Duży ludzki mózg pojawił się dzięki fermentowanej żywności?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Humanistyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Szwedzcy uczeni dokonali czegoś niezwykłego. Połączyli indywidualne komórki z organicznymi elektrodami. Ich osiągnięcie daje nadzieję, że w przyszłości będziemy w stanie bardzo precyzyjnie leczyć choroby neurologiczne. I nie tylko je.
Mózg jest kontrolowany przez sygnały elektryczne, które są z kolei przekładane na substancje chemiczne służące do komunikacji między komórkami. Nie od dzisiaj wiemy, że mózg można stymulować za pomocą prądu elektrycznego. Jednak stosowane metody są bardzo nieprecyzyjne i wpływają na duże obszary mózgu. W zwiększeniu precyzji pomagają metalowe elektrody. Jednak ich mocowanie do mózgu stwarza ryzyko uszkodzenia tkanki, pojawienia się stanu zapalnego czy blizn. Rozwiązaniem mogą być miękkie polimerowe elektrody.
Naszym celem jest połączenie układu biologicznego z elektrodami, używając przy tym organicznych polimerów przewodzących. Polimery są miękkie i wygodne w używaniu, mogą przekazywać zarówno sygnał elektryczny, jak i jony. Są więc lepszym materiałem niż konwencjonalne elektrody, mówi Chiara Musumeci z Uniwersytetu w Linköping.
Uczona wraz z kolegami z Karolinska Institutet opracowała technikę mocowania organicznych elektrod do błon komórkowych pojedynczych komórek. Dotychczas udawało się to osiągnąć w przypadku genetycznie modyfikowanych komórek, zmienionych tak, by ich błony komórkowe łatwiej łączyły się z elektrodami. Szwedzi są pierwszymi, którzy wykonali takie połączenie z niezmodyfikowanymi komórkami, uzyskali ścisłe dopasowanie, a elektroda nie wpłynęła na funkcjonowanie komórek.
Technika połączenia jest dwuetapowa. W pierwszym kroku wykorzystywana jest molekuła kotwicząca, za pomocą której tworzy się punkt zaczepienia do błony komórkowej. Na drugim końcu molekuły znajduje się struktura, do której mocowana jest następnie elektroda.
Na kolejnym etapie badań naukowcy będą starali się opracować sposób na bardziej równomierne zaczepianie molekuły kotwiczącej, uzyskanie bardziej stabilnego połączenia oraz zbadanie, jak takie połączenie zachowuje się z upływem czasu. Przed nimi jeszcze sporo wyzwań. Naukowcy wciąż nie są w stanie z całą pewnością stwierdzić, że ich technika sprawdzi się w przypadku żywych tkanek. Na razie skupiają się nad uzyskaniem pewnego, stabilnego i bezpiecznego połączenia z komórką.
Jeśli okaże się, że takie połączenia sprawdzają się w żywych organizmach, przyjdzie czas na badania, które dadzą odpowiedź na pytanie, w terapiach jakich chorób można będzie zastosować elektrody łączone z poszczególnymi komórkami.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przodek człowieka, żyjący 3,5 miliona lat temu australopitek, był wegetarianinem. Do takich wniosków doszli naukowcy z Instytutu Chemii im. Maxa Plancka w Niemczech oraz University of Witwatersrand w RPA. Badania izotopów azotu zawartych w szkliwie skamieniałych zębów siedmiu australopiteków ujawniły, że nie jedli oni w ogóle mięsa lub spożywali jego minimalne ilości.
W powszechnej opinii konsumpcja białka zwierzęcego, szczególnie mięsa, była tym czynnikiem, który stanowił punkt zwrotny w historii człowieka. To właśnie dostęp do tego typu żywności miał umożliwić ewolucję dużego mózgu. W przyswojeniu białka miało zaś pomagać opanowanie ognia. Jednak przekonanie, że mięso miało odegrać olbrzymią rolę w rozwoju ludzkiego mózgu, opiera się bardziej na hipotezach, niż dowodach. Te bowiem bardzo trudno zdobyć. Podobnie zresztą jak jakiekolwiek dowody na konkretną dietę naszych przodków. Poszukiwanie w kolagenie dowodów starszych niż 200 000 lat jest bowiem bardzo trudne. Ostatnio zresztą pojawiły się badania, których autorzy stwierdzają, że do wyewoluowania dużego mózgu nie przyczyniło się zwiększenie dostępności składników odżywczych za pomocą opanowania ognia, a dzięki kiszeniu żywności.
Uczeni z RPA i Niemiec dostarczyli właśnie dowodów, że australopiteki – a to od nich prawdopodobnie pochodzi rodzaj Homo – które żyły na południu Afryki 3,7–3,3 miliona lat temu, żywiły się wyłącznie lub niemal wyłącznie roślinami.
Badacze przeanalizowali stabilne izotopy ze szkliwa zębów siedmiu australopiteków, którzy zamieszkiwali jaskinie Sterkfontein w pobliżu Johannesburga, stanowiące część Kolebki ludzkości. Porównali dane izotopowe z ich zębów z izotopami ze szkliwa współczesnych im zwierząt, w tym małp, antylop, hien czy wielkich kotów.
Szkliwo to najtwardsza tkanka organizmów ssaków. Może przez miliony lat przechowywać informacje o diecie zwierzęcia, mówi główna autorka badań, geochemiczka Tina Lüdecke. Informacja te przechowywana jest w postaci stabilnych izotopów azotu, 14N i 15N. Im zwierzę znajduje się wyżej w łańcuchu pokarmowym, tym większy jest w jego organizmie stosunek cięższego 15N do lżejszego 14N. U zwierząt mięsożernych jest on więc wyższy, niż u zwierząt roślinożernych.
Stosunek obu izotopów azotu jest od dawna używany do badania diety ludzi i zwierząt z przeszłości. Jednak dotychczas jego badanie było możliwe dla kilkudziesięciu tysięcy lat wstecz. Lüdecke wykorzystała nowatorską technikę opracowaną w laboratorium Alfredo Martíneza-Garcíi w Instytucie Chemii im. Maxa Plancka. Pozwala ona na badanie stosunku izotopów azotu w szkliwie sprzed milionów lat.
Badacze odkryli, że stosunek wspomnianych izotopów w szkliwie zębów australopiteków był różny, ale u wszystkich niski, podobny do izotopów ze szkliwa współczesnych im roślinożerców i znacznie niższy od wyników uzyskanych ze szkliwa mięsożerców. Na tej podstawie naukowcy doszli do wniosku, że dieta australopiteków oparta była wyłącznie lub prawie wyłącznie na roślinach. Nie można jednoznacznie wykluczyć, że australopiteki okazjonalnie jadły białko zwierzęce – jajka czy owady – jednak z pewnością nie polowały regularnie na większe zwierzęta.
Lüdecke i jej zespół planują poszerzyć zakres swoich badań. Chcą zebrać więcej informacji o diecie różnych gatunków homininów, z różnych miejsc i różnego czasu. Chcieliby się dowiedzieć, kiedy w diecie naszych przodków pojawiło się mięso, jak zmieniało się jego spożycie oraz czy i jaką rolę odegrało ono w ewolucji człowieka.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przenoszony przez komary wirus Zika powoduje infekcje w obu Amerykach, Afryce i Azji, a świat szerzej o nim usłyszał przed 10 laty, gdy wywołał epidemię w Ameryce Południowej. Zwykle Zika nie daje objawów lub przypominają one lekkie przeziębienie. W bardzo rzadkich przypadkach dochodzi do pojawienia się zespołu Guillaina-Barrégo. Dlatego też głównym zagrożeniem wiążącym się z infekcją jest zarażenie ciężarnej kobiety. Zika powoduje bowiem małogłowie u dzieci zarażonych matek.
Naukowcy z uniwersytetów w Kalifornii, Nowym Jorku i Nevadzie właśnie odkryli mechanizm wywoływania małogłowia u noworodków przez Zikę.
W artykule Microcephaly protein ANKLE2 promotes Zika virus replication donoszą, że Zika przejmuje proteinę ANKLE2, która jest niezbędna do prawidłowego rozwoju mózgu, i wykorzystuje ją podczas replikacji. Również spokrewnione z Ziką wirusy, jak wirus dengi i wirus żółtej gorączki, również korzystają z ANKLE2. Jednak Zika, w przeciwieństwie do większości spokrewnionych z nim wirusów, jest w stanie przedostać się do łożyska. A to ma katastrofalne skutki dla rozwijającego się dziecka. W przypadku Ziki mamy do czynienia z wirusem, który dostaje się w złe miejsce, w złym czasie, mówi doktor Priya Shah z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
Zika należy do rodzaju ortoflawiwirusów. Posiadają one jednoniciowe RNA i, podobnie jak inne wirusy, niosą ze sobą ograniczony zestaw instrukcji we własnym kodzie genetycznym. By się replikować, muszą skorzystać z materiału dostępnego w zarażonej komórce gospodarza. Już wcześniej autorzy obecnych badań zauważyli, że wchodząca w skład wirusa proteina NS4A wchodzi w interakcje z ANKLE2 w zarażonych komórkach. ANKLE2 jest zaangażowana w rozwój mózgu u płodu, ale występuje w komórkach całego ciała.
Podczas najnowszych badan uczeni wykazali, że usunięcie z komórek genu kodującego ANKLE2 zmniejsza zdolność wirusa do namnażania się. Stwierdzili też, że w wyniku interakcji NS4A z ANLKE2 proteina ANKLE2 gromadzi się wokół siateczki śródplazmatycznej zarażonych komórek, tworząc „kieszonkę”, w której replikacja wirusa jest znacznie bardziej efektywna. Ponadto „kieszonka” ukrywa patogen przed układem odpornościowym. Nasz organizm potrafi efektywnie zwalczać wirusy, pod warunkiem jednak, że jest w stanie je znaleźć. Zika i spokrewnione wirusy wyewoluowały efektywne strategie pozwalające ukryć im się w tych „kieszonkach”, by uniknąć wykrycia, stwierdzają autorzy badań. Bez kieszonek wirusy są narażone na atak ze strony układu odpornościowego, który dobrze sobie radzi z utrzymywaniem ich pod kontrolą.
Co więcej, okazało się, że wirus przechwytuje też proteinę ANKLE2 u komarów, co oznacza, że odgrywa ona dla niego ważną rolę, zarówno u gospodarzy ludzkich, jak i zwierzęcych. Uczeni wykazali też, że do interakcji NS4A i ANKLE2 dochodzi również w przypadku innych wirusów przenoszonych przez komary. To zaś sugeruje, że interakcja ta odgrywa duża rolę w rozprzestrzenianiu się wielu chorób, zatem jej mechanizm można wziąć na cel opracowując nowe leki i szczepionki.
Wirus Zika jest jednak o tyle unikatowy, że przenika do łożyska i powoduje nieodwracalne szkody u płodu. Większość innych wirusów nie ma, na szczęście, takich możliwości.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na stanowisku La Prele w Wyoming (USA), gdzie paleolityczni mieszkańcy Ameryki Północnej zabili mamuta lub pożywili się na znalezionym martwym zwierzęciu, archeolodzy dokonali kolejnego interesującego odkrycia. Jak donoszą na łamach PLOS ONE stanowy archeolog Spencer Pelton i jego koledzy z University of Wyoming, już wtedy wcześni mieszkańcy kontynentu wytwarzali igły z dziurką. Były one robione z kości lisów, zajęcy lub królików, rysi, pum, być może też wymarłego miracinonyksa (amerykańskiego geparda).
Nasze badania są pierwszymi, w trakcie których zidentyfikowaliśmy gatunki, z których Paleoindianie wytwarzali igły z dziurką. To silny dowód na wytwarzanie ze skór szytych ubrań. To właśnie takie ubrania były jednym z tych osiągnięć, które umożliwiły naszym przodkom rozprzestrzenienie się na północnych szerokościach geograficznych i kolonizację obu Ameryk, stwierdzili badacze.
Przed 13 000 lat na stanowisku La Prele w hrabstwie Converse Homo sapiens zabił lub znalazł martwego niemal dorosłego mamuta. Już wcześniej zespół profesora Todda Surovella zalazł tam najstarszy w Amerykach koralik. Został wykonany z zajęczej kości.
Zidentyfikowanie gatunków, z kości których wykonano koralik czy znalezione obecnie 32 fragmenty igieł, było możliwe dzięki badaniom zooarchelogicznym z wykorzystaniem spektrometrii mas. Z kości wydobyto kolagen, a następnie zbadano jego skład chemiczny i przypasowano do gatunków.
Pomimo tego, że kościane igły są niezwykle ważnym elementem badań nad rozprzestrzenianiem się człowieka współczesnego po świecie, nikomu dotychczas nie udało się zidentyfikować materiału, z którego były wykonane, przez co nasze zrozumienie tej ważnej innowacji kulturowej było niepełne, zauważają autorzy badań. O tym, że ludzie prawdopodobnie musieli używać szytych ubrań, by przetrwać na północy kuli ziemskiej, wiadomo od dawna. Jednak mamy bardzo miało dowodów na istnienie takich ubrań. Istnieją za to dowody pośrednie, chociażby w postaci igieł z kości.
Zdaniem naukowców, zwierzęta, z których ciał wykonywano igły, prawdopodobnie były łapane w pułapki i w tym przypadku wcale nie musiało chodzić o zdobywanie pożywienia. Nasze badania przypominają, że łowcy wykorzystują zwierzęta w bardzo różnych celach, a znalezienie kości na stanowisku archeologicznym wcale nie musi oznaczać, że zwierzę zjedzono, dodają.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badacze z MIT, University of Cambridge i McGill University skanowali mózgi ludzi oglądających filmy i dzięki temu stworzyli najbardziej kompletną mapę funkcjonowania kory mózgowej. Za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) naukowcy zidentyfikowali w naszej korze mózgowej 24 sieci połączeń, które pełnią różne funkcje, jak przetwarzanie języka, interakcje społeczne czy przetwarzanie sygnałów wizualnych.
Wiele z tych sieci było znanych wcześniej, jednak dotychczas nie zbadano ich działania w warunkach naturalnych. Wcześniejsze badania polegały bowiem na obserwowaniu tych sieci podczas wypełniania konkretnych zadań lub podczas odpoczynku. Teraz uczeni sprawdzali ich działanie podczas oglądania filmów, byli więc w stanie sprawdzić, jak reagują na różnego rodzaju sceny. W neuronauce coraz częściej bada się mózg w naturalnym środowisku. To inne podejście, które dostarcz nam nowych informacji w porównaniu z konwencjonalnymi metodami badawczymi, mówi Robert Desimone, dyrektor McGovern Institute for Brain Research na MIT.
Dotychczas zidentyfikowane sieci w mózgu badano podczas wykonywania takich zadań jak na przykład oglądanie fotografii twarzy czy też podczas odpoczynku, gdy badani mogli swobodnie błądzić myślami. Teraz naukowcy postanowili przyjrzeć się mózgowi w czasie bardziej naturalnych zadań: oglądania filmów.
Wykorzystując do stymulacji mózgu tak bogate środowisko jak film, możemy bardzo efektywnie badań wiele obszarów kory mózgowej. Różne regiony będą różnie reagowały na różne elementy filmu, jeszcze inne obszary będą aktywne podczas przetwarzania informacji dźwiękowych, inne w czasie oceniania kontekstu. Aktywując mózg w ten sposób możemy odróżnić od siebie różne obszary lub różne sieci w oparciu o ich wzorce aktywacji, wyjaśnia badacz Reza Rajimehr.
Bo badań zaangażowano 176 osób, z których każda oglądała przez godzinę klipy filmowe z różnymi scenami. W tym czasie ich mózgi były skanowane aparatem do rezonansu magnetycznego, generującym pole magnetyczne o indukcji 7 tesli. To zapewnia znacznie lepszy obraz niż najlepsze komercyjnie dostępne aparaty MRI. Następnie za pomocą algorytmów maszynowego uczenia analizowano uzyskane dane. Dzięki temu zidentyfikowali 24 różne sieci o różnych wzorcach aktywności i zadaniach.
Różne regiony mózgu konkurują ze sobą o przetwarzanie specyficznych zadań, gdy więc mapuje się je z osobna, otrzymujemy nieco większe sieci, gdyż ich działanie nie jest ograniczone przez inne. My przeanalizowaliśmy wszystkie te sieci jednocześnie podczas pracy, co pozwoliło na bardziej precyzyjne określenie granic każdej z nich, dodaje Rajimehr.
Badacze opisali też sieci, których wcześniej nikt nie zauważył. Jedna z nich znajduje się w korze przedczołowej i wydaje się bardzo silnie reagować na bodźce wizualne. Sieć ta była najbardziej aktywna podczas przetwarzania scen z poszczególnych klatek filmu. Trzy inne sieci zaangażowane były w „kontrolę wykonawczą” i były najbardziej aktywne w czasie przechodzenia pomiędzy różnymi klipami. Naukowcy zauważyli też, że były one powiązane z sieciami przetwarzającymi konkretne cechy filmów, takie jak twarze czy działanie. Gdy zaś taka powiązana sieć, odpowiedzialna za daną cechę, była bardzo aktywna, sieci „kontroli wykonawczej” wyciszały się i vice versa. Gdy dochodzi do silnej aktywacji sieci odpowiedzialnej za specyficzny obszar, wydaje się, że te sieci wyższego poziomu zostają wyciszone. Ale w sytuacjach niepewności czy dużej złożoności bodźca, sieci te zostają zaangażowane i obserwujemy ich wysoką aktywność, wyjaśniają naukowcy.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.