Сенсорно-слуховой интерфейс для слабослышащих

Интеллект ассоциирован с продолжительностью жизни, но у этой характеристики много составляющих. Какая именно обещает долголетие? Ученые из Германии и коллабораторы анализировали данные, полученные при анализе когнитивных функций 516 людей старшего возраста (от 70 до 105 лет) в рамках Berlin Aging Study. Участники проходили ряд тестов от четырех до 14 раз в течение жизни; на момент анализа они все уже умерли. Помимо интеллекта, оценивались еще и такие факторы, как здоровье зубов, уровень стресса и экономическое благополучие. Результаты опубликованы в журнале Psychological Science.

Тесты измеряли четыре аспекта когнитивных способностей: вербальная беглость (verbal fluency), скорость восприятия, речевые навыки (verbal knowledge) и эпизодическая память. Скорость восприятия оценивает способность человека быстро сравнивать, просматривать или характеризовать образы с помощью визуальных подсказок. Речевые навыки зависят от словарного запаса. Каждый аспект оценивали с помощью нескольких тестов. Так, в одном из тестов на вербальную беглость испытуемым предлагалось назвать как можно больше животных в течение 90 секунд.

Авторы работы смотрели, как меняются когнитивные навыки человека со временем, и пытались предсказать продолжительность его жизни. Оказалось, что только вербальная беглость была связана с долголетием. Пока неясно, почему. Исследователи предположили, что это сложный аспект интеллекта, который позволяет оценить сразу долговременную память, словарный запас, визуальную память и другие когнитивные навыки.

Долгое время считалось, что эпителиальные клетки неспособны общаться электрическими импульсами, однако двое ученых из Университета Массачусетса в Амхерсте доказали обратное. Они обнаружили, что клетки эпителия в культуре реагируют на точечные повреждения неким аналогом потенциала действия.

Исследователи выращивали эпителиальные клетки на чипе с микроэлектродами. На небольшом участке монослоя кратковременно фокусировали лазерный луч, чтобы повредить клетки, но не задеть металлический электрод, и измеряли электрические потенциалы на разном расстоянии от места повреждения. В результате ученые зарегистрировали изменения внеклеточного потенциала, которые сохранялись минимум 5 часов после повреждения (более длительные измерения, как пишут авторы, были невозможны по техническим причинам). Формой и амплитудой эти колебания потенциала напоминали пики электрической активности нейронов, но были более продолжительными — от 1 до 2 секунд. Выявленная активность прекращалась при обработке клеток ЭДТА или при ингибировании механочувствительных ионных каналов, что указывает на ключевую роль ионов кальция в таком обмене сигналами.

Авторы статьи убеждены, что их открытие может послужить для регенеративной медицины и разработки биосовместимых имплантатов. «Из этого могут вырасти носимые датчики, имплантируемые устройства и ускоренное заживление ран», — комментирует профессор Стив Граник с факультета наук о полимерах и инженерии. «Понимание этих криков, которыми обмениваются поврежденные клетки, открывает двери, о существовании которых мы даже не подозревали», — добавляет его коллега доктор Сун-Мин Ю.

Многие биологические ткани характеризуются не только механической прочностью, но и способностью к регенерации. Синтетические гидрогели не могут обладать обоими свойствами — для повышения прочности приходится жертвовать возможностью самовосстановления материала. Однако ученые из Финляндии и Германии нашли способ обойти это ограничение и создали регенерирующий гидрогель.

За основу гидрогеля взяли концентрированный акриламид. Перед полимеризацией в него добавили нанолисты синтетического гекторита — разновидности силикатного глинистого минерала. Будучи встроенными в плотную гелевую структуру, они формируют стопки листов, способные сдвигаться относительно друг друга и формировать макроскопический монодомен при сдвиге.

Таким способом авторы статьи, опубликованной в Nature Materials, добились одновременно прочности гидрогеля и его способности к самовосстановлению. Материал обладает прочностью на растяжение до 4,2 мегапаскалей (Мпа) и модулем жесткости 50 МПа. При этом гидрогель характеризуется практически 100%-ной эффективностью самовосстановления при повреждении. Исследователи утверждают, что подход можно обобщить на другие полимеры и нанокомпоненты, чтобы создавать жесткие регенерирующие гидрогели. Они могут найти применение в таких областях, как конструирование мягких роботов, доставка лекарств, заживление ран или создание искусственной кожи.

Около 80 миллионов человек во всем мире страдают от тремора, который может мешать выполнять даже простые повседневные действия. Команда ученых из Германии предложила бороться с тремором с помощью искусственных мышц, которые будут компенсировать непроизвольные движения.

Основу конструкции составляет пара мягких электрогидравлических приводов, которые крепятся на предплечье пациента. Они настроены часто сжиматься и растягиваться таким образом, чтобы за счет компенсации движений подавить тремор кисти. Для испытаний ученые создали «механического пациента» — роботизированную руку, которая воспроизводила ранее записанные движения руки пациента, в том числе дрожание. Разработанное устройство действительно подавляло клинически значимый тремор в диапазоне от 2 до 8 Гц, генерируя адекватную силу воздействия во всех протестированных случаях.

Ученые отдельно подчеркивают перспективность «механического пациента» в тестировании активных экзоскелетов — для предварительной оценки новой разработки его применять проще и быстрее, чем проводить испытания на реальных пациентах.

Паразитическую муху Ormia ochracea завезли на Гавайи до 1989 года, вероятно, полинезийские поселенцы и европейские грузовые суда. Там у нее не было известных хозяев, однако муха быстро приспособилась откладывать яйца на самцов местных полевых сверчков Teleogryllus oceanicus. Муху привлекают песни сверчков. Под влиянием отбора у сверчков появилась новая песня с другими акустическими свойствами, которая должна меньше привлекать O. ochracea. Однако ученые из США показали, что у мухи просто улучшился слух.

Авторы исследования собрали мух O. ochracea с Гавайев и из Флориды (в качестве контрольной популяции). Они оценивали реакции самок паразитических мух на песни сверчков (типичные и новые). Исследователи обнаружили, что у гавайских мух слуховая система более чувствительна, чем у флоридских, что позволяет им лучше реагировать на новые песни. В полевых условиях авторы показали, что, хотя гавайские паразитические мухи предпочитали более громкие типичные песни сверчков, они могут обнаруживать менее интенсивные новые песни.