Протез мозга: зачем под черепную коробку вживляют чипы и полимеры
Нашими воспоминаниями управляет отдел мозга под названием гиппокамп. Если он поврежден, то человек не в состоянии надолго запоминать информацию. Гиппокампу угрожают не только травмы, но и различные неврологические расстройства, например при эпилепсии, депрессии, болезни Альцгеймера.
С 2012 года группа американских ученых под руководством Теодора Бергера (Theodore Berger) разрабатывает устройство, заменяющее поврежденную часть гиппокампа. Это чип с двумя наборами электродов, записывающий краткосрочные воспоминания. С помощью первого набора электродов электрические импульсы из гиппокампа поступают на чип, а оттуда пересылаются на компьютер. Тот преобразует данные в долгосрочные воспоминания и отправляет на второй набор электродов, вживленный в здоровую часть гиппокампа.
Искусственный гиппокамп испытали на крысах. Животным вводили вещество, нарушающее работу долговременной памяти, затем подключали чип и проверяли способность запоминать информацию. Имплантаты продемонстрировали свою эффективность. По сообщениям группы Бергера, подобные опыты проводились на обезьянах и даже на пациентах с эпилепсией. Конечно, в человеческом мозге слишком много нейронов и связей между ними, поэтому о лечении людей говорить еще рано. Тем не менее ученые намерены вывести имплантат на рынок, для чего создали стартап Kernel, который возглавил Бергер.
Спасительный каркас
Из-за травм и болезней связи в нейронных сетях рвутся, и функции, которые выполняли поврежденные участки мозга, утрачиваются. В некоторых случаях организм способен сам восстановить связи между нейронами, ему только нужен каркас, на котором вырастут новые ткани.
Естественным каркасом для роста тканей в организме служит внеклеточный матрикс. Также он выступает барьером между клетками и кровью, хранит биологически активные молекулы, вырабатываемые содержащимися в нем клетками, обеспечивает приток питательных веществ и кислорода к клеткам и удаляет продукты жизнедеятельности. Сбой в функционировании внеклеточного матрикса приводит к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезни Альцгеймера и Паркинсона, различным формам деменции. Новый каркас мог бы облегчить состояние больного и даже его вылечить.
Создать протез внеклеточного матрикса для мозга решили врачи из Первого МГМУ имени И. М. Сеченова и Национального медицинского исследовательского центра здоровья детей вместе с физиками из Института фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника». Проект поддержал Российский научный фонд.
«Цикл наших исследований посвящен разработке трехмерных искусственных материалов, аналогов внеклеточного матрикса из полимеров. Они повторяют механические свойства головного мозга, поддерживают рост и деление клеток. Создаваемые конструкции смогут имитировать утраченный межклеточный матрикс нервной ткани и способствовать ее восстановлению», — рассказывает Петр Тимашев, ведущий научный сотрудник Института фотонных технологий, директор Института регенеративной медицины Первого МГМУ имени И. М. Сеченова, лауреат премии правительства Москвы.
Трансплантат уже проходит клинические испытания на лабораторных животных. Ученые взяли ткань мозга мышки и пересадили на полимерную матрицу, имитирующую внеклеточный матрикс. Когда ткани наросли на матрицу, исследователи убедились в том, что нейроны обмениваются электрохимическими импульсами. То есть находящиеся в тканях нейротрансмиттеры — вещества, передающие электрохимические импульсы между нейронами, — успешно выполняют свою функцию.
Сейчас авторы разработки намерены оценить, как «протез» рассасывается внутри живого организма, когда ткани выросли и перестроились. Кроме того, биологам предстоит изучить реакцию окружающих тканей на имплантируемые конструкции, предотвратить отторжение матрикса.
Искусственный внеклеточный матрикс пригодится не только для мозга, но и для восстановления целостности тканей опорно-двигательного аппарата, эпителиальных выстилок, например, в уретре, ЖКТ, а также при повреждениях кожи. Для реконструктивной хирургии ученые разрабатывают аналоги костной ткани, сосудистые протезы, пластины на основе внеклеточного матрикса.
Иллюстрация РИА Новости. Алина Полянина
NAME] => URL исходной статьи [
Ссылка на публикацию: РИА Новости
Код вставки на сайт
Протез мозга: зачем под черепную коробку вживляют чипы и полимеры
Нашими воспоминаниями управляет отдел мозга под названием гиппокамп. Если он поврежден, то человек не в состоянии надолго запоминать информацию. Гиппокампу угрожают не только травмы, но и различные неврологические расстройства, например при эпилепсии, депрессии, болезни Альцгеймера.
С 2012 года группа американских ученых под руководством Теодора Бергера (Theodore Berger) разрабатывает устройство, заменяющее поврежденную часть гиппокампа. Это чип с двумя наборами электродов, записывающий краткосрочные воспоминания. С помощью первого набора электродов электрические импульсы из гиппокампа поступают на чип, а оттуда пересылаются на компьютер. Тот преобразует данные в долгосрочные воспоминания и отправляет на второй набор электродов, вживленный в здоровую часть гиппокампа.
Искусственный гиппокамп испытали на крысах. Животным вводили вещество, нарушающее работу долговременной памяти, затем подключали чип и проверяли способность запоминать информацию. Имплантаты продемонстрировали свою эффективность. По сообщениям группы Бергера, подобные опыты проводились на обезьянах и даже на пациентах с эпилепсией. Конечно, в человеческом мозге слишком много нейронов и связей между ними, поэтому о лечении людей говорить еще рано. Тем не менее ученые намерены вывести имплантат на рынок, для чего создали стартап Kernel, который возглавил Бергер.
Спасительный каркас
Из-за травм и болезней связи в нейронных сетях рвутся, и функции, которые выполняли поврежденные участки мозга, утрачиваются. В некоторых случаях организм способен сам восстановить связи между нейронами, ему только нужен каркас, на котором вырастут новые ткани.
Естественным каркасом для роста тканей в организме служит внеклеточный матрикс. Также он выступает барьером между клетками и кровью, хранит биологически активные молекулы, вырабатываемые содержащимися в нем клетками, обеспечивает приток питательных веществ и кислорода к клеткам и удаляет продукты жизнедеятельности. Сбой в функционировании внеклеточного матрикса приводит к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезни Альцгеймера и Паркинсона, различным формам деменции. Новый каркас мог бы облегчить состояние больного и даже его вылечить.
Создать протез внеклеточного матрикса для мозга решили врачи из Первого МГМУ имени И. М. Сеченова и Национального медицинского исследовательского центра здоровья детей вместе с физиками из Института фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника». Проект поддержал Российский научный фонд.
«Цикл наших исследований посвящен разработке трехмерных искусственных материалов, аналогов внеклеточного матрикса из полимеров. Они повторяют механические свойства головного мозга, поддерживают рост и деление клеток. Создаваемые конструкции смогут имитировать утраченный межклеточный матрикс нервной ткани и способствовать ее восстановлению», — рассказывает Петр Тимашев, ведущий научный сотрудник Института фотонных технологий, директор Института регенеративной медицины Первого МГМУ имени И. М. Сеченова, лауреат премии правительства Москвы.
Трансплантат уже проходит клинические испытания на лабораторных животных. Ученые взяли ткань мозга мышки и пересадили на полимерную матрицу, имитирующую внеклеточный матрикс. Когда ткани наросли на матрицу, исследователи убедились в том, что нейроны обмениваются электрохимическими импульсами. То есть находящиеся в тканях нейротрансмиттеры — вещества, передающие электрохимические импульсы между нейронами, — успешно выполняют свою функцию.
Сейчас авторы разработки намерены оценить, как «протез» рассасывается внутри живого организма, когда ткани выросли и перестроились. Кроме того, биологам предстоит изучить реакцию окружающих тканей на имплантируемые конструкции, предотвратить отторжение матрикса.
Искусственный внеклеточный матрикс пригодится не только для мозга, но и для восстановления целостности тканей опорно-двигательного аппарата, эпителиальных выстилок, например, в уретре, ЖКТ, а также при повреждениях кожи. Для реконструктивной хирургии ученые разрабатывают аналоги костной ткани, сосудистые протезы, пластины на основе внеклеточного матрикса.
Иллюстрация РИА Новости. Алина Полянина
Все данные в цилиндрике под кожей: как люди вживляют себе чипы и для чего они нужны
Люди вживляют себе чипы для разных целей: управление электронными устройствами, доступ к секретным хранилищам или оплата товаров. Разбираемся, как работают разные чипы и зачем люди их используют.
Читайте «Хайтек» в
Что такое микрочип-имплант
Под этим термином понимают любое электронное устройство, которое имплантируют под кожу как человеку, так и животному. Как правило, это идентифицирующее RFID-устройство. Этот тип подкожного имплантата обычно содержит идентификационные данные.
Внешний вид чипов-имплантов напоминает цилиндрик из несодержащего свинца боросиликатного стекла либо биологически нейтрального стекла Schott 8625 на основе натриевой извести. Типичное место для чипа — между указательным и большим пальцем.
Микрочипы, имплантируемые и животным, и людям, не имеют встроенного источника энергии и питаются от внешнего электромагнитного поля. То есть они инертны до тех пор, пока не поднести к ним считывающее устройство — источник ЭМ-поля.
Эти имплантаты часто относят к RFID, но под этим термином есть очень широкий спектр частот, устройств, протоколов и интерфейсов. RFID-устройства делятся на три частотных группы: низкочастотную (125 и 134 кГц), высокочастотную (13,56 МГц), сверхвысокочастотную (UHF) (800–915 МГц).
Чипы для имплантации обычно относятся к первой или второй группе.
Зачем люди вживляют чипы
В июне 2007 года Американская медицинская ассоциация заявила, что «имплантируемые устройства с RFID-метками могут помочь идентифицировать пациентов, это повысит безопасность и эффективность ухода за ними».
Чипы можно использовать для обеспечения безопасного доступа к клинической информации пациента.
В 2016 году JAMM Technologies приобрела чиповые активы у VeriTeQ. Бизнес-план JAMM заключался в партнерстве с компаниями, продающими имплантированные медицинские устройства, и использовании меток RfID для мониторинга и идентификации устройств.
В 2018 году датская фирма BiChip выпустила микрочип-имплант нового поколения, который предназначен для считывания с расстояния и подключения к интернету.
Компания выпустила обновление для своего имплантата, чтобы связать его с криптовалютой Ripple, что позволит совершать платежные операции с помощью микрочипа.
В 2017 году Майк Миллер, исполнительный директор Всемирной ассоциации олимпийцев, обсуждал возможность использования таких имплантатов у спортсменов. Целью была борьба с проблемами, связанными с употреблением допинга.
Теоретически чип с поддержкой GPS может позволить отслеживать людей в режиме реального времени. Такие имплантируемые устройства GPS в настоящее время технически неосуществимы.
Однако если они будут широко использоваться в будущем, имплантируемые GPS-устройства могут позволить властям обнаруживать пропавших людей или скрывающихся от правосудия.
Критики утверждают, что технология может привести к политическим репрессиям, поскольку правительства могут использовать имплантаты для отслеживания и преследования правозащитников, активистов, диссидентов и политических противников.
Современное применение чипов для людей
В Швеции с 2018 года проводится чипирование населения. Микрочипы RFID-чипа могут заменить все бесконтактные карты, ключи и пропуска, нужные человеку в повседневной жизни. Их имплантируют добровольцам, как правило, между указательным и большим пальцами.
Основные свойства встроенного RFID-чипа:
Опасность для здоровья
Associated Press узнало, что имплантированные чипы вызывают рак у сотен лабораторных животных. Онкологи изучили исследования агентства и предупредили, что результаты испытаний на животных необязательно соотносятся с людьми. Однако результаты все равно их обеспокоили.
Сегодня микрочипы настолько безопасны, что могут использоваться для маркировки собак и кошек. Риск заражения ниже, если чип устанавливает опытный специалист по пирсингу с необходимыми инструментами и процедурой обеззараживания.
После установки вокруг чипа может появиться припухлость и даже синяк, которые проходят через несколько дней. Инкапсуляция соединительной коллагеновой тканью занимает 2–4 недели, и в течение двух лет еще может возникать временный зуд или ощущение сдавливания, пока тело заживает вокруг чипа.
Также, как заявляют представители Dangerous Things, чип не чувствуется под кожей, увидеть его можно, только если вы обхватите рукой что-то большое.
При желании, чип легко вытащить: делать это нужно строго в медицинской клинике.
Сохранность личных данных
В 2007 году совет по этическим и судебным вопросам Американской медицинской ассоциации опубликовал отчет, в котором говорится, что микрочипы могут нарушить конфиденциальность пользователей. Информация, содержащаяся в чипе, может быть быть не защищена надлежащим образом.
Опасения вызывает конфиденциальность данных. Однако сторонники технологии утверждают, что гораздо больше данных о повседневной жизни передают мобильные телефоны, Google, Apple и Facebook, чем RFID-имплант.
Теория о том, что кого-то можно отследить с помощью чипа, также нежизнеспособна, ведь в чипах нет GPS. Имплантируемому устройству, имеющему функцию отслеживания, нужен источник питания, который необходимо регулярно менять и перезаряжать.
У современных чипов батарейки нет, так что для считывания данных придется прижать ладонь к считывающему устройству. К тому же сам имплантат должен быть довольно большим, чтобы получать сигнал GPS-спутников и передавать данные позиционирования по сотовой сети, Wi-Fi или еще как-то.
Рентген сустава: все, что вы должны знать
На первой же консультации ортопеда при жалобах на боль в колене или локте, плече или голеностопе пациенту назначают рентгенографию. Долгое время это исследование считалось золотым стандартом диагностики болезней суставов. После появления и введения в широкую практику МРТ оно несколько сдало свои позиции, но не потеряло актуальности, особенно на начальной стадии обследования.
Рентген – эффективный способ установить болезнь и следить за ходом лечения
В каких случаях назначают рентген суставов
Чаще всего рентген назначают при подозрении на вывих, растяжение, перелом, разрыв сухожилий и другие травмы. Однако это исследование позволяет также увидеть изменения в структуре тканей, обнаружить опухоли, кисты, деформации, артроз и артрит. Поэтому диагностический метод эффективен при любых жалобах в отношении опорно-двигательного аппарата.
Что такое рентген-диагностика
Рентген-диагностика базируется на специальных рентгеновских лучах, которые излучает аппарат. Мягкие ткани пропускают их, а твердые – поглощают, поэтому на снимке первые окрашены в темный цвет, а вторые – в светлый. Наиболее ярко на снимках видны костные ткани, поэтому метод используют для обследования состояния костей и суставов. Результаты предоставляются на бумажном или цифровом носителе, сохраняются на жестком диске компьютера.
Получить рентгеновский снимок сегодня можно и на цифровом носителе
Как проводится
Рентгенография проводится без подготовки. Пациент располагается на специальном столе. Паховая область закрывается от облучения свинцовым фартуком. Детям накладывают защиту на область глаз и щитовидной железы, а у младенцев открытой оставляют только исследуемую область, например конечность.
Врач делает снимок в одной или нескольких проекциях. Чтобы они получились четкими, необходимо оставаться в неподвижном состоянии. Специалист самостоятельно определяет оптимальную проекцию в зависимости от исследуемого сегмента: прямая, боковая или комбинированный вариант.
Если у пациента лишний вес, снимок может быть нечетким
Опасно ли это
Рентген часто назначают не только на этапе диагностики, но и в ходе лечения артроза колена, тазобедренного или другого сустава. Многие опасаются, что излучения навредят организму и запустят в нем необратимые процессы, например перерождение клеток в злокачественные, ослабят и без того слабый у пожилого человека иммунитет. Можно ли часто делать рентгенографию?
Вред от излучения на современных аппаратах минимален, если соблюдены все правила безопасности. Доза излучения сопоставима с той, которую мы ежедневно получаем от телевизора или во время перелета на самолете. Поэтому не стоит отказываться от обследования, если врач настаивает. Главное – соблюсти меры предосторожности.
Насколько опасен рентген и кому категорически противопоказано проходить это обследование? Ответы – в видео ниже:
Ограничения
Рентген не проводят детям до трех месяцев, которым при острой необходимости назначают УЗИ. Врачи также не рекомендуют чрезмерно облучать грудных детей в области таза, поскольку это может привести в будущем к бесплодию, заболеванию крови, опухолевому процессу. Детям обследование проводят строго по показаниям и нормировано, не чаще, чем раз в полгода.
Рентгенографию не проводят беременным, чтобы избежать негативного влияния на плод. Также она противопоказана людям с металлическими протезами или имплантами в исследуемой области и лицам с шизофренией (и другими психическими расстройствами), не способным пребывать в неподвижном состоянии. Остальным людям, в том числе старшего возраста, обследование делать можно.
Что показывает рентген голеностопного сустава
Голеностоп страдает очень часто, поскольку стопы принимают на себя максимальную нагрузку при прямохождении. Рентген этот сустава делают обычно в трех проекциях, с нагрузкой или без нее: боковой, косой снимок и рентген пяточной кости. Иногда для уточнения диагноза и оценки состояния мягких тканей дополнительно назначают КТ или МРТ.
Рентген позволяет диагностировать:
Рентген-снимок хорошо показывает состояние костей стопы
Насколько информативен рентген коленного сустава
В случае с коленом это обследование назначают при любых повреждениях и травмах, болезненности в покое и движении. Среди других показаний – припухлость, изменение цвета кожи, деформации и ограничение подвижности, симптомы, которые часто сопровождают артроз.
Самую большую диагностическую ценность рентген колена имеет при травмах – трещинах костей, переломах, вывихах и подвывихах суставов. Он диагностирует переломы мыщелков, травмы менисков и надколенника, кровоизлияния в коленный сустав. Метод позволяет обследовать сустав и прилегающие области – малоберцовую, бедренную и большеберцовую кости. С его помощью можно выявить артроз, артрит и остеопороз, а затем продолжить обследование другими методами.
Для диагностики коленного сустава наряду с рентгеном часто используют МРТ
В каких случаях назначают рентген тазобедренного сустава
Тазобедренные суставы – одни из самых сложно устроенных в организме. Пациента отправляют на рентген, если он испытывает дискомфорт при движении и ограничен в подвижности. Если сустав болит или деформирован, а также после любой травмы.
С помощью рентгенографии можно выявить такие болезни и патологии:
В отличие от остальных участков, перед рентгеном тазобедренного сустава пациенту могут порекомендовать сделать очищающую клизму или накануне принять слабительное. Это делается для того, чтобы на снимке не было затемнений из-за переполненного кишечника.
Рентген тазобедренного сустава позволяет диагностировать коксартроз
Особенности рентгена верхних конечностей
Рентген локтя назначают также после травм – сильного ушиба, вывиха, перелома – или при подозрении на различные патологии. Он позволяет получить информацию о суставной щели и ее сужении, о состоянии окончаний кости плечевого отдела и предплечья. Специалист также получает данные об областях, смежных с локтевым суставом, что облегчает диагностику. Ведь далеко не всегда причина боли – артроз локтя, артрит или бурсит: часто она имеет распространяющийся характер и совершенно другой источник.
Боль в плече часто возникает на фоне неврологических и сосудистых заболеваний, однако причиной может быть и артроз плеча, а также системные заболевания плечевого сустава воспалительного характера. Рентген в основном назначают при подозрении на вывих или перелом. На снимке видны и соседние образования – ключицы и лопатки. Он информативен также при артрозе и артрите, некрозе плечевых головок, тендините и других заболеваниях.
Артроз верхних конечностей на рентген-снимке часто обнаруживается случайно
Рентгенография – простой, быстрый, безболезненный способ диагностики, который дает информацию о состоянии костей и суставов. При обнаружении артроза часто назначают дополнительные инструментальные методы, позволяющие рассмотреть глубинные структуры мягких тканей, изучить состояние хрящей. Однако МРТ и КТ – исследования дорогостоящие и не всегда необходимые. Поэтому, если ортопед настаивает на рентгене, отказываться не стоит.
Пневмония и Ковидные изменения на рентгене. В чем разница?
Поражение лёгких, пневмония, вызванные коронавирусной инфекцией, отличается от других видов поражения лёгких. Принципиальное отличие основывается на довольно простых вещах.
«Обычная» пневмония возникает из-за того, что в нижних отделах дыхательных путей (чаще на фоне гриппа или острых респираторных заболеваний) накапливается воспалительная жидкость, которая в свою очередь является благотворной средой для накопления бактерий. Сама мокрота, которая скапливается в альвеолах, препятствует нормальному дыхательному процессу. В ней селятся и начинают размножаться бактерии, которые в свою очередь начинают провоцировать воспаление отдельных сегментов лёгких.
Пневмония, вызванная коронавирусной инфекцией (COVID-19 пневмония), — это отдельный тип, при котором поражение лёгких, можно назвать особым термином «пневмонит». Это означает, что при данном поражении в патологический процесс может вовлекаться как интерстициальная ткань Легких, так и альвеолярные стенки, и близлежащие сосуды. Таким образом, воспалительные изменения могут поражать все структуры легких. Это приводит к нарушению газообмена и нормальному насыщению крови кислородом.
При пневмонии, SARS-Cov-2, вызванной возбудителем COVID-19., причиной поражения является не бактериальная инфекция, а вирусная природа заболевания. Возбудитель COVID-19, попадая в организм, затрудняет дыхательную функцию лёгких, при возникновении их поражение чаще носит не локализованный характер, а распространённый. Поражение лёгких, при этом не ограничивается отдельными участками, как при бактериальной пневмонии. Воспаление распространяется, захватывая как правило оба лёгких.
Вот основные критерии отличия:
Записаться можно по телефону (391) 205−00−48 или через личный кабинет
