Американские ученые успешно испытали работу «нейропыли» в нервах и мускулах крысы. В будущем такие микроскопические, питающиеся ультразвуком беспроводные датчики позволят вести наблюдения по всему организму, в том числе и регистрировать активность нейронов глубоко в мозге. Об экспериментах с прототипами in vivo рассказывает статья, опубликованная журналом Neuron.
Идею использования ультразвуковой нейропыли (neurodust) для наблюдения за активностью клеток мозга Мишель Махарбиз (Michel Maharbiz) и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли выдвинули в 2013 г. Авторы описали концепцию устройства, состоящего из тысяч свободно плавающих независимых датчиков размерами от 10 до 100 мкм, а также размещенного субкраниально модуля для обеспечения их энергией и связью посредством обмена ультразвуком. Годом спустя ученые отчитались о первых экспериментах по взаимодействию нейропыли с поддерживающим модулем, а теперь представили первые измерения, проведенные такими датчиками in vivo, в живом организме.
Серебристый куб на датчике – пьезоэлектрический кристалл
Ryan Neely / UC Berkeley
Каждая «нейропылинка» размерами 3×1 х 0,8 мм изолирована инертной эпоксидной смолой, так что открытыми остаются лишь выходы электродов. Внутри же скрываются миниатюрный транзистор и пьезоэлектрический кристалл, в котором в ответ на механические деформации возникает слабое напряжение. Внешний модуль (плата размерами примерно 6×6 см) каждые 0,1 секунды испускает серии из шести коротких (540 нс) ультразвуковых импульсов, после чего переходит в режим регистрации сигналов, отраженных кристаллами нейропыли.
Каждый датчик покрыт биосовместимым полимером
Ryan Neely / UC Berkeley
Частичное поглощение ультразвуковых волн вызывает деформацию этих кристаллов и создает достаточно энергии для создания тока, текущего через крошечный транзистор и модулируемого внешним сигналом, поступающим с электродов «нейропылинки». Эти модуляции, в свою очередь, влияют на поведение кристалла и, соответственно, на характеристики отраженных волн ультразвука. «Таким образом, форма отраженных ультразвуковых импульсов кодирует электрофизиологический сигнал, который получают имплантированные электроды, и этот сигнал можно реконструировать посредством внешнего устройства», — пишут Мишель Махарбиз и его соавторы.
Прототипы устройства на центральной нервной системе пока не испытывались. Ученые хирургически имплантировали нейропыль в периферические нервы и скелетную мускулатуру подопытных крыс, собрав данные электронейрографии седалищного нерва и электромиографии икроножной мышцы. Однако это продемонстрировало перспективность решения, прежде всего — использования ультразвука для организации взаимодействия между «нейропылинками» и внешним модулем.
Внешнее устройство подает ультразвуковые волны и регистрирует отраженный сигнал
Ryan Neely / UC Berkeley
По подсчетам, проделанным еще в первой статье 2013 г., датчики нейропыли можно уменьшить до примерно 50 мкм — для сравнения, типичный размер животной клетки составляет 10-30 мкм. Это облегчит их внесение в организм и продлит срок жизни. Кроме того, авторы планируют дополнить нейропыль новыми функциями, включая регистрацию химических сигналов, таких как уровень кислорода или определенных гормонов.
Авторы: Antoine Roux, Chunlian Zhang, Jonathan Paw, José Zavala-Solorio, Twaritha Vijay, Ganesh Kolumam, Cynthia Kenyon, Jacob C. Kimmel
Аннотация
Сообщалось, что временная индукция...
Авторы: Александр Трапп, Чаба Керепеси, Вадим Николаевич Гладышев
Аннотация
Метилирование ДНК определенного набора динуклеотидов CpG стало критическим и точным биомаркером процесса старения. Многовариантные модели машинного обучения, известные как...
Краткое содержание
Старение - это постепенное снижение физической формы организма, которое со временем приводит к дисфункции тканей и заболеваниям. На клеточном...
Новые результаты
Старение часто воспринимается как дегенеративный процесс, вызванный случайным накоплением клеточных повреждений с течением времени. Несмотря на это, возраст можно...
Гемопоэтические стволовые клетки (HSC) с возрастом обнаруживают функциональные изменения, такие как снижение регенеративной способности и миелоидно-зависимая дифференцировка. Ниша HSC, которая...
Наше недавнее исследование установило, что факторы молодой крови не являются причиной и не являются необходимостью для системного омоложения тканей млекопитающих...
Аннотация
Гетерохронный обмен крови омолаживает старые ткани, и большинство исследований о том, как это работает, фокусируется на молодой плазме, ее фракциях...
Аннотация
Известно, что молодая плазма крови оказывает благотворное влияние на различные органы у мышей. Однако не было известно, омолаживает ли молодая...
Если вы избегаете громких заявлений и в течении длительного времени соблюдаете дисциплину недосказывания посреди яркого неонового мира, то возможно вы...
Краткое содержание
Коронавирус (HCoV-19) вызвал новую вспышку коронавирусной болезни (COVID-19) в Ухане, Китай. Профилактика и реверсия...
Читать далее
Основные моменты
Смертность от возрастных заболеваний U-образная с надиром ниже репродуктивного возраста
Количественные биомаркеры старения постоянно меняются на протяжении всей жизни
Бремя мутаций...
Клеточное старение - это состояние клетки, вовлеченное в различные физиологические процессы и широкий спектр возрастных заболеваний. В последнее время быстро растет...
Лекторий МГУ: Вадим Николаевич Гладышев, 28 мая 2019 г. 17.00Тема лектория: «Суть старения и путь к долголетию».
Профессор Факультета биоинженерии и...
Ученые давно проводят эксперименты по выведению различных гибридных видов животных. Как правило, это относится к лабораторным животным, опыты над которыми...
Возможно, в будущем люди смогут восстанавливать потерянные конечности — на это, во всяком случае, намекают медицинские эксперименты. Ученым уже известно...
Небольшая группа израильских учёных считает, что они нашли первое универсальное лечение против рака.
«Мы считаем, что через год мы предложим универсальное...
Самое первое человеческое испытание сенолитических лекарств, было объявлено ещё в июне, и большая часть мира практически не обратила внимания на него...
Данная статья собрана из нескольких моих ранних заметок о влиянии внеклеточного матрикса на процесс старения. Текст статьи будет обновляться — я планирую...
2018-й принес обнадеживающие результаты в борьбе со старением и стал годом взрывного роста бизнеса на бессмертии. Начались испытания сенолитика — препарата, убивающего стареющие клетки, ключевого...
Китайский ученый Цзянькуй Хэ заявил о рождении первых в мире детей из генетически отредактированных эмбрионов. По словам ученого, родились близняшки, у которых он попытался создать устойчивость к заражению...
Исследователи и ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе со своими китайскими коллегами из компании United Imaging Healthcare (UIH) создали аппарат...
Технологии из научно-фантастической вселенной «Стартрек» продолжают проникать в нашу реальную жизнь. Мы уже читали о медицинском трикодере, слышали о разработках...
В дальнейшем ученый намерен распространить исследования на людей.
Генетик, молекулярный инженер и химик Джордж Черч из Гарварда основал стартап Rejuvenate Bio...
Остановись, старенье!
Ведущие ученые из 17 стран приехали в Россию, чтобы решить проблему старения. Именно теперь, по их мнению, накоплен критический...
Восстановление сердечной мышцы после месяца терапии внеклеточными везикулами. Иммунные метки: агглютинин (красный), тропонин (зеленый) и DAPI (голубой)
Исследователи Колумбийского университета, работающие...
Старение сопровождается развитием метаболических нарушений и дряхлением. Недавние исследования продемонстрировали, что снижение уровня никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) – ключевой фактор замедления обменных процессов, связанного...
Время напрямую людей не убивает, старение – это биологический процесс. Есть группа заболеваний, которые называют возраст-ассоциированными, или старческими. Основным фактором риска...
Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза усовершенствовали метод флюоресцентной микроскопии таким образом, что теперь с ее помощью можно снимать в...
Ученые из австралийского Института медицинских исследований Гарвана сообщили об открытии в клетках человеческого организма необычных структур ДНК – i-мотивов (intercalated-motif...
Самое распространенное среди мужчин онкологическое заболевание, рак простаты, которым страдает примерно четверть пациентов урологических стационаров, до недавнего времени лечили хирургически — удаляли...
Врачам из больницы Джона Хопкинса (штат Мэриленд) удалось провести успешную комплексную трансплантацию пениса и мошонки. Операция длилась 14 часов, в...
Результаты, полученные исследователями университета Колорадо в Боулдере, работающими под руководством профессора Дага Силса (Doug Seals), еще раз подтвердили, что применение...
Американские исследователи провели проверку имплантата-электростимулятора, призванного усилить память. В среднем способность к запоминанию слов удалось улучшить на 15%.
Если технология пройдет...
Лечение стволовыми клетками находит все большее применение в медицинской практике. Так, например, группа китайских ученых из Университета Тунцзи не так...
В 2012 году благодаря ученым нашего университета была осуществлена первая в России успешная операция по имплантации «искусственного сердца» человеку. К...
Исследователи лондонского университета королевы Марии, работающие под руководством доктора Леонардо Гуасти (Leonardo Guasti), использовали репрограммированные клетки для создания первого прототипа...
На основе данной статьи будет определяться разработчик искусственного интеллекта для данной системы управления возрастом.
×
ВАШ ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В БОРЬБУ СО СТАРЕНИЕМ
Скооперируйтесь с тысячами других участников и создайте любой проект в области антистарения, проведите научные исспедования
Площадка для создания и финансирования проектов. Официальная страница сайта Сверхчеловечество.рф для сбора средств на ускорение прогресса в области омоложения: