~ * «Βιοαντιδραστήρας» για μερική αναγέννηση άκρων * ~

Ερευνητές και μηχανικοί του Tufts University και άλλων ερευνητικών ιδρυμάτων διαπίστωσαν πως η χορήγηση προγεστερόνης σε σημεία ακρωτηριασμού μπορεί να επιφέρει αναγέννηση άκρων σε ενήλικους βάτραχους που κανονικά δεν παρουσιάζουν δυνατότητες αναγέννησης - μια ανακάλυψη που αποτελεί σημαντικό βήμα για την κατανόηση του φαινομένου της αναγέννησης, και θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντικές εξελίξεις ως προς την αντιμετώπιση τραυμάτων από ακρωτηριασμούς.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν «βιοαντιδραστήρα» που φοριέται και τον τοποθέτησαν στο σημείο του τραύματος, όπου χορηγούσε τοπικά προγεστερόνη για διάστημα 24 ωρών. Όπως διαπιστώθηκε, είχε επωφελή επίδραση διαρκείας όσον αφορά στην αναγέννηση των ιστών, επιτρέποντας στους βατράχους να αναγεννήσουν τα πίσω άκρα τους. Επίσης, η απλή 24ωρη έκθεση είχε ως αποτέλεσμα εννιά μήνες αλλαγών σε γονίδια και άλλους τομείς. Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Cell Reports, υποδεικνύει ότι η συγκεκριμένη συσκευή θα μπορούσε να αποτελέσει μοντέλο για τη συστηματική δοκιμή και χρήση θεραπευτικών «κοκτέιλ» και την «εισαγωγή» της αναγέννησης άκρων σε είδη που κανονικά δεν την έχουν.

Πολλά ζώα είναι ικανά να αναγεννούν κομμάτια τους, ενώ άλλα μπορούν να το κάνουν εν μέρει (σαύρες, καβούρια, τα ελάφια με τα κέρατά τους κ.α.). Στη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκε ένας αφρικανικός βάτραχος (Xenopus laevis), που μπορεί να αναγεννά άκρα σε στάδια της νεαρής του ηλικίας, αλλά τη χάνει καθώς κινείται προς την ενηλικίωση.

CELIA HERRERA-RINCON/TUFTS UNIVERSITY

«Κοιτάξαμε την προγεστερόνη επειδή φάνηκε πολλά υποσχόμενη για την επιδιόρθωση και αναγέννηση νεύρων. Επίσης ρυθμίζει την αντίδραση του ανοσοποιητικού για να βοηθήσει τη θεραπεία και προκαλεί την αναγέννηση αιμοφόρων αγγείων και οστών» είπε η Σέλια Χερέρα- Ρίνκον, επικεφαλής συντάκτρια της μελέτης. «Η προγεστερόνη μπορεί επίσης να ρυθμίζει τη βιοηλεκτρική κατάσταση των κυττάρων, που προκαλείται από κύτταρα που περνούν ιόντα από τις εξωτερικές τους μεμβράνες- κάτι που είναι γνωστό πως καθοδηγεί την αναγέννηση και τον σχηματισμό “μοτίβων” σώματος» πρόσθεσε.

Ο «βιοαντιδραστήρας» που χορηγεί την προγεστερόνη αναπτύχθηκε στο εργαστήριο του Ντέιβιντ Κάπλαν. Η συσκευή περιέχει ένα υδροτζέλ με βάση πρωτεΐνες μεταξιού, που εφαρμόζεται απευθείας στο τραύμα. Μελλοντικά πειράματα θα διερευνήσουν επιπλέον παράγοντες που μπορούν να ενισχύσουν ή βελτιώσουν τις επιπτώσεις της προγεστερόνης.

https://www.naftemporiki.gr/story/1411073/bioantidrastiras-gia-meriki-anagennisi-akron

~ * Υπερυπολογιστής σε πρότυπο ανθρώπινου εγκεφάλου, με 1 εκατ. επεξεργαστές, τέθηκε για πρώτη φορά σε λειτουργία * ~

Ο μεγαλύτερος νευρομορφικός υπολογιστής του κόσμου, σχεδιασμένος και κατασκευασμένος έτσι ώστε να λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί ένας ανθρώπινος εγκέφαλος, έλαβε τον εκατομμυριοστό πυρήνα επεξεργαστή του- και ενεργοποιήθηκε για πρώτη φορά στις 2 Νοεμβρίου.

Ο υπερυπολογιστής SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture) είναι σε θέση να πραγματοποιεί πάνω από 200 εκατομμύρια εκατομμύρια ενέργειες ανά δευτερόλεπτο, με το καθένα από τα τσιπ του να έχει 100 εκατομμύρια ημιαγωγούς. Για να φτάσει σε αυτό το σημείο χρειάστηκε χρηματοδότηση 15 εκατ. λιρών, 20 χρόνια για τη σύλληψη της ιδέας και πάνω από 10 χρόνια για την κατασκευή του υπερυπολογιστή- με τις αρχικές εργασίες να ξεκινούν το 2006. Το πρόγραμμα χρηματοδοτήθηκε αρχικά από το EPSRC και πλέον υποστηρίζεται από το European Human Brain Project.

O SpiNNaker σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τη Σχολή Επιστημών Υπολογιστών του The University of Manchester, και μπορεί να εξομοιώνει τη λειτουργία περισσότερων βιολογικών νευρώνων σε πραγματικό χρόνο από οποιοδήποτε άλλο μηχάνημα τον πλανήτη. Οι βιολογικοί νευρώνες είναι βασικά εγκεφαλικά κύτταρα στο νευρικό σύστημα που επικοινωνούν κυρίως εκπέμποντας «εξάρσεις» ηλεκτροχημικής ενέργειας. Οι νευρομορφικοί υπολογιστές είναι μεγάλα υπολογιστικά συστήματα με ηλεκτρονικά κυκλώματα τα οποία μιμούνται αυτές τις «εξάρσεις».

Η διαφορά του SpiNNaker σε σχέση με τους «παραδοσιακούς» υπολογιστές είναι πως δεν επικοινωνεί στέλνοντας μεγάλους όγκους πληροφοριών από το σημείο Α στο σημείο Β μέσω ενός συμβατικού δικτύου, μα αντ'αυτού μιμείται την αρχιτεκτονική παράλληλης επικοινωνίας του εγκεφάλου, που περιλαμβάνει την ταυτόχρονη αποστολή δισεκατομμυρίων μικρών πακέτων πληροφοριών ταυτόχρονα σε χιλιάδες διαφορετικούς προορισμούς.

«Ο SpiNNaker επανεξετάζει εξαρχής τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι συμβατικοί υπολογιστές. Στην ουσία φτιάξαμε ένα μηχάνημα που λειτουργεί περισσότερο ως εγκέφαλος παρά ως παραδοσιακός υπολογιστής» είπε ο Στιβ Φούρμπερ, καθηγητής της Επιστήμης Υπολογιστών, που είχε την αρχική ιδέα. «Ο απώτερος στόχος για το πρόγραμμα ήταν πάντα ένα εκατομμύριο πυρήνες σε έναν υπολογιστή για εφαρμογές μοντέλου εγκεφάλου σε πραγματικό χρόνο, και τώρα το επιτύχαμε, κάτι που είναι φανταστικό».

Οι δημιουργοί του υπολογιστή μακροπρόθεσμα αποσκοπούν στην εξομοίωση της λειτουργίας μέχρι και ενός δισεκατομμυρίου βιολογικών νευρώνων σε πραγματικό χρόνο. Ενδεικτικά, για να γίνουν αντιληπτά τα μεγέθη, ένας εγκέφαλος ποντικιού αποτελείται από 100 εκατομμύρια νευρώνες, και ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι 1.000 φορές μεγαλύτερος. Ένα δισεκατομμύριο νευρώνες είναι το 1% της έκτασης του ανθρώπινου εγκεφάλου, που αποτελείται από κάτι λιγότερο από 100 δισεκατομμύρια εγκεφαλικά κύτταρα (νευρώνες).

Όσον αφορά στις χρήσεις του υπολογιστή, μια από αυτές θα είναι η καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου- ενώ πρόσφατα η ισχύς του αξιοποιήθηκε για τον έλεγχο ενός ρομπότ, του SpOmnibot, που χρησιμοποιεί το σύστημα του υπερυπολογιστή για την ερμηνεία οπτικών πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο προκειμένου να κινείται σε χώρους κατευθυνόμενος προς συγκεκριμένα αντικείμενα και αποφεύγοντας εμπόδια.

https://www.naftemporiki.gr/story/1411072/yperupologistis-se-protupo-anthropinou-egkefalou-me-1-ekat-epeksergastes-tethike-gia-proti-fora-se-leitourgia

~ * Κινεζικός «τεχνητός ήλιος» ανοίγει τον δρόμο για ενέργεια από σύντηξη * ~

Σημαντική πρόοδο στον τομέα της ενέργειας από σύντηξη σημείωσε η Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, χρησιμοποιώντας έναν «τεχνητό ήλιο». Πρόκειται για το EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), το οποίο πέτυχε θερμοκρασία ηλεκτρονίων άνω των 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου στο πλάσμα του πυρήνα του, κατά τη διάρκεια ενός πειράματος διάρκειας τεσσάρων μηνών. Η θερμοκρασία αυτή, όπως υπογραμμίζει η ακαδημία σε ανακοίνωσή της, είναι περίπου επταπλάσια αυτής του εσωτερικού του ήλιου, που είναι στα 15 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.

Το πείραμα αυτό πραγματοποιήθηκε από την ομάδα του EAST στα Ινστιτούτα Φυσικών Επιστημών Χεφέι, σε συνεργασία με «εγχώριους και διεθνείς συναδέλφους» και η θερμική ενέργεια που επετεύχθη ήταν στα 10 MW.

CASHIPS

Το EAST είναι ένας αντιδραστήρας tokamak, που αποτελείται από ένα μεταλλικό «ντόνατ» που εκβάλλει σε κενό και μετά υποδέχεται άτομα υδρογόνου. Τα άτομα αυτά θερμαίνονται με μια σειρά διαφορετικών μεθόδων, για τη δημιουργία πλάσματος που στη συνέχεια συμπιέζεται μέσω μιας σειράς ισχυρών μαγνητών. Το πλάσμα αποκτά τόσο υψηλές θερμοκρασίες και συμπιέζεται τόσο πολύ, που οι συνθήκες μέσα στον αντιδραστήρια γίνονται αντίστοιχες αυτών στον ήλιο, με αποτέλεσμα να σημειώνεται σύντηξη των ατόμων υδρογόνου, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Ελπίζεται πως κάποια στιγμή θα είναι δυνατή η δημιουργία ενός αντιδραστήρα όπου η αντίδραση σύντηξης θα είναι αυτάρκης, με αποτέλεσμα την παραγωγή περισσότερης ενέργειας από αυτήν που καταναλώνεται.

CASHIPS

Το EAST πέτυχε αυτές τις πρωτοφανείς για τα δεδομένα της έρευνας στη σύντηξη θερμοκρασίες και πυκνότητες για περίπου 10 δευτερόλεπτα, συνδυάζοντας τέσσερις διαφορετικές μεθόδους θέρμανσης για δημιουργία του πλάσματος και έναρξη της διαδικασίας σύντηξης. Μεταξύ των σκοπών του πειράματος ήταν η μελέτη τρόπων διατήρησης της σταθερότητας και της ισορροπίας του πλάσματος, του περιορισμού και της μεταφοράς του και της αλληλεπίδρασής του με άλλα σωματίδια. Σε κάθε περίπτωση, η μεγάλη καινοτομία της υπόθεσης είναι πως αποδείχθηκε ότι είναι δυνατή η επίτευξη θερμοκρασιών άνω των 100 εκατ. βαθμών, που απαιτούνται για την ανάπτυξη και αξιοποίηση βιώσιμης τεχνολογίας πυρηνικής σύντηξης για παραγωγή ενέργειας.

Υπενθυμίζεται πως, πέρα από τον «κινεζικό τεχνητό ήλιο», πρόσφατα τον γύρο των διεθνών ΜΜΕ έκανε η είδηση πως εξετάζεται το ενδεχόμενο ενός δορυφόρου-«τεχνητού φεγγαριού» για τον φωτισμό της πόλης του Τσενγκντού στη νοτιοδυτική Κίνα το 2020, προκειμένου να «συμπληρώνει» το φως του φεγγαριού το βράδυ, αντικαθιστώντας έτσι τα φώτα στους δρόμους.

https://www.naftemporiki.gr/story/1414104/kinezikos-texnitos-ilios-anoigei-ton-dromo-gia-energeia-apo-suntiksi

~ * LION LBD: Τεχνητή νοημοσύνη στη μάχη κατά του καρκίνου * ~

Την αναζήτηση σε τεράστιους όγκους δεδομένων από έρευνες πάνω στον καρκίνο διευκολύνει για τους επιστήμονες ένα νέο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης: Το LION LBD, που αναπτύχθηκε από επιστήμονες υπολογιστών και ερευνητές πάνω στον καρκίνο στο University of Cambridhe και είναι σχεδιασμένο ειδικά για να βοηθά επιστήμονες στις έρευνές τους πάνω στην επάρατη νόσο. Όπως υπογραμμίζει το βρετανικό πανεπιστήμιο, είναι το πρώτο σύστημα για ανακαλύψεις μέσω της σχετικής βιβλιογραφίας, και έχει σκοπό την υποστήριξη/παροχή βοήθειας στη σχετική έρευνα.

Οι έρευνες για τον καρκίνο λαμβάνουν μεγάλη χρηματοδότηση παγκοσμίως κι ο όγκος επιστημονικού υλικού που παράγεται είναι τόσο μεγάλος, που οι ερευνητές δυσκολεύονται να τον αξιοποιούν - δεδομένου και ότι ο καρκίνος είναι μια πολύπλοκη ασθένεια, η οποία σε μεγάλο βαθμό δεν είναι κατανοητή απολύτως. Η ανάπτυξή του περιλαμβάνει μεταβολές σε διάφορα χημικά και βιοχημικά μόρια και αντιδράσεις κι ως εκ τούτου η έρευνα γίνεται πάνω σε μια σειρά πεδίων, που πολλές φορές διαφέρουν μεταξύ τους.

«Ως ερευνητής, ακόμα και αν ξέρεις για τι ψάχνεις, υπάρχουν κυριολεκτικά χιλιάδες επιστημονικά άρθρα που εμφανίζονται κάθε μέρα» λέει η καθηγήτρια Άννα Κορχόνεν, συν-διευθύντρια του Language Technology Lab του πανεπιστημίου, που ηγήθηκε της ανάπτυξης του LION LBD, σε συνεργασία με τον Μασάσι Ναρίτα, του Cancer Research UK Cambridge Institute, και την Ούλα Στένιους, του Karolinska Institutet, στη Σουηδία. «Το LION LBD χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για να βοηθά τους επιστήμονες να παραμένουν ενημερωμένοι για τις ανακαλύψεις που δημοσιεύονται στα πεδία τους.

 Αλλά θα μπορούσε επίσης να τους βοηθήσει να κάνουν νέες ανακαλύψεις, συνδυάζοντας αυτά που είναι γνωστά στη βιβλιογραφία, κάνοντας συσχετισμούς μεταξύ πηγών που μπορεί να φαίνεται πως δε σχετίζονται».

Το LBD είναι τα αρχικά για το Literature-Based Discovery, ένα concept που αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1980 και έχει να κάνει με ανακαλύψεις μέσω συνδυασμών πληροφοριών από πηγές που δε συνδέονται μεταξύ τους. Η κεντρική ιδέα πίσω από την αρχική έκδοση του LBD είναι πως διάφορα θέματα που δε συνδέονται ποτέ ξεκάθαρα στη βιβλιογραφία ίσως να συνδέονται μέσω «ενδιάμεσων» concepts.

Ο σχεδιασμός του LION LBD επιτρέπει αναζητήσεις σε πραγματικό χρόνο για τον εντοπισμό έμμεσων συσχετισμών μεταξύ διαφορετικών «οντοτήτων» σε μια βάση δεδομένων με δεκάδες εκατομμύρια εκδόσεις, ενώ παράλληλα διατηρείται η δυνατότητα των χρηστών να διερευνούν κάθε αναφορά στο αρχικό της πλαίσιο. «Για παράδειγμα, μπορεί να ξέρεις ότι ένα φάρμακο για καρκίνο επηρεάζει τη συμπεριφορά μιας συγκεκριμένης οδού, αλλά με το LION LBD μπορεί να βρεις ότι ένα φάρμακο που αναπτύχθηκε για μια εντελώς διαφορετική ασθένεια επηρεάζει την ίδια οδό» λέει η Κορχόνεν.

Πρόκειται για το πρώτο σύστημα που εξελίχθηκε εξ ολοκλήρου για τις ανάγκες της αντικαρκινικής έρευνας και χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνικές machine learning και natural language processing. Το σύστημα είναι φτιαγμένο μέσω open data, open source και open standards και είναι διαθέσιμο ως διαδραστικό web-based interface ή προγραμματίσιμο ΑΡΙ

https://www.naftemporiki.gr/story/1419080/lion-lbd-texniti-noimosuni-sti-maxi-kata-tou-karkinou

~ * Ο ανθρώπινος εγκέφαλος παραμένει ενεργός για ώρες μετά τον καρδιακό θάνατο * ~

Της Ανθής Αγγελοπούλου

Μια μεγάλη απορία ερώτηση που ταλανίζει πολλούς ανθρώπους είναι η «μετά θάνατον εμπειρία» ή η εμπειρία όταν η καρδιά σταματά να χτυπάει. Έχουν γίνει πολλές αναφορές για το αν το άτομο που δηλώνεται νεκρό από τους γιατρούς όταν σταματάει η καρδιά του είναι σε θέση να καταλάβει και να ακούσει του τι συμβαίνει γύρω του ακόμα και μετά από αυτό. Όπως διαπίστωσε ομάδα ερευνητών, σε έρευνα η οποία αναφέρεται σε ένα επιστημονικό περιοδικό με τίτλο «AWARE-AWAreness during REsuscitation-A prospective study», ο εγκέφαλος συνεχίζει να  λειτουργεί για λίγο, αφού η καρδιά έχει σταματήσει.

  

Η ομάδα επιστημόνων από το Τμήμα Ιατρικής του Πανεπιστημίου Stony Brook της Νέας Υόρκης εξέτασε 2.060 περιπτώσεις ασθενών από την Ευρώπη και τις ΗΠΑ που είχαν πάθει καρδιακή ανακοπή και όπως διαπίστωσαν, οι ασθενείς που επανήλθαν επιτυχώς μετά την ανακοπή καρδιάς μπορούσαν να θυμηθούν τις συνομιλίες που άκουγαν από τους γύρω τους ενώ, είχαν και επίγνωση του περιβάλλοντός τους. Οι 140 επιζώντες ολοκλήρωσαν τις πρώτες συνεντεύξεις και 101 εξ αυτών και τις δεύτερες. Το 46% είχε αναμνήσεις 7 σημείων όπως τις χαρακτήρισαν οι ερευνητές οι οποίοι είπαν ότι οι επιζώντες αντιμετωπίζουν συνήθως ένα ευρύ φάσμα γνωστικών θεμάτων, ενώ το 9% είχε near-death experience (NDE) και τέλος, ένα 2% έχει πλήρη επίγνωση του τι συνέβαινε.

Όπως επεσήμανε ο επικεφαλής της μελέτης, Δρ Sam Parnia, οι ασθενείς μπορούσαν να περιγράψουν λεπτομερώς τι συνέβη γύρω τους. Εξήγησε μάλιστα, ότι ο χρόνος που ο θάνατος δηλώνεται είναι ο χρόνος που η καρδιά σταματά να χτυπάει. Καθώς η καρδιά σταματά να χτυπάει, σταματά να αντλεί αίμα στον εγκέφαλο και αργά ο εγκέφαλος αρχίζει να κλείνει. Αυτή η διαδικασία του εγκεφάλου που κλείνει αργά μπορεί να διαρκέσει ώρες και το άτομο μπορεί να είναι νεκρό κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ωστόσο, συνειδητοποιώντας το περιβάλλον του.

Η ερευνητική ομάδα ελπίζει ότι αυτή η μελέτη θα βοηθήσει στη διαχείριση των καρδιακών ανακοπών και επίσης θα προλάβει την εγκεφαλική βλάβη κατά τη διάρκεια της ανάνηψης τέτοιων ασθενών. 

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η μελέτη αποδεικνύει ότι οι άνθρωποι είναι παγιδευμένοι στο νεκρό σώμα τους για λίγο, αφού κηρυχθούν νεκροί. 

Όπως εξήγησε ο γιατρός, η περιοχή σκέψης του εγκεφάλου ή του εγκεφαλικού φλοιού επιβραδύνεται και εμφανίζονται οι επίπεδες γραμμές στην οθόνη, αλλά τα κύτταρα του εγκεφάλου εξακολουθούν να είναι ενεργά. Όταν οι γιατροί κάνουν στον ασθενή CPR, η καρδιά ξεκινά και πάλι και η λειτουργία του εγκεφάλου. 

Όπως είπε χαρακτηριστικά, αν κατορθώσουν οι γιατροί να επανεκκινήσουν την καρδιά, αυτό είναι που κάνει το CPR, τότε επανέρχεται σταδιακά και ο εγκέφαλος. 

Αυτό που συμβαίνει συνήθως όπως είπε, είναι ότι οι άνθρωποι που είχαν αυτές τις πολύ βαθιές εμπειρίες μπορεί να επανέλθουν θετικά μεταμορφωμένοι. Γίνονται πιο αλτρουιστές, περισσότερο αφοσιωμένοι στο να βοηθούν τους άλλους. Βρίσκουν ένα νέο νόημα στη ζωή, αλλά σίγουρα δεν υπάρχει καμία ξαφνική μαγική ενίσχυση των αναμνήσεών τους, όπως περιγράφουν οι ταινίες. 

«Οι άνθρωποι συνήθως αλλάζουν μετά από μια "μετά θάνατον" εμπειρία, όμως, αντίθετα με την ταινία επιστημονικής φαντασίας του Hollywood το γνωστό  "Flatliners" οι άνθρωποι που επιστρέφουν από αυτή την εμπειρία δεν επανέρχονται στη ζωή με επιπλέον οράματα ή αναμνήσεις» τόνισε ο Δρ. Parnia

.

Η ομάδα των ερευνητών απαρτίστηκε από τους: Sam Parnia, Ken Spearpoint, Gabriele de Vos, Peter Fenwick, Diana Goldberg, Jie Yang, Jiawen Zhu, Katie Baker, Hayley Killingback, Paula McLean, Melanie Wood, A. Maziar Zafari, Neal Dickert, Roland Beisteiner, Fritz Sterz, Michael Berger, Celia Warlow, Siobhan Bullock, Salli Lovett, Russell Metcalfe Smith McPara, Sandra Marti-Navarette, Pam Cushing, Paul Wills, Kayla Harris, Jenny Sutton, Anthony Walmsley, Charles D. Deakin, Paul Little, Mark Farber, Bruce Greyson, Elinor R. Schoenfeld.

Πηγές:

https://www.resuscitationjournal.com/article/S0300-9572(14)00739-4/fulltext

https://www.news-medical.net/news/20181125/Human-brain-may-stay-active-for-hours-after-death.aspx

*Medical Doctor, Clinical Pharmacologist, Ananya Mandal MD

https://www.naftemporiki.gr/story/1417875/o-anthropinos-egkefalos-paramenei-energos-gia-ores-meta-ton-kardiako-thanato