XCOD.INFO

Эндотелиальные клетки (на снимке их искусственные собратья в мышином теле) – своеобразная "подкладка" всех кровеносных сосудов. Они несут ответственность за прочность системы, влияют на кровяное давление и регулируют свёртывание крови (фото Daylon James).

Исследователи из медицинского колледжа университета Корнелла  предложили новый метод выращивания эндотелиальных клеток из стволовых, что позволит увеличить их производство в десятки раз. Изобретение должно стать прорывом в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Как сообщается в пресс-релизе колледжа, учёные отслеживали в режиме реального времени молекулярные факторы, от которых зависит превращение стволовых клеток в эндотелиальные. Для этой цели использовался зелёный флуоресцентный белок-маркер.

В ходе опыта было обнаружено, что если на определённом этапе процесса культивирования клеток срабатывает естественная молекула, блокирующая белок a TGF beta (фактора роста, участвующий в клеточной специализации), то размножение эндотелиальных клеток колоссально ускоряется. Поняв это, биологи решили, что блокиратор нужно добавлять искусственно, в нужный момент времени.

В то время как старые методы конвертирования эмбриональных стволовых клеток в эндотелий работали с коэффициентом эффективности примерно 0,2 (в среднем пара готовых клеток на 10 исходных), разработка специалистов из Корнелла позволяет получать семь полноценных клеток из каждой стволовой – в 35 раз больше. И, что ещё более поразительно, как показали многочисленные эксперименты на мышах, полученные таким образом клетки без проблем и очень быстро ассимилируются и начинают функционировать наряду с родным эндотелием.

Новые культуры клеток эндотелия в настоящее время проверяются в лабораториях колледжа с использованием ряда линий, или семей, стволовых клеток. Учёные планируют определить, могут ли такие клетки восстановить кровоток в повреждённых тканях в теле животного. Следующий важный шаг – разумеется, тестирование на людях.

В течение пяти лет специалисты обещают довести свою разработку до клинического применения. Статья, суммирующая результаты исследования, опубликована в Nature Biotechnology.

Материал предоставлен интернет-журналом MEMBRANA

Ученым из Стенфордского университета удалось сделать батарейки из ткани. В качестве основных элементов таких батареек выступают самые обыкновенные хлопок и полиэстер. Разработчики говорят, что созданные ими батарейки внешне не отличимы от обычной ткани, они очень гибкие, полностью химически безопасные и легкие.
По словам авторов, сообщивших о своей разработке в научном журнале Nano Letters, созданные ими батарейки представляют собой развитие концепции так называемой “носимой электроники”. К “носимой электронике” относятся электронные устройства, которые интегрируются прямо в одежду. Ранее производители уже показывали одежду со встроенными плеерами, системами освещения, датчиками дождя и встроенными средствами навигации и спутниковой связи.

Созданные “текстильные батарейки” основаны на том подходе, что тонкие нити, присутствующие в ткани, представляют собой проводники и конденсаторы для хранения и передачи электрического тока. Ранее эта же команда исследователей работала над созданием элементов питания из обыкновенной бумаги, соли и тонкой металлической прослойки. Здесь также был достигнут определенный успех и ученые сейчас ищут инвестора, готового вложиться в проект создания бумажных батареек.

Стенфордские исследователи говорят, что использовать их батарейки можно не только в одежде, но и в гибкой электронике, например, прозрачных гибких дисплеях. По словам разработчиков, основной секрет их батареек в том, что в тканях используются не только растительные волокна, но и углеродные нанотрубки, придающие необходимые электрические свойства ткани. Именно нанотрубки удерживают в текстиле заряд, кроме того именно при помощи них текстильные батарейки можно интегрировать с теми или иными электронными устройствами.

Материал предоставлен информационным порталом Сайберсекьюрити Ру

Французским инженерам удалось создать органический транзистор с добавлением наночастиц золота, который может использоваться в схемах, имитирующих передачу сигналов в нервной системе.

Конструкция транзистора; «С» — сток, «И» — исток (иллюстрация журнала Advanced Functional Materials).

Синапсы — области контакта нейронов между собой или с иннервируемыми ими тканями — служат для передачи нервных импульсов. Общее число синапсов в мозге человека приблизительно на семь порядков превосходит количество нейронов; очевидно, если ученые хотят создать компьютер, моделирующий деятельность мозга, им совершенно необходимо разработать простой и эффективный «электронный синапс». Такие устройства уже конструировались ранее, но все предложенные схемы содержали не менее семи кремниевых транзисторов.
Способность настраивать параметры передачи входных сигналов относится к важнейшим характеристикам биологического синапса. Он, к примеру, может ослаблять сигнал в том случае, если импульсы подаются на «вход» с высокой частотой; это его свойство принято называть пластичностью.
Авторам удалось получить электронный аналог эффекта пластичности с помощью золотых наночастиц и органического полупроводника — ароматического углеводорода neпентацена. Частицы были заключены в пентаценовую пленку и располагались в канале транзистора, играя роль наноразмерных конденсаторов. Для создания «усиливающего» синапса перед подачей периодической последовательности импульсов исследователи заряжали наночастицы (подавали отрицательное напряжение на затвор), а «ослабляющий» синапс требовал предварительной подачи положительного напряжения.

Авторам также удалось смоделировать поведение синапсов обоих типов без начального программирования. В этом случае на затвор подавалась такая же периодическая последовательность импульсов, определявшая процесс заряда и разряда наночастиц.

Выходной сигнал (ток стока) транзистора, имитирующего «ослабляющий» (вверху) и «усиливающий» синапсы. В первом случае на затвор предварительно подавали напряжение +50 В, во втором — -50 В. (Иллюстрация из журнала Advanced Functional Materials.)

Новости Компьюленты

Специалисты из Медицинского центра Калифорнийского университета в Дэвисе (США) нашли способ восстановления подвижности век у пациентов с лицевым параличом.

Размещение системы на лице человека. ЕРАМ — основной блок, содержащий искусственную мышцу. (Иллюстрация авторов работы.)

При естественном регулярном открывании и закрывании век передняя часть глазного яблока очищается и равномерно смачивается слезой. Нарушение этого процесса, который контролируется черепно-мозговым нервом, грозит язвой роговицы и потерей зрения. Нерв часто повреждается при хирургическом удалении опухолей, инсульте, травмах; неспособность моргать также может быть связана с редким врожденным заболеванием — синдромом Мёбиуса.
Существуют два способа вернуть веку подвижность. Первый — пересадка мышц — не подходит для престарелых пациентов и людей со слабым здоровьем: здесь требуется операция общей продолжительностью в 6–10 часов. Гораздо чаще в веко просто вшивают небольшой золотой груз, и оно закрывается под собственным весом. У этого способа, впрочем, есть свои недостатки: человек моргает медленнее обычного, и не у всех получается держать «прооперированный» глаз закрытым во сне.
Авторы предложили оригинальную методику лечения с помощью трехслойной искусственной мышцы — полоски рабочего материала, с обеих сторон покрытой углеродной смазкой. Такая мышца расширяется при пропускании тока: внешние слои стремятся сблизиться друг с другом, сдавливая мягкий материал.
Для проверки действия системы ученые создали специальную «петлю» из мускульной Фасцияфасции и расположили ее вокруг глаза мертвого человека. «Петля» прикреплялась к костям небольшими титановыми винтами и соединялась с искусственной мышцей, работавшей от миниатюрной батареи; при сокращении мышцы форма «петли» изменялась, и веко закрывалось.

Работу устройства можно синхронизировать с морганием здорового глаза, используя датчик, подведенный к подвижному веку. В тех случаях, когда человек теряет способность закрывать оба глаза, исследователи предлагают применять электронный стимулятор, задающий определенный ритм моргания.
В настоящий момент тестирование технологии продолжается. Первые пациенты, по словам авторов, смогут опробовать искусственную мышцу не позднее чем через пять лет.
Полная версия отчета ученых будет опубликована в журнале Archives of Facial Plastic Surgery.
Подготовлено по материалам Медицинского центра Калифорнийского университета в Дэвисе

Источник: Новости Компьюленты (www.compulenta.ru)

Ученые установили, по каким параметрам мозг классифицирует слова существительные и какие области коры головного мозга задействованы в этом процессе, что может быть использовано для лечения психических и неврологических расстройств, или для контроля усвоения людьми различных знаний и понятий, сообщается в статье исследователей, опубликованной в выпуске журнала

По сути, мы определили, как организован толковый словарь в головном мозге человека. Он не имеет алфавитного указателя, не упорядочивает слова по размерам или цветам предметов, которые они обозначают. Вместо этого мозг использует три базовых качества предметов, на основании которых и разделяет смысл таких слов как квартира, молоток или морковка, - сказал один из ведущих авторов публикации Марсель Джаст (Marcel Just), слова которого приводит пресс-служба Университета Карнеги-Меллон в США.
Эти три качества определяют, как человек может физически взаимодействовать с предметом, который обозначает то или иное слово, насколько этот предмет пригоден в пищу и как его можно использовать в качестве укрытия или убежища. Каждый из этих трех факторов кодируется в трех-пяти различных областях головного мозга.
Выявить их ученым помог компьютерный алгоритм интерпретации данных сканирования активности головного мозга человека с помощью метода функциональной магнеторезонансной томографии.
Например, слово апартаменты приводило к активации пяти различных областей мозга, отвечающих за распознавание слов, связанных с понятием убежища. При этом, такая система распознавания смысла слов работала одинаковым образом в случае всех 10 добровольцев, принявших участие в эксперименте
Компьютерный алгоритм позволил ученым с высокой точностью предсказать активацию отдельных долей головного мозга в ответ на до сих пор не звучавшее в ходе эксперимента слово, а также определить, о каком из 60 слов, прозвучавших ходе эксперимента, думает в данный момент тот или иной доброволец.
Нам стоит признать, что словарный запас из 60 слов, использованных в эксперименте, не отражает одного очень важного параметра межличностных отношений. Мы не использовали таких слов, как супруга, друг или даже просто человек, однако мы практически уверены, что человеческий мозг способен сортировать слова и по этому социальному признаку вдобавок к трем уже обнаруженным нами параметрам, - добавил Джаст.
Мы уверены, что наша работа может быть использована в лечении различных психологических расстройств, когда затронутыми оказываются значения тех или иных понятий. Например, боязнь открытых пространств или аутизм могут быть связаны с нарушениями в кодировании понятия убежища или социального взаимодействия соответственно, - сказал ученый.
Еще одним возможным применением этой работы является проверка правильности усвоения тех или иных понятий людьми, которые обучаются какой-либо сложной дисциплине.

Риа Новости

Ряд европейских стран начинают амбициозный проект, в котором объединятся научные знания из области схемотехники, химии и биологии. Европейские ученые намерены создать так называемый quot;химический компьютерquot; - устройство, работающее по аналогии с кремниевым компьютером, но состоящее из органических соединений. В новом типе вычислительных машин будут заложены несколько недавних научных открытий, связанных с химическими системами, пригодными для выполнения инженерных расчетов.
В конечном итоге ученые намерены искусственно создать систему, работающую по аналогии с нейронами головного мозга и симулирующими деятельность этого важнейшего органа. Всего в проект создания quot;химического компьютераquot; планируется вложить чуть менее 2 млн евро.
По словам Клауса-Петера Зонера из Университета Саутгемптона, что отличает их нынешний проект от многих предыдущих, так это то, что здесь “химический компьютер” будет пользоваться стабильными “клетками”, нанесенными на органическое покрытие для проведения расчетов - примерно такая же схема работы наблюдается и нашем мозгу, когда в качестве этих клеток выступают нейроны.
“Наша цель заключается не в создании каких-то новых компьютеров, а в создании системы, которая сможет проводить расчеты в совершенно новых условиях и на базе новых компонентов”, - говорит он.
По словам ученого, в будущем на базе подобных органических вычислительных систем можно будет делать очень компактные компьютеры, которые не потребуют охлаждения, будут потреблять минимум электроэнергии и стоить существенно дешевле нынешних ПК. При всем этом, химические компьютеры смогут работать и с используемыми на сегодня бизнес-приложениями.
“Такой подход откроет для программного обеспечения области, где ИТ сегодня и близко не стоит. Мы сможем контролировать молекулярных роботов, создавать суперточныные химические производства, проектировать интеллектуальные лекарства и даже управлять химическими сигналами в человеческом организме”, - говорит доктор Зонер.

В основе метода создания “химического компьютера” лежат две главных идеи.

Первая - так называемые индивидуальные “клетки” - индивидуальные и полностью законченные органические вычислительные системы, состоящие из липидов, искусственно внедренных в органическую среду. Недавние исследования показали, что работать можно как минимум с двумя типами липидов, способных переносить химические сигналы внутри молекул.

Вторая - внутренний состав клеток, способный проводить химическую реакцию Белоусова-Жаботинского. Реакции данного класса протекают в в колебательном режиме, при котором некоторые параметры реакции, концентрация компонентов, температура и др. изменяются периодически, образуя сложную пространственно-временную структуру реакционной среды. Подобные реакции позволят клеткам “общаться” между собой и изменять свою структуру.

Ожидается, что работать “химический компьютер” будет от электрического тока, но вот изменения здесь будут проходить под влиянием химических факторов, подобных тем, что происходят в живых организмах. “Фактически, каждый нейрон в нашем мозге - это уже маленький компьютер”, - говорит доктор Зонер.

Материал предоставлен информационным порталом Сайберсекьюрити

Компания планирует запустить QUE в массовую продажу на американском рынке уже в апреле 2010 года (фото 3DNews.ru).

На очередной выставке бытовой электроники в Лас-Вегасе компания продемонстрировала свою новую разработку – QUE proReader. Это устройство для чтения электронных книг по сути, первый продукт для широкой публики, созданный с использованием органических транзисторов. Технология, не покидавшая пределы лабораторий последние 20 лет, лишь недавно начала приносить яркие плоды. В новом гаджете, предлагаемом британской компанией один миллион органических транзисторов на лёгкой пластиковой подложке обеспечивает работу чёрно-белого сенсорного дисплея.

Plastic Logic не раскрывает подробную информацию о технологии производства транзисторов, но по заявлению её представителей, в процессе их печатания использовался алгоритм Roll-to-roll. Вся электроника изготавливается на заводе компании в Дрездене.

фото Plastic Logic

Приставка pro в названии призвана подчеркнуть отличие QUE от обычных электронных читалок. Размеры книги, позиционируемой специалистами компании как лучшее решение для бизнесменов, составляют 275 x 212,5 x 7,5 мм с диагональю экрана 10,7 дюймов (27 сантиметров). Прибор оснащён ударопрочным покрытием и весит всего 0,45 кг. Экран QUE основан на технологии электронных чернил, текст можно будет читать даже под прямыми лучами солнца. Прибор поддерживает форматы PDF, файлов Microsoft Office. Посредством Wi-Fi владельцы гаджета смогут подключиться к родному онлайн-магазину QUE Store или гиганту eBookstore, а также оформить подписку на различные спортивные, новостные и бизнес-издания.

Материал предоставлен интернет-журналом MEMBRANA

Ученые намерены уже в начале этого года провести первые испытания искусственных артерий, работающих в организме человека. Исследователи из Лондонского королевского госпиталя использовали ряд нанотехнологических разработок для создания нового полимерного материала, который по своим физическим свойствам напоминает настоящие артерии человека.
Созданный материал достаточно прочен и гибок, вместе с тем, он позволяет воспроизводить искусственную пульсацию и перегонять кровь, доставляющую питательные вещества тканям и органам внутри организма. В дополнение к этому, искусственные артерии никак не взаимодействуют с кровью и не меняют ее состав и свойства.
По словам разработчиков новой технологии, конечная цель создания искусственных артерий заключается в создании полнофункциональных заменителей для коронарных артерий, а также артерий, опоясывающих легочную систему и доставляющих в органы кислород. Врачи отмечают, что внедрение подобных артерий существенно облегчит жизнь людям с ампутированными конечностями, а также тем, кто перенес сердечные заболевания.
Сейчас на производство артерий и их испытания Лондонскому королевскому госпиталю выделено 500 000 фунтов, однако в случае успеха разработки экономический эффект от внедрения искусственных артерий будет исчисляться миллионами, а десятки тысяч людей смогут жить более полноценной жизнью.
Как сообщили в колледже, первые опыты по вживлению артерий пройдут весной этого года. Вначале искусственные артерии будут пересажены нескольким пациентам в руки и ноги, позже трансплантации будут выполнены на более важных органах - легких и сердце. Британские специалисты отмечают, что тестировать артерии нужно будет хотя бы полтора года, чтобы убедиться, что за этот срок они не ослабнут и не утратят своей эффективности.
Сейчас многие операции по восстановлению или пересадке артерий ведутся за счет забора артерий из других, менее важных для жизни человека органов. Существенным недостатком такого подхода является то, что не все пациенты имеют подходящие артерии, - говорят в госпитале.
Новые артерии в ряде лабораторных тестов уже показали свою эффективность, однако реальных испытаний в живых организмах исследователи не проводили. Более того, один из руководителей разработки профессор Джордж Хамилтон, полагает, что до реального внедрения искусственных артерий в массовом порядке может пройти еще лет 5, так как вероятность сбоя в работе артерий все-таки существует и ее необходимо свести к минимуму.

Материал предоставлен информационным порталом Сайберсекьюрити Ру