Эврика! (дайджест новостей науки)

Похоже на анекдот, но все серьезно

Чтобы не дать умереть крысе, которой из-за блокировки артерии грозит инсульт — нарушение кровообращения мозга, достаточно подергать ее за один из усиков. Открытие, больше похожее на первоапрельскую шутку, сделали совершенно серьезные ученые из Калифорнийского университета в Ирвине.

Оказалось,чтобы предотвратить наступление инсульта у крыс, достаточно стимулировать работу коры головного мозга. Исследователи из Ирвина сделали это, механически подергивая один из усиков грызуна на протяжении суммарных четырех минут в течение первых двух часов после блокировки основной артерии. В результате кровь находила обходные пути и устремлялась к очагу поражения через другие сосуды, просвет которых увеличивался.

В 100 % случаев крысам, прошедшим такую терапию, удавалось избежать инсульта, сообщается в статье, вышедшей в журнале «PLoS ONE».

Известно, что и для человека первые часы после инсульта являются критическими. Значит ли это, что при обнаружении симптомов нарушения кровообращения необходимо дергать себя за усы? Авторы работы считают так: у нас другие части тела связаны с теми же отделами мозга, а потому можно попробовать стимулировать пальцы, губы и лицо.

«Учитывая, что в данном исследовании грызунов удавалось спасти от инсульта во всех случаях, было бы преступлением не опробовать нечто подобное на человеке», — говорится в пресс-релизе университета. Впрочем, провести клинические испытания методики будет непросто, ведь предсказать инсульт почти невозможно. Тем не менее американцы уже подыскивают врачей, которые захотели бы принять участие в дальнейшем исследовании. 

----------------------------------------

Сурикаты традициями сильны

Семейные группы этих созданий — родственников мангустов — исправно передают новым поколениям консервативные традиции. Так утверждают биологи из Кембриджа и проекта изучения сурикатов Калахари, базирующегося в заповеднике Куруман в ЮАР.

Под традицией биологи понимают навыки и привычки, характерные для отдельной группы особей, но не для вида в целом, передающиеся не генетически, но как элемент культуры отдельной группы: через обучение, от старших к младшим, причем совсем не обязательно от родителей к детям.

Как сообщается в статье, опубликованной в «Proceedings of the Royal Society B», в течение 11 лет ученые следили за несколькими колониями сурикатов в пустыне Калахари. Исследователи установили, что в январе, в разгар местного лета, некоторые группы просыпаются еще в пять утра, а другие показываются из нор позже, с разницей вплоть до часа. И самое интересное — часы побудки сохранялись неизменными в каждом семействе, несмотря на то, что со сменой поколений в нем полностью обновлялся «личный состав».

Сурикаты нередко перемещаются между группами. И оказалось, что все «новобранцы» на новых своих местах жительства исправно перенимали час подъема у сородичей, что говорит об отсутствии генетической запрограммированности. Территории групп частично пересекались, и порой какие-то пещеры использовались несколькими семействами, но каждое сохраняло собственный час подъема, а потому различия нельзя списать на географическое удаление кланов.

Различия во времени пробуждения оставались константой даже после учета влияния размера семейства, погодных условий и характеристик норы. И еще, как убедились зоологи, отклонения не были связаны с наличием продовольствия на территории.

----------------------------------------

«Умный» бинт сам лечит

Бинт с наночастицами «Bacterio-safe», способный самостоятельно обнаруживать и лечить инфекции, создала группа специалистов под руководством доктора Тоби Дженкинса из университета Бата. Европейская комиссия уже выделила на этот проект 4,5 миллиона евро.

Staphylococcus aureus и Pseudomo-nas aeruginosa — две наиболее часто встречающиеся в больницах бактерии. Атакуя клетки, они выпускают токсины, которые разъедают мембрану жертв. При этом дружественные организму бактерии ничего подобного не делают. Дженкинс и его коллеги решили воспользоваться этим различием.

Они создали нанокапсулы, которые содержали антибиотик азид натрия, способный погубить два вида патогенов, и внедрили их в ткань. Когда бактерии начинали свою деятельность, токсины разъедали стенки капсул и те выпускали лекарства, подавляя инфекцию. Как показали опыты, количество бактерий быстро уменьшалось.

Ученые также вживили в «нанопузырьки» краску: когда начинали работать антибиотики, она окрашивала ткань в зеленый цвет. Эта цветовая перемена способна сигнализировать докторам о начале инфекции. В этом случае не придется тревожить рану, чтобы проверить, не началось ли воспаление, а значит, она будет затягиваться быстрее.

Еще одно достоинство: новая технология предотвращает развитие устойчивости к антимикробным препаратам. Но существует и несколько минусов. Например, еще предстоит выяснить, насколько стабильна такая система, как долго сможет храниться «умная» повязка без потери эффективности. Так что до внедрения «Bacteriosafe» в клиническую практику, пишет «Journal of the American Chemical Society», пройдет от трех до пяти лет.

----------------------------------------

Всевидящие волны стали зорче

Новая технология позволяет на большом расстоянии детектировать различные материалы, спрятанные внутри упаковки, багажа или под одеждой, в том числе взрывчатку. Эксперимент провели ученые из американского политехнического института Ренсселера и канадского университета Лаваля.

В основе новой разработки лежит просвечивание объекта терагерцевыми волнами, с которыми исследователи в разных странах работают с большим успехом. Но проблема в том, что эти волны быстро затухают из-за влаги в воздухе, так что диапазон их применения до сих пор был ограничен десятками сантиметров. Новая установка расширяет дальность обнаружения до сотни метров и, возможно, нескольких километров, уверяют ее создатели. Секрет в том, что физики решили не полагаться на сами терагерцевые волны для переноса импульса воздействия к цели и передачи информации от нее к приемнику. Вместо этого они направили на объект два фокусированных лазерных луча с длиной волн 800 и 400 нанометров. Объединяясь непосредственно перед целью, эти световые потоки вызывают ионизацию воздуха и генерируют терагерцевые лучи, сканирующие цель.

Отраженное от предмета терагерцевое излучение, в свою очередь, вызывает флуоресценцию облачка плазмы, висящего перед предметом, причем в характеристиках этого повторного излучения отражается подпись просканированного вещества в терагерцевом спектре.

Флуоресцентный «отпечаток пальца» обнаруживается детекторами близ инициирующих лазеров — за много метров. Как сообщается в «Nature Photonics», пока авторы системы испытали ее в лаборатории при дистанции между объектом и приборами в 10 — 20 метров, но ученые говорят, что техника должна сработать и на большем удалении. 

----------------------------------------

Не покричишь — никто не услышит

Команда Сьюзан Паркс из университета Пенсильвании исследовала «разговоры» североатлантических гладких китов. Как оказалось, чтобы продолжать находить себе пару, не терять потомство и просто общаться между собой, животным приходится кричать. В статье, вышедшей в журнале «Biology Letters», ученые впервые показали, что гладкие киты изменили громкость «разговоров» в ответ на шумовое загрязнение среды.

Исследователи закрепили акустические устройства на 14 особях североатлантических гладких китов, посетивших залив Фанди. За летние периоды 2001, 2002 и 2005 годов ими было записано в общей сложности 107 криков животных, а также шум окружающей среды.

Так выяснилось, что фоновый шум варьировался в пределах 92—143 децибел относительно 1 микропаскаля (для человека это соответствует громкости звука работающего фена), киты же перешли со средних 120 дБ на отметку в 150 дБ относительно все того же уровня звукового давления в 1 мкПа. Конечно, естественные шумы океана тоже нельзя назвать совсем уж тихими, но звуки, обусловленные деятельностью людей, гораздо выше и продолжают нарастать. Потому киты вынуждены были «поднять голос».

Рано или поздно все большее повышение уровня шума может привести к полному отказу «E. glacialis» от коммуникации (киты просто не смогут его перекричать). Нетрудно представить, как это скажется на выживании вида.

----------------------------------------

Кто там ответственный за сон?

Оказывается, ощущение сонливости напрямую связано с группой клеток, известных как астроциты. Как считают специалисты из Итальянского технологического института, именно эти клетки ответственны за старт процесса засыпания, освобождая вещество под названием аденозин.

«Согласно одной из ведущих теорий, объясняющих механизм сна, когда человек бодрствует, в его мозге идет процесс накопления аденозина, содержание которого уменьшается в процессе последующего сна», — говорит один из авторов работы Томмасо Феллин. Предполагается, что аденозин подавляет нейроны, которые обычно стимулируют кору головного мозга. Долгое время «клеточный источник» этого вещества оставался под вопросом.

Так как физиологические механизмы, приводящие к необходимости спать, тоже действуют по принципу накопления, Феллин и его американские коллеги решили проверить, могут ли астроциты быть источником аденозина, вызывающего сон. Для эксперимента ученые использовали генетически модифицированных мышей, у которых был искусственно заморожен выпуск аденозина из астроцитов. Подавление выработки данного вещества сократило продолжительность сна мышей даже после того, как им не давали уснуть в течение 6 часов.

Как подытожил Феллин в статье, опубликованной в «Neuron», исследование показывает, что астроциты ответственны за накопление аденозина и регуляцию засыпания.