Вешенка управляет движениями робота

Компания Neuralink заявила, что экспериментальный имплант, призванный вернуть зрение слепым людям, получил от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США статус «прорывного устройства». Этот статус присваивается медицинским устройствам, которые обеспечивают лечение или диагностику угрожающих жизни состояний или необратимых повреждений, и нацелен на то, чтобы ускорить их разработку и внедрение.

Устройство получило название Blindsight. Илон Маск прокомментировал разработку в социальной сети X: по его словам, имплантат «позволит видеть даже тем, кто потерял оба глаза и зрительный нерв. Если зрительная кора не повреждена, способность видеть он обеспечит даже слепым от рождения». Компания приглашает добровольцев участвовать в исследованиях, однако комментариев о том, когда именно Blindsight начнет проходить испытания на людях, она пока не давала. FDA пока что также не комментирует это решение. 

Устройства для непрерывного мониторинга физиологических показателей ограничены трудностями, связанными с энергоснабжением и габаритами. Авторы статьи в Nature Electronics предложили совместить источник питания с источником данных — они создали носимое на пальце устройство для анализа метаболитов пота, которое из этого же пота получает энергию.

Конструкция содержит биотопливные элементы, расположенные в местах, где прибор соприкасается с кончиком пальца. Кончики пальцев крайне активно вырабатывают пот, и его постоянное выделение, по задумке авторов, должно эффективно подпитывать устройство. Накопленная таким образом энергия заряжает эластичные цинк-хлорсеребряные аккумуляторы, которые питают набор датчиков. В актуальной версии инженеры использовали четыре датчика, по одному на каждый из биомаркеров: глюкоза, витамин C, лактат и леводопа. Пот перемещается по микрофлюидной системе к датчикам, попутно давая устройству энергию, и подвергается анализу целевых метаболитов. Полученные от датчиков сигналы затем обрабатываются встроенным в прибор чипом и по беспроводной связи (Bluetooth) передаются на смартфон или ноутбук.

Работу автономного устройства для мониторинга метаболитов пота проверили на добровольце. Испытуемый носил прибор в течение дня, чтобы отслеживать уровень глюкозы во время еды, уровень лактата во время работы за столом и физических упражнений, уровень витамина С во время употребления апельсинового сока и уровень леводопы после употребления садовых бобов, ее природного источника. В ходе испытаний подтвердилось, что устройство может определять уровень этих метаболитов в течение длительного времени. Авторы разработки отмечают, что в будущем спектр анализируемых метаболитов пота можно расширить.

Основную массу островков Лангерганса в поджелудочной железе составляют β-клетки, продуцирующие инсулин. Раньше считалось, что для их работы необходимы и остальные типы клеток, входящие в состав островков (α, δ и γ). Но авторы статьи в Nature Metabolism показали, что это не так.

Ученые получили модельных мышей, островки Лангерганса у которых состояли исключительно из β-клеток (остальные типы удалили с помощью дифтерийного токсина). Оказалось, что у таких мышей хорошо работала регуляция уровня глюкозы в крови, у них наблюдалась повышенная толерантность к глюкозе, чувствительность к инсулину и ограниченное увеличение массы тела при диете с высоким содержанием жиров. Динамика секреции инсулина в β-клеточных островках была сопоставима с нормальной. Аналогичные результаты были получены на «псевдоостровках» (клеточных скоплениях), состоящих только из β-клеток человека. В клетках псевдоостровков сохранялось полноценное митохондриальное дыхание, регулируемое глюкозой, они секретировали инсулин и реагировали усилением его секреции на эксендин-4 (агонист рецептора глюкагоноподобного пептида 1). Исследователи пришли к выводу, что β-клеткам не требуются другие типы островковых клеток для нормального функционирования и обеспечения гомеостаза глюкозы в крови.

Альтернативой обычному стеклу могут стать нековалентные стекломатериалы на основе биомолекул. Такие стекла биоразлагаемы, биосовместимы и хорошо поддаются переработке, что дает им преимущество перед традиционными. Для изготовления нековалентных стекол несколько научных групп предлагали применять циклические пептиды, поскольку они стабильны и устойчивы к ферментативному разложению. Однако склонность к кристаллизации препятствует их использованию в производстве стекла. Авторы статьи в Nature Nanotechnology нашли решение — они повысили энтропию системы, чтобы вместо кристаллов получить стекло.

Исследователи использовали влияние температуры на конформацию циклических пептидов, чтобы перевести их в неупорядоченное состояние и, быстро охладив, сохранить в нем. Кроме того, они создали многокомпонентную систему из разных пептидов. Такой подход позволил ученым подавить кристаллизацию пептидов и получить из них аморфный материал. Нековалентное стекло оказалось прочным и демонстрировало высокую устойчивость к разрушению ферментами. Авторы считают, что такой результат подчеркивает важность энтропии в формировании и стабилизации биомолекулярных стекол.

Детям с врожденными пороками сердца, затрагивающими желудочки, проводят шунтирование в раннем возрасте. Первая операция заключается в установке синтетического шунта, однако по мере роста ребенка зачастую требуется заменять шунт на трубку большего размера. Каждое оперативное вмешательство сопряжено с риском, и чтобы сократить их количество, ученые из Филадельфии (США) разработали шунт, способный «расти» вместе с сердцем пациента.

Искусственный шунт изменяет свой внутренний диаметр под действием света. Чтобы этого добиться, исследователи нанесли на его внутреннюю поверхность фоточувствительный гидрогель из декстранметакрилата. При облучении синим светом в гидрогеле начинают формироваться новые сшивки — из-за этого происходит сжатие гидрогеля и просвет шунта расширяется. Для активации этого процесса хирургу необходимо будет ввести оптоволоконный катетер в шунт через подмышечную артерию. В лабораторных экспериментах просвет шунта расширялся на 40% — с 3,5 до 5 мм, то есть почти до размера самого большого шунта, имплантируемого детям. Также авторы уже убедились, что величина расширения шунта зависит от длительности воздействия света — это позволяет предположить, что конструкцию можно будет подстроить под каждого пациента. Анализ биосовместимости показал, что материалы шунта не индуцируют тромбообразование или воспалительные реакции. Исследователи намерены протестировать полноразмерные прототипы шунтов в искусственной установке, имитирующей кровеносную систему человека и, если эти эксперименты окажутся успешными, перейти к испытаниям на животных.