Долголетие методом голых землекопов. Речь по электроду. Опасность детских травм. Новости QWERTY №270
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал Кверт. А меня зовут Владимир, и 23 августа Индия мягко посадила станцию НРАН-3 на Луну. Тем самым она стала четвёртой страной в мире, сделавшей это после СССР, США и Китая. России в этом списке нет. Как вы помните, на прошлой неделе Луна-25 совершила жёсткую посадку совсем недалеко от места индийского прилунения. Кстати, впервые посадку совершили в приполярном регионе, миссии высаживаются всё гораздо ближе к экватору.
Первая попытка посадки Индии с Чандраян-2 в девятнадцатом году, кстати, тоже потерпела неудачу. Теперь же спускаемый модуль будет изучать сейсмическую активность и реголит, хотя его возможности по обнаружению воды ограничены. Орбитальная станция останется на орбите и будет проводить исследование при помощи спектра поляриметра. В день высадки модуль спустил и небольшой шестиколёсный луноход. У него есть спектрометр и спектроскоп, так что он также займётся изучением поверхности.
Времени у аппаратов будет немного, только до наступления Лунной ночи — это 2 недели. У них нет системы предохранения от замерзания, каких-нибудь радиоизотопных генераторов. Это не Кьюриосити и не луноходы Советского Союза. Да, интерес к спутнику Земли разгорается всё с новой силой, и теперь есть чем утолять эту жажду знаний. Ну а мы с вами приступаем к удалению прямо сейчас, потому что в эфире самые интересные новости науки за предыдущую неделю.
Как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании. [Музыка] Некоторое время назад учёные опубликовали ряд исследований о том, что паразиты человека — гельминты — могут быть полезны, по аналогии с некоторыми полезными бактериями. Так, присутствуя в небольшом количестве в кишечнике, они оказывают противовоспалительное действие, улучшают работу иммунной системы и даже предотвращают рассеянный склероз. В целом же эти идеи прогрессируют ещё с XX века, хотя суть гораздо более иная, чем гладиация ленточных червей для похудения, и это опасно.
Важно понимать, что эксперименты, которые проводят учёные, безопасные. Например, лабораторные анкилостомы, в каком количестве были введены в кишечник, в том и останутся. Их яйца выходят наружу, то есть новые особи в организме просто не заводятся. В двойном слепом рандомизированном исследовании учёные на протяжении 2 лет оценивали влияние анкилостом на воспалительные метаболические процессы и риск возникновения диабета второго типа.
По опыту подсаживали группы особей по 20 штук, по 40 штук. Разумеется, была контрольная группа. Основным отслеживаемым фактором была инсулинорезистентность, от которой зависит риск развития сахарного диабета. Нормальный индекс резистентности — не больше 2,7. В результате совместного проживания с анкилостомами, которые своими крючочками цепляются за ткани кишечника, у подопытных с двадцатью особями индекс упал с 3 до 1,8. У подопытных с со особями с 2,4 до 2, то есть гораздо меньше, хотя изначально он был меньше.
Ну а у контрольной группы он вообще повысился. Получается, что небольшая группа подселенцев-паразитов снизила риск развития диабета второго типа за счёт снижения резистентности к инсулину. Там вдобавок ещё и количество цитокинов у них выросло, то есть, грубо говоря, улучшилась работа иммунной системы. Да ещё и настроение и общее самочувствие тоже поднялись и улучшились.
Важно, что речь идёт именно о большом количестве анкилостом. Более того, речь о конкретном виде. Возможно, такой результат получился из-за того, что мы к ним привыкли ещё во время расселения первых людей по Африке, а современные люди в Африке, по разным оценкам, могут иметь этих паразитов, ну, в половине случаев. Даже и сейчас широко распространённый вопрос: тебя что, в детстве уронили? Должен быть по идее расширен чем-то вроде: а не было ли у тебя родовой или послеродовой психосоциальной травмы?
Исследователи обнаружили, что довольно большой перечень негативных событий в раннем детстве, во время родов и даже до них, влияют на последующее развитие мозга. И это не только всем известная история вроде курения во время беременности. Сюда относятся и слишком ранние роды, и родовые травмы, и плохое обращение с ребёнком после родов, и несчастные случаи. В общем, любые события физиологического и психологического характера.
В исследовании участвовало 170 человек, за ними наблюдали в течение длительного времени, конечно же, регистрировали все негативные события из их детства. А уже во взрослом возрасте сканировали их мозг. Искусственный интеллект затем выявлял связь между пережитым опытом и состоянием различных участков мозга. И оказалось, что мозг действительно менялся. Например, некоторые психосоциальные эксцессы в детстве приводили к резкому значительному уменьшению объёма определённого участка мозга, в то время как родовые травмы сильно замедляли такое уменьшение. Но в норме то с возрастом у человека происходит постепенное уменьшение этого участка, не резкое и немедленное.
Обнаружилось влияние и на миндалевидное тело, и на гиппокамп, и на другие крайне важные области мозга. Конечно, тут важно не само отклонение в размерах, а то, к чему оно приводит. И взаимосвязь нашлась с вероятностью развития с возрастом ряда расстройств, в первую очередь тревожных. На данный момент все вот эти взаимосвязи построены для групп людей, но в будущем учёные считают, что смогут адаптировать их и для индивидуальной психодиагностики.
Продолжаем говорить о мозге, о таких его состояниях, когда говорить уже не получается. Например, боковой амиотрофический синдром в какой-то из своей стадии выключает мышцы, ответственные за производство звуков. Мы в прошлом ролике рассказывали о том, как можно считать сигналы мозга и понять, какую музыку слушал пациент во время вот этого сеанса. То же самое можно сделать и с услышанной речью.
Но и речь, которую хочет произнести сам пациент, или как минимум думает о ней, тоже можно считать при помощи вживленных электродов и специальных декодеров. Нейросистема работает именно со словами, а не с предложениями. Однако этот рекорд удалось побить сразу дважды. В первом эксперименте участвовала женщина с боковым амиотрофическим синдромом, наоборот, у неё мышцы гортани, речевой аппарат были поражены в первую очередь, хотя обычно это не так. Но ходить и работать с компьютером она могла. В её вживили четыре датчика, по 64 электрода — два в зону Брока, два на вентральный торнус с фонемами.
Для полноценного построения речи в английском языке их нужно всего 39 штук. Не обошлось и без языковой модели, которая подбирала возможные следующие слова в предложении. Там интересно получилось: зона Брока, которая отвечает за воспроизведение речи в артикуляции, практически вообще не задействована была, поэтому сигналы приходилось получать с вентральной премоторной коры. Декодер делал ошибки в 25% случаев, а когда словарный запас был небольшой, 50 слов, ошибок было менее 10%. Чуть лучше результаты, когда женщина не думала речь, а именно пыталась её говорить. Скорость же декодирования весьма внушительная — 58 слов в минуту.
Второй эксперимент ещё интереснее. В нём участвовала женщина после инсульта. Она не могла даже печатать. В её мозге было суммарно 250 электродов на речевой области, сенсомоторной коре и верхней височной извилине, считывать сигналы, которые идут к мышцам лица и всего речевого аппарата. Декодер, конечно, тоже приходилось довольно долго обучать, несколько недель. Пациентка произносила слова про себя, и словарный запас был около тысячи слов. Но необычность вот в чём: так как декодер получал сигналы буквально со всего лица, он смог воспроизвести мимику пациентки: от артикуляции до эмоций, а ранее записанный голос позволил декодеру говорить голосом пациентки.
Получился натуральный цифровой аватар, который говорит со скоростью аж 78 слов в минуту. Правда, делает, опять же, ошибки в четверти случаев. Очевидно, что в первую очередь требуется снизить количество ошибок, то есть обучать нейросети эффективнее. А может быть, добавить электродов. Потом было бы неплохо добавить беспроводные интерфейсы, потому что с проводами к компьютеру из головы не очень удобно.
Оцените, какой прогресс: с 18 слов в минуту до почти 80! В будущем это может быть неплохой заменой синтезатору Стивена Хокинга. Хотя только вот единственный минус у него — это инвазивный. Одно из моих любимых животных — это голый землекоп. Эти очаровательные создания живут потрясающе долгую жизнь для грызунов — более 40 лет. Хотя все их родственники живут раз в 10 меньше. Они мало чувствительны к боли, устойчивы к нейродегенеративным заболеваниям и даже к раку.
Одна из причин пренебрежения к раку — это ген, позволяющий им вырабатывать высокомолекулярную гиалуроновую кислоту в больших количествах. Высокомолекулярная — это с большой молекулярной массой, с очень большой. Такая кислота защищает клетки от рака, если же кислота низкомолекулярная, с низкой молекулярной массой, там всё наоборот. Но дело не в этом, а в том, можно ли применить эти знания землекопа к другим животным. Да, хотя бы к мышам. Этим и занялись учёные, создав генетически модифицированных мышей, у которых можно было повышать активность гена, ответственного за производство гиалуроновой кислоты.
Её концентрация у них была повышена в мышцах и во всех основных органах. Ну, кроме тех, которые её разрушали, например, печень. Однако она не дотягивает у голых землекопов. Ну, просто потому что механизмы её утилизирующие не модифицированные мыши на 13% реже болели раком, причём защита росла с возрастом. К тому же и продолжительность жизни у мышей с повышенной концентрацией гиалуроновой кислоты выросла. Да, всего на 4%, но всё же!
Хотя максимальный прирост составил целых 12%. Бонусом возраст старения, то есть наступление немощи, тоже отодвигал. Мыши дольше были подвижными и сохраняли координацию движений. Всё это было возможно за счёт того, что в организме модифицированных мышей было достаточно много характеристик молодых особей. Например, пониженный уровень воспалений, то есть меньше окислительного стресса, более правильная работа иммунной системы, более корректная работа кишечника. И всё это благодаря высокомолекулярной гиалуроновой кислоте.
Да, получается, что всё-таки можно применять наши знания, накопленные за 10 лет, об этом удивительном животном, эволюционном чуде. Осталось только разработать методы, применимые к человеку. Лучшей новостью предыдущего выпуска была новость о том, что учёные разработали систему, которая позволяет диагностировать рак кишечника на ранних стадиях. Для этого используются генетически модифицированные бактерии, которые умеют встраивать в свой геном мутантную раковую ДНК, когда они встречают раковые клетки. Наличие такой ДНК в отходах жизнедеятельности человека и будет сигналом о зарождающейся раке.
Подробности при щелчке по подсказкам. Да, добавлю, что используемые в опытах бактерии — это вид, который характерен для микробиоты нашего кишечника, то есть никаких сторонних, чуждых бактерий глотать не придётся. Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет очень приятно, если вы поделитесь этим роликом со своими друзьями, поставите ему лайк, если он вам понравился и напишите комментарий. Проголосовать за самую интересную новость выпуска можно, как обычно, в нашем Телеграм-канале. Ссылочка вот будет в описании, видите её на экране. Пожалуйста, подпишитесь на Кверт, если вы этого ещё почему-то не сделали. И до скорых встреч! Пока! [Музыка] [Музыка]