Электроника управляет генами

17.11.2014

Швейцарские специалисты по биотехнологиям разработали новый метод регулирования генов, позволяющий управлять превращением последних в белки (экспрессией генов) с помощью излучаемых мозгом электромагнитных волн.

"Мы впервые смогли записать волны, которые мозг издает при конкретных мыслях, передать по беспроводной связи на гены, и регулировать экспрессию гена силой мысли. Мы мечтали о реализации этого проекта более десяти лет", - заявил профессор Швейцарской высшей технической школы Цюриха Мартин Фуссенеггер (Martin Fussenegger).

Вдохновила ученых игра Mindflex: сенсор на специальном обруче фиксирует электромагнитные волны, излучаемые мозгом. В зависимости от частоты волн игрушка усиливает поток воздуха, удерживающий от падения поролоновый шарик. Таким образом, после небольшой тренировки человек сможет управлять шариком силой мысли.

Исследователи взяли аналогичный электроэнцефалографический шлем. Электромагнитные волны мозга записываются и передаются через Bluetooth на контроллер, который управляет генератором возбуждения. Это устройство создает электромагнитное поле, обеспечивающее индукционным током специальный имплантат. После этого в последнем загорается светодиодная лампа. Излучая в ближнем инфракрасном диапазоне, она освещает культуральную камеру, где содержатся генно-модифицированные клетки. Реагируя на свет, они начинают вырабатывать необходимый белок.

Устройство проверили на мышах: модельный белок SEAP выводился из камеры в кровеносную систему млекопитающих. Операторов-добровольцев разделили на три группы, в зависимости от вида деятельности. При полном расслаблении (медитация с закрытыми глазами), белок вырабатывался в больших количествах, при концентрации внимания (операторы играли в Minecraft) - в средних. А при наличии обратной связи (когда люди следили за лампочкой и научились сознательно включать и отключать ее) уровень SEAP в крови мышей постоянно менялся.

Ученые отмечают простоту, эффективность и безвредность системы (излучение в ближнем инфракрасном диапазоне не вредит тканям человеческого тела). Фуссенеггер надеется, что такие имплантаты пригодятся в борьбе с неврологическими заболеваниями - хроническими головными болями, эпилепсией, болями в области позвоночника. Устройства будут засекать характерные для этих расстройств волны и реагировать на них выделением нужных веществ.

<< Назад: Лучшие решения принимаются на голодный желудок 17.11.2014

>> Вперед: Компьютерный модуль Variscite Var-SOM-Solo 16.11.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Солнечные панели над водными каналами 27.08.2022 В прошлом году американские ученые опубликовали технико-экономическое обоснование преимуществ возведения солнечных панелей над водными каналами. Теперь же стало известно, что в Калифорнии реализуется пилотный проект Nexus, в рамках которого над двумя пролетами каналов в Турлокском ирригационном округе для сбора энергии разместят солнечные панели. Власти Калифорнии выделили $20 млн на реализацию проекта Nexus. Возведение новых энергетических мощностей над каналами планируется начать в октябре этого года. Солнечные панели появятся над 150-метровым пролетом канала в Хикмане. Аналогичным образом панели разместят над 1,6-километровым пролетом канала в другой части штата. "Если это сработает на первых двух милях проекта Nexus, которые мы реализуем сейчас, потенциально это может распространиться на множество мест", - считает Джош Ваймер (Josh Weimer), менеджер компании Turlock Water & Power. Протяженность калифорнийских каналов составляет около 6,5 тыс. км. Если они все будут покрыты солнечными панелями, это позволит вырабатывать 13 гигаватт возобновляемой энергии. 1 гигаватта достаточно для питания 750 тыс. домохозяйств. Таким образом, энергией может быть обеспечено примерно 9,75 млн семей. По состоянию на июль 2021 года в Калифорнии насчитывалось 13,1 млн домохозяйств.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025