Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Żaba Odorrana tormota jako jedyne zwierzę na świecie potrafi tak manipulować swoim narządem słuchowym, by dostroić się do odbioru fal o określonej częstotliwości. Naukowcy przyrównują do to staromodnego dostrajania radia pokrętłem (Proceedings of the National Academy of Sciences).

W niewielkim zakresie ludzie dysponują taką kontrolą, ale w porównaniu do opisywanej żaby reagujemy bardzo wolno i nie umiemy się tak dokładnie dostroić do jakiejś częstotliwości. Badacze amerykańscy sądzą, że dla zwierzęcia ze środkowych Chin wykształcenie takiej umiejętności było kwestią przetrwania, bo żyje w wyjątkowo hałaśliwym środowisku.

Ich miejsca godowe są położone na stromych brzegach szybko płynących mas wody – wyjaśnia profesor Albert Feng z University of Illinois w Urbana-Champaign. Jest tam szczególnie głośno po wiosennych opadach. Nawet ludzie muszą przekrzykiwać huk, by cokolwiek powiedzieć. Odorrana tormota radzi sobie z tym, wydając ćwierkające dźwięki o wysokiej częstotliwości, a także nieuchwytne dla ludzkiego ucha ultradźwięki.

Naukowcy chcieli sprawdzić, jak żaba wyłapuje te dwa rodzaje wokalizacji. Badanie ucha nie nastręczało trudności, bo u tego gatunku błona bębenkowa jest przezroczysta. Jej wibracje mierzono za pomocą lasera. Błona reagowała na dwa zakresy częstotliwości, ale czasami wrażliwość na ultradźwięki zanikała. Okazało się, że zwierzę aktywnie otwierało i zamykało trąbki słuchowe (przewody Eustachiusza), łączące jamę bębenkową z górną częścią gardła.

Po otwarciu trąbki następuje połączenie prawego i lewego ucha. Wtedy zwierzę staje się bardziej wyczulone na słyszalne dźwięki ze swojego otoczenia. Po zamknięciu przewodów zwiększa się dla odmiany wrażliwość na ultradźwięki. Taka umiejętność to prawdziwy fenomen, ponieważ u reszty żab trąbki są stale otwarte.

Przedstawiciele Odorrana tormota słyszą z niezwykłą dokładnością. Gdy samiec zlokalizuje nawoływania samicy i wyrusza jej na spotkanie, błąd w obieranym kierunku jest mniejszy niż 1%.

Możliwości chińskiej żaby są już eksploatowane przez naukowców. Pracują oni nad inteligentnym aparatem słuchowym, który potrafiłby oddzielić przestrzennie dźwięki, przetworzyć każdy z osobna i wzmocnić ten najważniejszy.

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
      Fale dźwiękowe o niskiej intensywności mogą selektywnie zabijać komórki nowotworowe, nie uszkadzając przy tym zdrowej tkanki. Dotychczas w onkologii używano ultradźwięków o wysokiej intensywności, za pomocą których podgrzewa się komórki do wysokiej temperatury. Ta metoda zabija jednak wszystkie komórki na danym obszarze.
      Badania nad wykorzystaniem pulsujących ultradźwięków o niskiej intensywności (low-intensity pulsed ultrasound – LIPUS) rozpoczęły się przed pięcioma laty na California Institute of Technology (Caltech). Wtedy to profesor Michael Ortiz zzaczł się zastanawiać, czy fizyczne różnice pomiędzy komórkami nowotworowymi a zdrowymi – ich wielkość, grubość ściany komórkowej czy rozmiary struktur wewnętrznych – mogą wpłynąć na to, w jaki sposób wibrują pod wpływem ultradźwięków i czy w ten sposób można zabić komórkę nowotworową.
      Ortiz stworzył więc model matematyczny, za pomocą którego badał, jak komórki będą reagowały na ultradźwięki o róznej częstotliwości. W 2016 roku naukowiec poinformował, że istnieją różnice w rezonansie pomiędzy komórkami zdrowymi i nowotworowymi. Te różnice oznaczały, że – przynajmniej teoretycznie – precyzyjnie dobierając częstotliwość fali dźwiękowej, można wprowadzić komórki nowotworowe w taki rezonans, że ich ściany ulegną zniszczeniu. Jednocześnie zaś nie będzie to szkodziło zdrowym komórkom. Ortiz nazwał cały proces onkotripsją, od greckich słów ὄγκος (guz) i τρίβω (ścieram).
      Uczony, podekscytowany uzyskanymi wynikami, zaprosił do współpracy kilu innych naukowców z Caltechu, w tym wynalazcę Mory'ego Ghariba, który specjalizuje się w technologiach medycznych i ich komercjalizacji, współpracującego z nim doktoranta Davida Mittelsteina, pracującego nad różnymi protezami czy eksperta od ultradźwięków profesora Mikhaila Shapiro. Do grupy dołączyło też kilku ekspertów w dziedzinie onkologii. Gdy usłyszałem o tym pomyśle, byłem zaintrygowany. Jeśli to się powiedzie, powstanie rewolucyjna metoda walki z nowotworami, mówi profesor Peter P. Lee, dyrektor Wydziału Immunoterapii Onkologicznej w City of Hope, centrum badawczym w Duarte.
      Naukowcy zbudowali prototypowe urządzenie i rozpoczęli testy. Badali różne typy komórek nowotworowych, poddając je ultradźwiękom o różnej częstotliwości. Sprawdzali też, w jaki sposób częstotliwości te wpływają na zdrową tkankę.
      Profesor Lee mówi, że celem zespołu jest nie tylko zabijanie komórek nowotworowych, ale też przywabienie na miejsce zniszczonego guza komórek układu odpornościowego, by zabiły one te komórki, które przeżyły terapię ultradźwiękami. Guzy nowotworowe są heterogeniczne. Jest niemal niemożliwe znalezienie takiej częstotliwości dźwięku, by zabił on wszystkie komórki pojedynczego guza. Jeśli jakieś komórki przetrwają, to guz odrośnie, mówi Lee. Stąd potrzeba zaangażowania w terapii również układu odpornościowego.
      Każdego dnia w organizmie człowieka giną dziesiątki milionów komórek. Większość z nich umiera w wyniku naturalnego procesu zwanego apoptozą. Bywa jednak i tak, że komórki giną w wyniku infekcji czy zranienia. Układ odpornościowy potrafi odróżnić apoptozę od zranienia. Ignoruje śmierć komórki w wyniku apoptozy, gdy jednak komórka ginie w wyniku infekcji, komórki układu odpornościowego zjawiają się na miejscu, by walczyć z patogenami.
      Grupa Ortiza ma zamiar stworzyć taki system ultradźwiękowy, by układ odpornościowy otrzymywał informację, że doszło do śmierci komórek w wyniku ich uszkodzenia. To spowodowałoby mobilizację limfocytów, które po przybyciu na miejsce zabiją, jak mają naukowcy nadzieję, pozostałe przy życiu komórki nowotworowe.
      Na razie udane eksperymenty przeprowadzono na różnego typu komórkach hodowanych w laboratorium. Na ich podstawie udoskonalono prototypowe urządzenie do ultrasonografii. Dowiadujemy się coraz więcej na temat tego, jak wibrują poszczególne rodzaje komórek nowotworowych i jak pojawiają się u nich uszkodzenia, stwierdzają uczeni. W następnym etapie badań mają zamiar sprawdzić, jak system ultradźwiękowy poradzi sobie z całymi guzami nowotworowymi. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w przyszłości rozpoczną się testy na zwierzętach, a później na ludziach.
      Szczegóły badań ukazały się na łamach Applied Physics Letters, w artykule zatytułowanym Selective ablation of cancer cells with low intensity pulsed ultrasound.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na całym świecie mamy do czynienia ze spadającą populacją żab, dziesiątkowanych przez grzybice. Udowodniono, że do wymierania żab prowadzi utrata bioróżnorodności. Zmniejszając się populacja tych płazów świadczy także o postępującej degradacji środowiska naturalnego. Żaby są bowiem bardzo wrażliwe na zmiany, stanowią więc papierek lakmusowy zmian środowiskowych.
      Naukowcy, chcą uchronić żaby przed zagładą, hodują niektóre gatunki w niewoli, mając nadzieję, że gdy epidemia wygaśnie będzie można wypuścić je na wolność. Niestety Vance Vredenburg z San Francisco State University informuje, że wypuszczone żaby mogą nadal być narażone na działanie śmiercionośnego grzyba. Uczony zauważył, że w latach 2003-2010 populacja dwóch gatunków zamieszkujących Sierra Nevada znacznie się zmniejszyła, podczas gdy populacja trzeciego - Pseudacris regilla - utrzymuje się na niezmienionym poziomie. Nie dzieje się tak dlatego, że Pseudacris regilla w jakiś sposób się nie zaraziły. Aż dwie trzecie przedstawicieli tego gatunku jest zarażonych grzybem. Jednak są nań odporne. A to oznacza, że jeśli nawet epidemia u pozostałych gatunków wygaśnie, to mogą się one ponownie zarazić od Pseudacris regilla.
      Matthew Fisher z Imperial College London uważa, że jedynym wyjściem jest hodowanie w niewoli żab zarażonych i niezarażonych. Istnieją bowiem dowody, że niektóre osobniki wykształcają oporność na grzyba. Selekcjonując je i krzyżując dalej z przedstawicielami własnego gatunku można by doprowadzić do sytuacji, w której cały gatunek zyska oporność. Taka metoda, chociaż obiecująca, będzie jednak bardzo kosztowna, zauważył Fisher.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Występujące na Filipinach, Sumatrze i sąsiednich wyspach wyraki Tarsius syrichta są jedynymi naczelnymi, które posługują się czystymi ultradźwiękami.
      Marissa Ramsier z Uniwersytetu Stanowego Humboldta była zaskoczona, że wyraki otwierają pysk jak przy wokalizowaniu, ale nie towarzyszą temu żadne dźwięki. Badania ujawniły, że dźwięki są, tyle że niesłyszalne dla ludzi...
      Amerykanie umieszczali 6 dzikich osobników wewnątrz specjalnej komory dźwiękowej. Wykorzystano technologię opracowaną w ramach Programu Ssaczego Marynarki Wojennej USA, która mierzy odpowiedź pnia mózgu na bodźce słuchowe. Wyrakom podawano przez głośniki serię dźwięków zróżnicowanych pod względem częstotliwości i głośności. Wykorzystano także EEG. To, co wg zespołu, miało być ziewaniem, okazało się nawoływaniami o dominującej częstotliwości 70 kiloherców. Ustalono, że zakres słyszenia tych wyraków kończy się na 91 kilohercach.
      Po zakończeniu pierwszej części eksperymentu 6 wyrakom zwrócono wolność - zostały wypuszczone na wyspie Mindanao. Resztę studium przeprowadzono w naturalnych warunkach. Skoro już wiedziano, co T. syrichta słyszą, trzeba było nagrać ich komunikaty. Udało się to w przypadku 35 okazów. Dzięki temu biolodzy zauważyli, że minimalna częstotliwość sygnału wynosi 67 kiloherców.
      Posługiwanie się ultradźwiękami zapewnia kilka korzyści. Po pierwsze, ułatwia chowanie przed drapieżnikami i potencjalnymi ofiarami (karaczanami i świerszczami). Po drugie, pozwala na odfiltrowanie niskiego szumu tła - tropikalnej dżungli.
      Na czym polega wyjątkowość T. syrichta? Choć niektóre naczelne również komunikują się za pomocą ultradźwięków, nigdy nie są to czyste ultradźwięki. Odkryliśmy, że T. syrichta nie tylko słyszy najwyższe dźwięki ze wszystkich naczelnych, ale i generuje wokalizacje o najwyższej udokumentowanej w tej grupie zwierząt częstotliwości. Gatunek, który wydawał się cichy, może wydawać szereg odgłosów. Nie mieliśmy o nich pojęcia, bo są dla nas niesłyszalne.
      Wielu moich kolegów zaobserwowało ciche otwieranie pyska przez szeroki zakres gatunków. Niewykluczone, że istnieje cały zestaw sygnałów czekających na usłyszenie - ekscytuje się Ramsier.
      Antropolog podkreśla, że 4-letnie badania jej ekipy ujawniły, że nawet blisko spokrewnione naczelne bardzo różnią się pod względem wrażliwości słuchowej. Zależy to najprawdopodobniej od diety, habitatu, presji ze strony drapieżników i współzawodnictwa.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      O ultradźwiękach w roli męskiego środka antykoncepcyjnego myślano już 40 lat temu. Naukowców, którzy ostatnio analizowali tamte badania, interesowało, jakie rezultaty można uzyskać za pomocą współczesnego sprzętu. Okazało się, że w czasie eksperymentów na szczurach liczebność plemników spadła do takiego stopnia, że u ludzi wiązałoby się to z niepłodnością (Reproductive Biology and Endocrinology).
      Pracami zespołu ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Karoliny Północnej kierował dr James Tsuruta. Zauważono, że zabieg polegający na wielokrotnym obwiedzeniu jąder głowicą USG - zastosowano ultradźwięki o częstotliwości 3 MHz - eliminuje większość gamet.
      Najlepsze rezultaty osiągano przy dwóch 15-minutowych sesjach, które wykonywano w odstępie 2 dni. Skórę pokrywano roztworem soli fizjologicznej, spełniającej rolę przewodnika ultradźwięków, a jądra rozgrzewano do temperatury 37 st. Celsjusza. Wskaźnik liczebności plemników spadał wtedy do zera (na tył najądrza przypadały 3 mln ruchliwych plemników).
      Tsuruta wyjaśnia, że Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) za oligospermię, czyli zbyt niską liczbę plemników w nasieniu, uznaje wartości niższe niż 15 mln plemników na mililitr. Choć taka metoda antykoncepcyjna byłaby niewątpliwie tania, w ramach przyszłych badań trzeba jeszcze określić, jak długo efekt potraktowania ultradźwiękami się utrzymuje i czy wielokrotne powtarzanie zabiegu jest bezpieczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Najlepszymi sposobami leczenia żylnego owrzodzenia podudzi wydają się odpowiednio dobrana opieka pielęgniarska i śmiech. Ten ostatni oznacza ruch przepony, który wspomaga krążenie krwi.
      Pięcioletnie badania prowadzone na Uniwersytecie w Leeds pokazały, że wbrew oczekiwaniom, terapia ultradźwiękami wcale nie przyspiesza gojenia wrzodów goleni. Równie dobrze sprawdzają się dużo tańsze i łatwiej dostępne tradycyjne metody pielęgniarskie, takie jak np. bandażowanie. Lecznicza energia niskich dawek ultradźwięków może się sprawdzać przy innych schorzeniach, ale na pewno nie przy żylnym owrzodzeniu podudzi – podkreśla prof. Andrea Nelson.
      Kluczowym działaniem w tej grupie pacjentów jest stymulowanie przepływu krwi w górę nóg w kierunku serca. Najlepiej korzystać w tym celu z opasek elastycznych czy pończoch uciskowych, łącząc je z odpowiednią dietą i ćwiczeniami. Wierzcie lub nie, ale serdeczny śmiech także może pomóc. Dzieje się tak z powodu ruchów przepony, które odgrywają ważną rolę w krążeniu krwi po organizmie.
      Mimo że większość wrzodów zniknie przy dobrej opiece pielęgniarskiej, spora ich część zagoi się po roku, a nawet później. Im starszy i większy wrzód, tym trudniej go wyeliminować, stąd nieustanne próby przyspieszenia procesu gojenia. Wyniki mniejszych studiów sugerowały, że doskonałym rozwiązaniem powinna być terapia ultradźwiękami, jednak Nelson i współpracownicy wykazali, że to, niestety, nieprawda.
      Naukowcy skupili się na zmianach, które nie oczyściły się w ciągu 6 miesięcy lub dłużej. Bazując na pacjentach z Wielkiej Brytanii oraz Irlandii stwierdzili, że uzupełnienie kompresjoterapii – pończoch, opasek i masażu pneumatycznego – ultradźwiękami nie przyspieszyło gojenia ani nie zmniejszyło ryzyka nawrotu owrzodzenia. Co więcej, ultradźwięki zwiększyły jednostkowy koszt leczenia żylnego owrzodzenia podudzi aż o 200 funtów.
      Prof. Nelson podkreśla, że należy poszukiwać nowych sposobów przyspieszania leczenia, ponieważ wzrasta odsetek osób otyłych, co oznacza, że owrzodzenie również będzie występować coraz częściej.
×
×
  • Create New...