorosłości. Skądinąd wiemy, że częste używanie mediów społecznościowych może prowadzić do zachowań kompulsywnych i uzależnień. Nie można jednak wykluczyć, że zaobserwowane zmiany to adaptacje pomagające radzić sobie w coraz bardziej cyfrowym świecie. Nie wiemy, czy to dobrze czy źle. Jeśli mózg w ten sposób dostosowuje się do cyfrowej przestrzeni, pomaga nastolatkom odnaleźć się w świecie, w którym żyją, może być to bardzo dobre zjawisko. Jeśli jednak będzie to prowadziło do uzależnień i zachowań kompulsywnych oraz zmniejszy możliwość angażowania się w prawidłowe relacje społeczne, to źle, mówi Telzer.
      Specjaliści przyznają, że powyższe badania to ważny krok w kierunku lepszego zrozumienia wpływu mediów społecznościowych i cyfryzacji na mózg nastolatka oraz konsekwencje dla jego dorosłego życia. Ze względu na stopień złożoności mózgu, trudno jest badać i obrazować wszystkie zachodzące w nim procesy. Dlatego też potrzeba jeszcze wielu badań, zarówno obserwacyjnych jak i eksperymentalnych, zanim jednoznacznie będziemy mogli odpowiedzieć na wiele pytań trapiących i specjalistów, i rodziców.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z MIT odkryli w dorosłym mózgu miliony „cichych synaps”. To niedojrzałe połączenia pomiędzy neuronami, które są nieaktywne do czasu, aż zostaną wykorzystane do stworzenia nowych wspomnień. Dotychczas sądzono, że tego typu synapsy istnieją tylko podczas wczesnego stadium rozwoju mózgu, pomagając nabywać wiadomości z pierwszych etapów życia. Teraz naukowcy wykazali, że u dorosłej myszy aż 30% synaps kory mózgowej jest nieaktywnych. To pokazuje, w jaki sposób dorosły mózg może uczyć się i zapamiętywać nowe rzeczy, bez potrzeby modyfikowania już działających synaps.
      Ciche synapsy czekają na nowe połączenia i gdy pojawi się ważna nowa informacja, wzmacniane są połączenia pomiędzy odpowiednimi neuronami. Dzięki temu mózg może tworzyć nowe wspomnienia bez nadpisywania ważnych informacji przechowywanych w dojrzałych synapsach, które są trudniejsze do zmienienia, mówi główna autorka nowych badań Dimitra Vardalaki.
      Po raz pierwszy ciche synapsy zostały zaobserwowane całe dziesięciolecia temu w mózgach młodych myszy i innych zwierząt. Sądzono, że pozwalają one na zapamiętywanie olbrzymich ilości nowych informacji, które nabywa rozwijający się organizm. Naukowcy przypuszczali, że u myszy synapsy te znikają około 12 dnia życia co stanowi odpowiednik kilku pierwszych miesięcy u ludzi. Niektórzy naukowcy uważali, że ciche synapsy mogą istnieć też w dorosłych mózgach. Dowody na ich obecność znajdowano w zwierzęcych modelach uzależnienia.
      Uczeni z MIT nie szukali cichych synaps. Chcieli zweryfikować swoje wcześniejsze spostrzeżenia, że dendryty mogą przetwarzać informacje z synaps w różny sposób, w zależności od lokalizacji. Badali receptory neuroprzekaźników w różnych miejscach dendrytów. Gdy obserwowali dendryty za pomocą opracowanej przez siebie techniki obrazowania eMAP (epitope-preserving Magnified Analysis of the Proteome) dokonali zdumiewającego odkrycia. Wszędzie były wypustki zwane filopodiami. Okazało się, że posiadają one receptory NMDA, ale nie mają receptorów AMPA. Typowe aktywne synapsy posiadają oba typy receptorów. Bez AMPA nie są w stanie przekazywać sygnałów i są cichymi synapsami.
      Badacze postanowili więc sprawdzić, czy filopodia mogą być cichymi synapsami. Okazało się, że poprzez odpowiednią stymulację można doprowadzić do odblokowania receptorów NMDA i akumulacji receptorów AMPA, co pozwala na utworzenie silnego połączenia z pobliskim aksonem. Uruchomienie takiej cichej synapsy jest łatwiejsze niż przeprogramowanie synapsy aktywnej.
      Gdy chcemy podobnie manipulować pracującą synapsą, ten sposób nie działa. Synapsy takie mają znacznie wyżej postawiony próg zmiany, prawdopodobnie dlatego, by tworzone przez nie wspomnienia były trwałe. Nie chcemy, by ciągle były nadpisywane. Z drugiej strony, filopodia mogą zostać wykorzystane do tworzenia nowych wspomnień, mówi profesor Mark Harnett.
      Ze szczegółami odkrycia można zapoznać się w artykule Filopodia are a structural substrate for silent synapses in adult neocortex.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      U większości osób chorujących na COVID-19 pojawiały się objawy ze strony centralnego układu nerwowego, takie jak utrata węchu czy smaku. Naukowcy wciąż badają, w jaki sposób SARS-CoV-2 wywołuje objawy neurologiczne i jak wpływa na mózg. Autorzy najnowszych badań informują, że ciężka postać COVID-19 wywołuje zmiany w mózgu, które odpowiadają zmianom pojawiającym się w starszym wieku.
      Odkrycie to każe zadać sobie wiele pytań, które są istotne nie tylko dla zrozumienia tej choroby, ale dla przygotowania społeczeństwa na ewentualne przyszłe konsekwencje pandemii, mówi neuropatolog Marianna Bugiani z Uniwersytetu w Amsterdamie.
      Przed dwoma laty neurobiolog Maria Mavrikaki z Beth Israel Deaconess Medical Center w Bostonie trafiła na artykuł, którego autorzy opisywali pogorszenie zdolności poznawczych u osób, które przeszły COVID-19. Uczona postanowiła znaleźć zmiany w mózgu, które mogły odpowiadać za ten stan. Wraz ze swoim zespołem zaczęła analizować próbki kory czołowej 21 osób, które zmarły z powodu ciężkiego przebiegu COVID-19 oraz osoby, która w chwili śmierci była zarażona SARS-CoV-2, ale nie wystąpiły u niej objawy choroby. Próbki te porównano z próbkami 22 osób, które nie były zarażone SARS-CoV-2. Drugą grupą kontrolną było 9 osób, które nie zaraziły się koronawirusem, ale przez jakiś czas przebywały na oddziale intensywnej opieki zdrowotnej lub były podłączone do respiratora. Wiadomo, że tego typu wydarzenia mogą mieć poważne skutki uboczne.
      Analiza wykazały, że geny powiązane ze stanem zapalnym i stresem były bardziej aktywne u osób, które cierpiały na ciężką postać COVID-19 niż osób z grup kontrolnych. Z kolei geny powiązane z procesami poznawczymi i tworzeniem się połączeń między neuronami były mniej aktywne.
      Zespół Mavrikaki dokonał też dodatkowego porównania tkanki mózgowej osób, które cierpiały na ciężką postać COVID-19 Porównano ją z 10 osobami, które w chwili śmierci miały nie więcej niż 38 lat oraz z 10 osobami, które zmarły w wieku co najmniej 71 lat. Naukowcy wykazali w ten sposób, że zmiany w mózgach osób cierpiących na ciężki COVID były podobne do zmian w mózgach osób w podeszłym wieku.
      Amerykańscy naukowcy podejrzewają, że wpływ COVID-19 na aktywność genów w mózgu jest raczej pośredni, poprzez stan zapalny, a nie bezpośredni, poprzez bezpośrednie zainfekowanie tkanki mózgowej.
      Uczeni zastrzegają przy tym, że to jedynie wstępne badania, które mogą raczej wskazywać kierunek dalszych prac, niż dawać definitywne odpowiedzi. Mavrikaki mówi, że nie ma absolutnej pewności, iż obserwowane zmiany nie były wywołane innymi infekcjami, ponadto w badaniach nie w pełni kontrolowano inne czynniki ryzyka, jak np. otyłość czy choroby mogące ułatwiać rozwój ciężkiej postaci COVID-19, a które same w sobie mogą prowadzić do stanów zapalnych wpływających na aktywność genów centralnego układu nerwowego.
      Innym pytaniem, na jakie trzeba odpowiedzieć, jest czy podobne zmiany zachodzą w mózgach osób, które łagodniej przeszły COVID-19. Z innych badań wynika bowiem, że nawet umiarkowanie ciężki COVID mógł powodować zmiany w mózgu, w tym uszkodzenia w regionach odpowiedzialnych za smak i węch. Nie wiadomo też, czy tego typu zmiany się utrzymują i na jak długo.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się w artykule Severe COVID-19 is associated with molecular signatures of aging in the human brain.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze dokonali niezwykłego odkrycia dotyczącego mózgu ssaków. Okazuje się, że wakuolarna ATPaza (V-ATPase), jeden z kluczowych enzymów umożliwiających przekazywanie sygnałów w mózgu, włącza się i wyłącza według przypadkowych wzorców, czasami robiąc sobie wielogodzinne przerwy.
      W naszych mózgach miliony neuronów bez przerwy przekazują sobie informacje. Wykorzystują do tego celu neuroprzekaźniki wspomagane przez unikatowy enzym. Aktywność mózgu, przepływ informacji między neuronami, są kluczowe dla przetrwania. Dlatego też sądzono, że enzym pośredniczący w przekazywaniu sygnałów jest bez przerwy aktywny. Nic bardziej błędnego. Uczeni z Kopenhagi zauważyli, że aktywuje się on i dezaktywuje według przypadkowych wzorców.
      Po raz pierwszy nauka przyjrzała się działaniu tego enzymu w mózgu na poziomie pojedynczej molekuły. Jesteśmy zaskoczeni wynikiem badań. Wbrew powszechnie żywionym przekonaniom i wbrew temu, co dzieje się z wieloma innymi proteinami, te enzymy mogą przestać pracować na wiele minut, a nawet godzin. A mimo to mózg człowieka i wielu innych ssaków wciąż działa, mówi zaskoczony profesor Dimitrios Stamou. Dotychczas podczas podobnych badań wykorzystywano bardzo stabilne enzymy uzyskane z bakterii. Duńscy uczeni, dzięki wykorzystaniu innowacyjnych metod, mogli zbadać enzymy ssaków wyizolowane z mózgów szczurów.
      Podczas przesyłania informacji pomiędzy dwoma neuronami neuroprzekaźniki są najpierw pompowane do pęcherzyków synaptycznych. Spełniają one rolę pojemników, w których neuroprzekaźniki są przechowywane do czasu, gdy trzeba przekazać wiadomość. Wakuolarna ATPaza odpowiada za dostarczenie energii do pomp neuroprzekaźników. Bez niej pompy nie działają, zatem neuroprzekaźniki nie mogą trafić do pęcherzyków synaptycznych, nie ma więc możliwości przekazania informacji pomiędzy neuronami. Jednak naukowcy z Kopenhagi wykazali, że w każdym z pęcherzyków znajduje się tylko jedna molekuła. Gdy się ona wyłączy, pompa nie działa.
      To niezrozumiałe, że tak krytyczne zadanie, jak pompowanie neuroprzekaźników do pojemnika zostało powierzone pojedynczej molekule. Tym bardziej niezrozumiałe, że przez 40% czasu molekuła nie działa, mówi Dimitrios Stamou.
      Naukowcy zastanawiają się, czy fakt, że wakuolarna ATPaza się wyłącza oznacza, iż w pęcherzykach nie ma neuroprzekaźnika. Jeśli tak, to czy olbrzymia liczba jednocześnie pustych pęcherzyków wpływa na procesy komunikacyjne w mózgu? W końcu zaś, czy jest to „problem”, który w toku ewolucji neurony nauczyły się omijać, czy też jest to nieznany nam sposób kodowania informacji w mózgu.
      Szczegóły odkrycia zostały opisane na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...