Listopad 2016

Pacjentka z chorobą ALS może się komunikować dzięki pierwszemu w swoim rodzaju implantowi mózgu

Holenderka z późnym stadium stwardnienia zanikowego bocznego (ALS) może komunikować się, dzięki naukowcom, którzy założyli implant wewnątrz jej czaszki w celu dekodowania sygnałów wysyłanych przez jej mózg i przekształcania je w słowo pisane na ekranie.

ALS jest zwyrodnieniową chorobą neurologiczną, w której neurony zatrzymują ruch mięśni, co prowadzi do postępującego paraliżu, w którym chorzy w pewnym momencie są całkowicie niezdolni do komunikacji ze światem zewnętrznym, mimo świadomości ich umysłu.

Choć wciąż nie ma lekarstwa na tę fatalną chorobę, naukowcy niedawno opublikowali badanie opisujące działanie implantu mózgowego, wyjaśniającego myśli. Urządzenie składa się z elektrody umieszczonej na korze ruchowej pacjenta, sygnały są odbierane przez implant bezprzewodowo.

Po okresie szkolenia, kobieta była w stanie opanować technikę klikania psychicznego, dzięki czemu mogła wybrać litery na ekranie za pomocą wyobrażania sobie przenoszenia na nie palca. Początkowo było to bardzo trudne, wybranie jednej litery zajmowało aż 52 sekundy. Jednak po 28 tygodniach praktyki, jest w stanie wybrać dwie lub trzy litery na minutę.

Politycy oraz naukowcy uznają wojnę z narkotykami za niepowodzenie

Wojna z narkotykami nie tylko nie powiodła się, nie powstał nawet najmniejszy uszczerbek na poziomach handlu i konsumpcji na całym świecie, ale także zwiększyły się szkody medyczne i społeczne związane z nielegalnymi substancjami.

W szeregu nowych artykułów, eksperci zdrowia oraz politycy twierdzą, że nadszedł czas na zmianę taktyki - wzywają światowych przywódców, by umożliwili lekarzom i innym pracownikom medycznym, zamiast ścigania, objęcie prowadzenia projektu globalnej polityki narkotykowej.

Według redaktorów czasopisma BMJ, ponad 100 miliardów dolarów rocznie przeznacza się na próby wyegzekwowania zakazu narkotyków, co przynosi niewielki skutek. W 2014 roku, około jedna na 20 osób dorosłych na całym świecie, spożywała jakiś narkotyk, zapewniając astronomiczne zyski przestępcom z czarnego rynku. To z kolei doprowadza do eskalacji przemocy karteli narkotykowych, walczących o kontrolę na nielegalnym rynku. W Meksyku popełniono do 80 tysięcy morderstw motywowanych narkotykami w ciągu ostatniej dekady.

BMJ domaga się, by narkotyki zostały postrzegane jako problem medyczny. "To zdrowie powinno znajdować się w centrum tej debaty, a w związku z tym powinny w niej uczestniczyć służby zdrowia. Lekarze są zaufani i wpływowi, mogą przynieść racjonalny i humanitarny skutek tej sprawie".

Były szwajcarski prezydent Ruth Dreifuss, który jest współautorem jednego z artykułów DMJ, pisze że przestępczość zorganizowana generuje obecnie 320 miliardów dolarów rocznie i pomimo 50-letniego zakazu, wojna z narkotykami nie jest w stanie zahamować zarówno podaży, jak i popytu na poziomie ani globalnym, ani lokalnym. Stąd pomysł na wezwanie rządów do dekryminalizacji wszystkich narkotyków, tworząc rynki regulowane. Dodaje się także, że używanie narkotyków i ich posiadanie nie powinno być karane.

Dlaczego niektórzy ludzie nie lubią muzyki?

Dla wielu ludzi muzyka ma działanie terapeutyczne, pozwala radzić sobie z trudnymi emocjami lub motywować do działania. Są jednak osoby, na które nie ma to żadnego wpływu. Naukowcy nazwali to "specyficzną anhedonią muzyczną", czyli niereagowaniem mózgu na muzykę.

Przeskanowano mózgi 15 osób, które nie czerpią przyjemności ze słuchania muzyki i porównano je do skanów mózgów ludzi, którym muzyka poprawia samopoczucie. Naukowcy dowiedzieli się, w jaki sposób aktywność neuronowa różni się między dwiema grupami i są w stanie wyjaśnić, dlaczego niektórych ludzi muzyka po prostu nie wzrusza.

Korzystając z rezonansu fMRI, zespół odkrył, że posiadacze muzycznej anhedonii podczas słuchania muzyki posiadają znacznie niższy poziom aktywności w regionie mózgu o nazwie jądro półleżące. Obszar ten jest częścią układu nagradzającego w mózgu, co wydaje się być wyjaśnieniem, dlaczego tacy ludzie nie zachwycają się muzyką. Obszar ten testowano także z innymi czynnościami, np. z hazardem. Reakcja mózgu była wówczas tak silna, jak u osób bez anhedonii muzycznej, co dowodzi, że sam mózg działa dobrze, a problem jest związany jedynie z muzyką.

Pacjenci z muzyczną anhedonią wykazali znacznie mniejszą łączność pomiędzy strukturą nagrody zwaną brzusznym prążkowiem, a korą słuchową mózgu, gdzie przetwarzane są dźwięki. Natomiast u entuzjastów muzycznych łączność ta była szczególnie silna. Co powoduje te różnice między poszczególnymi ludźmi, pozostaje jak dotąd niejasne.

Kim są super-rozpoznawacze?

Prace ekspertów badających zjawisko super-rozpoznawania regularnie pojawiają się w mediach. Definicja tej umiejętności jest dość chaotyczna, ale na ogół określa się nią ludzi, którzy dosłownie nigdy nie zapominają twarzy. Jest to raczej potoczne stwierdzenie, jednak nie więcej niż około 1% populacji jest uważanych za kwalifikujących się do tej umiejętności.

Umiejętność super-rozpoznawania oznacza, że jej posiadacz potrafi wyłowić z tłumu twarze i przypomnieć sobie prawie wszystkie z nich rok później. Podczas przypadkowego spotkania z jednym z nich, natychmiast przypomni sobie twarz danej osoby.

Praca naukowa na temat tej zdolności została opublikowana prawdopodobnie po raz pierwszy w 2009 roku przez zespół neurologów z Uniwersytetu Harvardu. Do badania wykorzystano zaledwie kilka osób i od tamtej pory poszukuje się innych super-rozpoznających ludzi. Interesują się nimi także organy ścigania, co wydaje się być dość uzasadnione.

Jest szansa, że klucz do tej umiejętności może leżeć w obszarach mózgu zwanych fusiform face area. Osoby z uszkodzeniem tych obszarów często doświadczają antytezy super-zdolności. Skutkuje to ogromnymi trudnościami w zapamiętywaniu twarzy przyjaciół i rodziny lub nawet własnego wyglądu poszkodowanych.

Odkryto związek między grypą, a rokiem urodzin chorego

Według najnowszych badań, odporność na poszczególne szczepy grypy ma być zależna od roku urodzenia danego człowieka, co wskazuje na obecność swoistej reakcji immunologicznej przeciwko wirusowi grypy.

Każdego roku epidemie grypy uśmiercają wiele tysięcy ludzi. Walkę z grypą komplikuje fakt, że istnieją trzy odmiany tego wirusa – A, B oraz C, co sprawia, że bardzo trudno jest przewidzieć, jaki rodzaj wirusa będzie panował w danym roku. Najbardziej niebezpieczną odmianą grypy jest typ a, którego podgrupami jest A1 (wirus świńskiej grypy) oraz A2 (wirus ptasiej grypy).

Po latach badań prawie 1500 przypadków zakażenia wirusami, biolodzy odkryli, że pierwszy w życiu kontakt z wirusem grypy niepostrzeżenie, ale także nieodwracalnie i radykalnie zmienia układ odpornościowy człowieka. Jak się okazało, osoby, które w dzieciństwie przetrwały zakażenie wirusem grypy, który należał do tej samej rodziny co H5N1 lub H7N9, lepiej poradzą sobie z ich kolejną infekcją od ludzi, którzy w dzieciństwie napotkali inne warianty tej choroby.

Można to zaobserwować na przykładzie odmiany wirusa H7N9, którego niszczą lepiej komórki odpornościowe młodzieży lub H5N1, przed którym lepiej bronią się dorośli. Układ odpornościowy pacjentów zapamiętuje wirusy i opracowuje przeciwciała, które mogą je znajdować i neutralizować, pomimo różnic w ich strukturach. Odkrycie tej niezwykłej zależności pozwoli lekarzom dokładniej przewidzieć konsekwencje rozwoju nowych epidemii dla poszczególnych grup ludności.

Wyhodowano pełnowymiarowe ludzkie serce z komórek macierzystych

Osoby oczekujące na przeszczep serca borykają się z wieloma problemami. Samo znalezienie dawcy graniczy z cudem, ale i tak największym ryzykiem pozostaje odrzucenie nowego serca przez organizm i uruchomienie reakcji immunologicznej przeciwko obcym komórkom.

W celu zwalczania problemów niedoboru narządów i zmniejszenia szansy na odrzucenie, naukowcy pracują nad stworzeniem narządów syntetycznych, z własnych komórek pacjenta. Zespół naukowców z Głównego Szpitala i Szkoły Medycznej Harvardu w Massachusetts jest o jeden krok bliżej realizacji tego przedsięwzięcia.

Naukowcy będą w stanie hodować serce zdolne do pracy z tkanek własnych pacjenta. Z powodu skomplikowanej struktury organów, łatwiej jest je rozwijać w laboratorium, dzięki specjalnym "rusztowaniom", na których komórki mogą się budować. Badacze stworzyli także technikę, dzięki której mogą ustalić odpowiedź odpornościową biorcy. Początkowo badania prowadzono na sercach myszy, ale najnowsze także na sercu człowieka.

Pozyskano wiele komórek z serc 73 dawców, których serca zostały uznane za nienadające się do przeszczepu. Następnie naukowcy pozyskali komórki skóry i użyli techniki RNA przekształcającej je w komórki macierzyste. Kolejno indukowano je do dwóch różnych typów komórek sercowych.

Przez dwa tygodnie "podlewano" serca roztworem odżywczym, co pozwoliło im urosnąć do podobnych rozmiarów i sił, co ludzkie serce. Po dwóch tygodniach serca zawierały dobrze zorganizowane tkanki, które wyglądały podobnie do tych u niedojrzałych serc ludzkich. Stymulacja elektryczna sprawiła pracę serce.

Nie jest to pierwszy raz, gdy tkanka sercowa jest hodowana w laboratorium, jednak badacze wreszcie doszli do ostatecznego celu: osiągnięto pracę serca. Naukowcy przyznają jednak, że jest jeszcze za wcześnie na przeszczepy. Konieczne jest poprawienie wydajności komórek macierzystych, znalezienie sposobu na ich szybsze dojrzewanie i doskonalenie warunków ustrojowych.

Naukowcy opracowali urządzenie, które pozwoli osobom niewidomym czytać tradycyjne książki

Dziś osoby niewidome mogą czytać nie tylko specjalne książki, których tekst jest drukowany dotykową czcionką alfabetu Braille'a. Mogą również korzystać z e-booków, ponieważ niektóre programy do odczytu zawierają moduł asystenta głosowego. Jednak czytanie tradycyjnych książek do tej pory było niedostępne dla takich ludzi.

Naukowcy z Uniwersytetu w Maryland opracowali urządzenie o nazwie HandSight, którego aparat o średnicy jednego milimetra stosuje się w sondach medycznych. Kamera jest zamontowana w obudowie, którą nakłada się na palec wskazujący. HandSight jest podłączane do komputera za pomocą przewodu.

W czasie pracy urządzenia użytkownik prowadzi palec po stronie, a obraz kamery jest przenoszony do komputera, który równocześnie odczytuje na głos tekst. Komputer analizuje ustawienie palca, jeżeli jest położony nieprawidłowo, aparat widzi tylko część linii lub wcale, urządzenie poprzez sygnały wibracyjne pomaga czytelnikowi znaleźć właściwe położenie.

Do tej pory nakładka była testowana przez 19 ochotników. Poprzez HandSight zostało przeczytane kilka stron z podręcznika szkolnego oraz magazynu rozrywkowego. Wyniki wykazały, że prędkość rozpoznawania i odczytu tekstu wyniosła od 63 do 81 słów na minutę. Dla porównania, średnie tempo czytania osoby widzącej wynosi około 200 słów na minutę.

Sparaliżowane małpy znów mogą chodzić dzięki implantom mózgowym

Sparaliżowane makaki z głównymi urazami rdzenia kręgowego były w stanie chodzić mniej niż sześć dni po doznaniu jak do tej pory nieodwracalnych zmian. Wszystko dzięki nowemu systemowi o nazwie interfejs mózgowo-kręgosłupowy.

Dzięki strategicznie rozmieszczonym implantom elektrycznym, nowa technologia omija uszkodzony obszar kręgosłupa, dzięki czemu sygnał przechodzi między mózgiem, a kończynami. W oświadczeniu współautor badania, Gregoire Courtine, wyjaśnił że jest to pierwszy raz, gdy neurotechnologia przywraca lokomocję u naczelnych. Ostrzegł jednak, że istnieje wciąż wiele przeszkód i może trwać nawet kilka lat, zanim rozwiązanie mogłoby być przetestowane u ludzi.

W przypadku dużych urazów, sygnały pochodzące z kory ruchowej mózgu są przekazywane w dół do kręgosłupa, w obszarze lędźwiowym, który składa się z sieci neuronów pobudzających ruch w mięśniach nóg. Jednakże, jeśli nie ma zmian chorobowych w kręgosłupie, komunikacja ta może zostać przerwana, pozostawiając mózg niezdolny do komunikacji z nogami.

Póki co aktywność neuronowa w mózgu szympansów jest bezprzewodowo przesyłana do komputera sterującego, który używa specjalnego algorytmu do identyfikacji sygnałów kodujących pracę mięśni. Gdy sygnały są dekodowane, komputer przekazuje je do elektrody umieszczonej w okolicy lędźwiowej u małp, co skutkuje ruchem. Dalsze badania z udziałem interfejsu u ludzi zostały już zatwierdzone. Gdyby te projekty okazały się skuteczne, system może stanowić istotny krok na przód w leczeniu paraliżu.

Naukowcy prawdopodobnie odkryli neurologiczne źródło świadomości

Naukowcy odkryli konkretną sieć połączeń w mózgu, która może być odpowiedzialna za generowanie trudnego do opisania doświadczenia, które nazywamy świadomością.

Choć trudno dokładnie określić, czym właściwie jest świadomość, naukowcy są zgodni, że pobudzenie i zdolność postrzegania to dwa podstawowe jej składniki. Najnowsze badania, które opublikowano w czasopiśmie Neurology, dostarczają nowych informacji na temat neurologicznego źródła obydwu tych odczuć.

Pobudzenie, które odnosi się do stanu czujności, uważa się za kontrolowane przez pień mózgu, a zdolność postrzegania, czyli zdolność doświadczeń oraz refleksji nad sobą, jest silnie związana z korą mózgową, która koordynuje wiele wyższych funkcji mózgowych. Zespół przeskanował mózgi 36 pacjentów z urazami pnia mózgu, z czego 12 z nich było w śpiączce. Spośród kilkunastu, którzy nie mieli świadomości, u 10 rozpoznano zmiany danej części pnia mózgu, która ma być odpowiedzialna za świadomość.

Następnie naukowcy wykorzystali mapę wszystkich połączeń w mózgu człowieka i odkryto silne połączenia dwóch regionów korowych, z których oba są zaangażowane w stan świadomości. Użyto skanu MRI na oddzielnej grupie osób z zaburzeniami świadomości i okazało się, że ci, którzy byli w śpiączce, mają tendencję do większego rozłączenia między odkrytymi regionami korowymi.

Co najważniejsze, sieć ta była silnie zakłócona u tych, którzy nie byli w stanie śpiączki, co sugeruje, że może to być źródło świadomości regulujące zarówno pobudzenie, jak i zdolność postrzegania. Zrozumienie tego mechanizmu mogłoby pewnego dnia doprowadzić do nowych metod leczenia zaburzeń świadomości. Na przykład, neurolodzy mogliby próbować sztucznie stymulować aktywność mózgu i wybudzać ludzi ze śpiączki.

O czym śnią zwierzęta?

Do tej pory jedynie dwa goryle potrafiły przekazać człowiekowi treść swoich snów. Penny Patterson, osoba zajmująca się gorylami, pisała o snach goryli: wydarzeniach, które nigdy nie miały miejsca, wyimaginowanych ludziach, wspomnieniach z przeszłości. Wszystkie inne hipotezy o tym, co dzieje się w mózgach zwierząt podczas snu – to tylko domysły naukowców.

Jednak naukowcy wiedzą, że mózg większości ssaków podczas snu przechodzi ten sam cykl, co mózg człowieka: od pogrążania się w głębokim śnie, po daleką fazę REM, gdy mózg jest najbardziej aktywny. Stąd sugestia, że wiele zwierząt może śnić tak samo, jak ludzie. Małe zwierzęta (na przykład myszy) przechodzą przez etapy snu o wiele szybciej niż człowiek, z kolei gady i ryby nie posiadają wcale fazy REM, stąd naukowcy są pewni, że nie posiadają snów.

Ludzie często śnią o rzeczach, które ich interesują lub o których myślą przed pójściem do łóżka. Nie ma powodu, by sądzić, że zwierzęta robią inaczej. Psy są bardzo przywiązane do swoich właścicieli, więc dr Deirdre Barrett (psycholog z Medycznej Uczelni Harvardu) sugeruje, że psy we śnie odtwarzają wizerunek i zapach gospodarza.

Z kolei marzenia kotów są znane nieco bardziej dzięki badaniom Michel Jouvet. Naukowiec badał obszar w mózgu kota, który ogranicza ruchy mięśni podczas snu REM. Wynikiem miał być fakt, że kot podczas snu najczęściej śni o polowaniu.

tylkomedycyna.pl