„Exo“ kostiumai

Nors vaikščiojimas yra įprastas žmogaus gebėjimas, net 80 proc. insultą patyrusių pacientų ši funkcija sutrinka. Net ir tiems, kurie po ligos atsigauna ir geba vaikščioti, judėti būna kur kas sudėtingiau: dažnai tokios būsenos žmonės parkrenta ir patiria įvairius papildomus kūno sužeidimus bei traumas.

Norėdami padėti nuo insulto nukentėjusiems pacientams, įvairios robotų konstravimo grupės, kuriančios nešiojamuosius, elektros energija maitinamus įrenginius, užsimojo pagaminti vadinamąjį „exo“ skeletą, leisiantį žmonėms vėl atsistoti ant kojų ar tiesiog palengvinantį reabilitaciją.

Dėl insulto dažniausiai sutrinka kraujotaka. <...> Jam pasireiškus apmiršta tam tikra neuronų dalis. O kokia smegenų arterija yra užsikišusi, lemia, kuri kūno vieta tampa nefunkcionali.

Wysso biologinės inžinerijos instituto mokslininkai sukūrė lengvą, minkštą, ant kojų nešiojamą „exo“ kostiumą, padėsiantį žmonėms, kuriems po insulto atsirado hemiparezė, sustiprinti eiseną. Ankstesniuose tyrimuose mokslininkai šį kostiumą išbandė su sveikais žmonėmis. Jų metu buvo pademonstruota, kaip „exo“ kostiumai vaikščiojant bei bėgiojant suteikia papildomos jėgos.

Neseniai ta pati inžinierių komanda kartu su medikais įsitikino, kad toks kostiumas gali būti puikiai pritaikytas ir nuo insulto nukentėjusiems pacientams. „Šis tyrimas parodė, kad „exo“ kostiumas išties gali padėti žmonėms po insulto. Tai didžiulės komandos, kurią sudaro inžinieriai, dizaineriai, biomechanikai, fizioterapeutai ir svarbiausia pacientai, savanoriškai dalyvavę tyrimuose, rezultatas“, – sakė vienas idėjos sumanytojų Wysso instituto mokslininkas Conoras Walshas.

„Exo“ kostiumas pritvirtinamas prie paciento kojų, o maitinamasis elementas – ant nugaros. Pagrindinė varomoji jėga yra paduodama į kulkšnis ir padeda žmogui kelti bei perstatinėti kojas. Visgi išbandę tokius kostiumus su pacientais mokslininkai pastebėjo, kad reabilitacijos procesui juos dar reikia tobulinti. Tačiau jau dabar kalbama, kad tai – ateities medicina.

Tarp kita ko

Pasak Pasaulio sveikatos organizacijos, kasmet insultą pasaulyje patiria maždaug 15 mln. žmonių. Iš jų maždaug 5 mln. miršta ir 5 mln. tampa neįgalūs.

Europoje nuo insulto kasmet miršta maždaug 650 tūkst. žmonių.

Kiekvienais metais Europoje dėl insulto miršta apie vienas milijonas žmonių.

Po kardiovaskulinių ir onkologinių ligų insultai užima trečią vietą tarp mirties priežasčių ir sudaro apie 10 proc. visų vyrų mirčių ir apie 16 proc. visų moterų mirčių.

Tai pagrindinė vyresnių kaip 60 m. žmonių invalidumo priežastis.

Insultų kaina žmonijai labai aukšta. Pažymėtina, kad insultai linkę kartotis. Pirmaisiais ligos metais pakartotinio insulto rizika sudaro 10–12 proc. ir didėja 5–8 proc. kasmet.

Amerikos mažumos (Amerikos afrikiečiai, Lotynų amerikiečiai, Amerikos indėnai) labiau linkę sirgti insultu.

Komentaras

Klaipėdos universitetinės ligoninės Nervų ligų ir reabilitacijos departamento vadovas gydytojas neurologas Gintaras Bukauskas:

– Dėl insulto dažniausiai sutrinka kraujotaka. Yra išeminiai insultai ir hemoraginiai insultai. Jam pasireiškus apmiršta tam tikra neuronų dalis. O kokia smegenų arterija yra užsikišusi, lemia, kuri kūno vieta tampa nefunkcionali. Arba tas pakenkimas priklauso nuo to, kurioje vietoje yra kraujo išsiliejimas. Taigi esamas neurologinis deficitas priklauso nuo smegenų pakenkimo vietos. Būtent dėl šios priežasties gali būti paralyžiuota tam tikra kūno vieta ar tiesiog atsirasti pusiasuvyros sutrikimas.

Jeigu žmogus patenka į tą keturių su puse valandų laiko tarpą, tuomet yra taikoma trombolizė. Jeigu žmogus nepatenka į tokį laiką, jam yra taikomas įprastinis gydymas. Ir čia jau yra ilgas bei kalnuotas kelias, siekiant susigrąžinti gebėjimą judėti.

Atmintis yra viena paslaptingiausių ir sudėtingiausių žmogaus smegenų funkcijų. Tai lyg dėlionė, sudaryta iš daugybės smulkių detalių, todėl ją mokslininkams taip sunku perprasti. Atminčiai liovusis veikti, tai gali pasireikšti daugybe skirtingų būdų: vieni užmiršta jaunystės potyrius, kiti užmiršta,ką veikė prieš keliolika minučių, dar kiti negali kaupti naujų prisiminimų.

Vis dėlto, amnezija nėra itin retas reiškinys. Jei nuolat pamirštate, kur palikote raktus ar kitą mažmožį, nenusiminkite. Amnezija kasdien šiek tiek veikia mus visus. Laimei, mokslininkai vis daugiau ir daugiau sužino apie tai, kaip atsiminimai kaupiami mūsų smegenyse, o pastaruoju metu netgi pradėta svarstyti idėja prarastus atsiminimus susigrąžinti.

Atradimas liudija, jog svarbūs atsiminimai smegenyse saugomi, net jei jų neatsimename, o juos susigrąžinti įmanoma.

Bet koks naujas potyris išsaugomas smegenų nervinių jungčių tinkle, o vieta, kurioje jis bus išsaugotas, priklauso nuo prisiminimo turinio (nors dar visai neseniai buvo manoma, kad visa atmintis akumuliuojama hipokampe). Tačiau viena tiesa išlieka nepaneigiama – atsiminimai saugomi dėl stiprių jungčių tarp smegenų neuronų.

Visai nesenai buvo atrastas baltymas KIBRA (KIdney/BRAin protein), kuris, kaip paaiškėjo, šias jungtis sustiprina. Kartu buvo sužinota, jog šio baltymo laikui bėgant mažėja, o tai – vienas iš atsakymų į klausimą, kodėl atmintis senstant silpnėja. Be to, sergant Alzheimerio liga, susidaro medžiaga slopinanti KIBRA baltymo veiklą. Todėl šia liga sergančio žmogaus smegenyse nerviniai impulsai keliauja neefektyviai, nauji atsiminimai saugomi itin sunkiai, o senieji prarandami.

Šiuo metu toliau tęsiami intensyvūs tyrimai. Tačiau jau dabar aišku, kad jie daug žadantys. Eksperimentai su pelėmis parodė, kad pritaikius genų inžinerijos metodus ir aktyvavus pažeistas smegenų ląsteles bei privertus jas gaminti daugiau KIBRA baltymo, ląstelių funkcinės galimybės atgaunamos, o kartu grįžta ir jose buvę prisiminimai.

Šis atradimas liudija, jog svarbūs atsiminimai smegenyse saugomi, net jei jų neatsimename, o juos susigrąžinti įmanoma. Belieka tik laukti tolesnių mokslininkų rezultatų ir tikėtis, kad sulauksime laiko, kai ši naujovė taps kasdienybe ir patys galėsime ja pasinaudoti.

Kol kas šis atradimas patvirtintas tik su pelėmis, tačiau beveik neabejojama, kad ši struktūra žmonių smegenyse taip pat egzistuoja.

Mokslininkų komanda iš Sietlo Alleno smegenų tyrimų instituto paaiškino kaip buvo atlikti tyrimai.

Pirmiausia, griežinėliais buvo supjaustytos smegenys. Tada į kiekvieną atskirą neuroną buvo sušvirkšta specialių fluorescuojančių dažų. Iš viso buvo padaryta 10 000 aukštos skiriamosios gebos nuotraukų, o vėliau jos apjungtos ir sukurtas 3D modelis.

Pastarasis atskleidė, kad neuronai sudarantys „erškėčių vainiką” jungiasi išvien su smegenų sritimis kontroliuojančiomis sensorinės informacijos apdorojimą.

Kadangi tai labai nauja ir ypač mažai ištyrinėta sritis, tai ir mokslininkų išvados labai preliminarios. Žinoma, kad smegenų užtvara yra viena iš tankiausią ryšių tinklą turinti sritis smegenyse, tad manoma, kad iš jų besidriekiantys neuronai veikia kaip informacijos greitkeliai.

Christofo Kocho instituto direktorius ir tyrimams vadovavęs profesorius šiuos neuronus ir jų jungties vietą įvardijo „Didžiąją centrine stotimi“ smegenyse.

Ankstesni tyrimai su beždžionių smegenų užtvara parodė, kad dalis jos reaguoja į vizualinius dirgiklius, kai tuo tarpu kitos dalys  – į garsus. Tačiau nė viena sritis nereaguoja į abiejų rūšių dirgiklius tuo pat metu. Tai reiškia, kad užtvara neturi jokio vieno aiškiai apibrėžto vaidmens.

Be to, yra žinoma, kad užtvaros sritis stimuliuojama elektra lemia staigų sąmonės praradimą.

Pastaruoju metu kaip tik ir buvo pradėta manyti, kad ši sritis tampriai susijusi su sąmone, ir gali būti raktas atskleidžiantis jos paslaptis. Tikimasi, kad kiti tyrimai leis sužinoti daugiau.

Tačiau šį trečiadienį mokslininkai paskelbė apie atradimą, kuris aukštyn kojomis apverčia šią pamatinę prielaidą.

Gleivūnas iš nepriklausomų pavienių ląstelių, nustatė jie, gali „mokytis“, kad išvengtų dirgiklių, nors ir neturi centrinės nervų sistemos.

„Rezultatai rodytų, kad mokymosi požymių gali pasitaikyti ir pavienių ląstelių lygiu“, – rašoma tyrėjų komandos straipsnyje žurnale „Proceedings of the Royal Society B“.

Mokslininkai iš Belgijos ir Prancūzijos siekė pademonstruoti smegenų neturinčio organizmo „pripratimą“, kuris yra tam tikra mokymosi forma.

Pripratimas atsiranda tada, kai pradinis elgesys pasikeičia reaguojant į besikartojantį stimulą, pavyzdžiui, taip žmogus praranda adatų baimę ne kartą susidūręs su jomis per fobijos terapiją.

Mokslininkai norėjo sužinoti, ar organizmas be nervų sistemos gali panašiai „pasimokyti“ iš patirties ir atitinkamai pakeisti savo elgesį.

Jie pasirinko išties kuklią gyvybės formą – gleivūną Physarum polycephalum.

Pavienės P. polycephalum ląstelės susiburia į geltoną gniužulėlį – tokių gniužulėlių galima rasti ant pūvančių lapų ir medžių kamienų vėsiose, drėgnose vietose.

Gleivūnas gali judėti, nors ir labai lėtai, iškišdamas į pirštus panašias pseudopodijas.

Mokslininkai išaugino gleivūnų pavyzdžius petri lėkštelėse, ant iš dumblių gaunamo agaro gelio. Tada jie kiekvieną pavyzdį padėjo netoli kitos petri lėkštelės su jų maistui tinkamomis avižomis, taip pat ant agaro gelio.

Abi lėkšteles jungė agaro gelio „tiltas“, kuriuo gleivūnas galėjo „peršliaužti“. Gleivūnas paprastai taip ir padarydavo, maždaug per porą valandų.

Tada mokslininkai dalį „tilto“ užteršė chininu ar kofeinu, tokių koncentracijų, kad jie gleivūnui būtų kartūs, bet nekenksmingi.

Iš pradžių gleivūnas „demonstravo aiškų pasibjaurėjimo elgesį“. Jis delsė, o tada per daugiau kaip triskart ilgesnį laiko tarpą perėjo „tiltą“ labai siauru ruožu, stengdamasis neliesti bjaurios medžiagos.

Kitomis dienomis „tiltas“ buvo pereinamas greičiau ir tai įrodo, kad gleivūnas „priprato“ prie chinino ar kofeino.

Šie atradimai, susiję su organizmais, kurie Žemėje atsirado maždaug 500 mln. metų anksčiau už žmones, rodytų, kad „mokymasis“ gali būti atsiradęs anksčiau nei atsirado nervų sistema, sako mokslininkai.

„Mūsų rezultatai byloja apie organizmų be neuronų, kurie, tikėtina, demonstruoja iki šiol nepripažintą gebėjimą mokytis, įvairovę“, – rašė jie.

Šis atradimas gali padėti geriau suprasti kitų paprastų organizmų, tokių kaip virusai ir bakterijos, elgesį.

Milijonų metų senumo virusai, kuriuos „paveldime“ kaip vieną iš evoliucijos produktų, atlieka labai svarbų vaidmenį sudėtinoje žmogaus smegenų veikloje.

Lundo (Švedija) universiteto mokslininkų teigimu, jau seniai buvo žinomas faktas, kad seniai neveikūs retrovirusai sudaro maždaug 5 proc. žmogaus DNR. Tai – evoliucijos produktas, susiformavęs per milijonus metų. Tačiau iki šiol manyta, kad iš senų virusų sudaryta DNR dalis yra tarsi šiukšlė – organizmo veikimui neturinti jokios reikšmės, rašo sciencedaily.com.

Tyrime, kurį atliko Johano Jakobssono vadovaujama komanda, įrodyta, kad milijonų metų senumo retrovirusai visgi stipriai prisideda prie pagrindinių smegenų funkcijų reguliavimo. Ypač – reguliuojant, kokie genai ir kaip stipriai bus išreikšti.

Mokslininkų žodžiais, evoliucijos eigoje virusai tapo labai svarbiu viso mūsų „ląstelių mechanizmo įrenginiu“.

Kodėl virusai daugiausiai veikia smegenyse – mokslininkai kol kas tiksliai paaiškinti negali. Gali būti todėl, kad nervinėse ląstelėse negali formuotis augliai, o visų kitų rūšių ląstelėse – gali.

„Virusai turi svarbesnių ir mažiau svarbių funkcijų daugybėje rūšių. Tikimės, tai padės nustatyti, kodėl visos jos tokios skirtingos“, – viliasi J. Jakobssonas.

Mokslininkai nustatė, kad nervinės ląstelės naudoja sudėtingus molekulinius mechanizmus, kurie kontroliuoja retrovirusų aktyvavimo procesus. Tai ne tik esą suteikia naujos informacijos apie tai, kaip funkcionuoja nervinės ląstelės, bet ir gali padėti nustatyti, kaip atsiranda tam tikros nuo genų priklausančios smegenų ligos ir pan., rašo biospace.com

„Tikiu, kad surinkta informacija suteiks galimybę daugiau sužinoti apie smegenų ligas, priklausančias nuo genų“, – sako J. Jakobssonas.

Ląstelė tai gyvo organizmo struktūrinis vienetas, o taip pat ir vienas svarbiausių mokslinių tyrimų objektų. Nors iš ląstelių sudaryta visa gyvybė, tačiau apie jas daugelis žino išties nedaug.

1. Pasak mokslininkų, pirmosios žinomos ląstelės Žemėje atsirado prieš 3,8 mlrd metų. Tai buvo vienaląsčiai organizmai – prokariotai, kurie neturi branduolio ar kitų, ląstelėms būdingų elementų – organoidų. Bakterijos yra prokariotai, o žmogus sudarytas iš eukariotų. Jų skirtingų rūšių organizme yra apie 200, įskaitant odos, raumenų, nervų, žarnyno, kraujo ir kaulų ląsteles.

2. Daugelis gyvūnų ląstelių yra 0,001 – 0,003 centimetrų skersmens, todėl plika akimi jų nepamatysi. Vis dėlto, yra keletas išimčių, pavyzdžiui, nervų ląstelės, kurios siunčia elektrinius impulsus į mūsų smegenis.

3. Terminas „ląstelė“ atsirado 1665 metais. Jį sugalvojo britų mokslininkas Robertas Hukas, kuris žvelgdamas pro mikroskopą į ploną medienos sluoksnį įžvelgė jame porėtą tinklelio formos struktūrą. Šiandien mokslininkai studijuoja ląsteles pasitelkdami aukštųjų vaizdo technologijų įrangą. Taip pat spalvotus dažus ir žalią fluorescencinį baltymų, gautą iš medūzų.

4. Mūsų kūne yra nuo 1 iki 3 kilogramų bakterijų, priklausomai nuo žmogaus dydžio. Nors bakterinės ląstelės pranoksta viso organizmo ląsteles, tačiau jos yra žymiai mažesnės, dėl to tesudaro mažiau nei 3 procentus mūsų kūno masės. Mokslininkai vis stengiasi išsiaiškinti, kokią įtaką sveikatai daro organizme klestinčios bakterijos.

5. Dažniausiai gyvulinės kilmės ląstelės formavimosi ciklas trunka 24 valandas. Tiek laiko reikia, kad ląstelė atsirastų, pilnai susiformuotų ir galiausiai, dauginimosi procese skiltų į dvi dalis. Išviso, pavyzdžiui, raudonųjų kraujo kūnelių amžius gali siekti iki 120 dienų, tačiau visi ląstelių tipai turi skirtingą gyvenimo trukmę – nuo kelias savaites gyvuojančių odos ląstelių, iki visą organizmo egzistavimo laiką nemirštančių sveikų neuronų.

6. Viso gyvenimo metu daugiausia netenkame kraujo kūnelių, odos ir kai kurių organų bei liaukų struktūrų ląstelių. Kiekvieną dieną žmogaus kūne žūsta, maždaug 50-70 mlrd. mūsų smulkiausių gyvybinių dalelių, tačiau tai yra dalis normalaus proceso, kuris užtikrina gerą sveiką ir organizmo apsaugą nuo išorinių veiksnių.