Реактор познавательный

Спустя 11 недель после смерти головного мозга у женщины родился здоровый ребенок

Авторы нового отчета рассказали о 31-летней женщине, у которой родился здоровый ребенок, хотя врачи поставили диагноз «смерть головного мозга» и констатировали гибель пациентки.

Компьютерная томография головного мозга пациентки

Медики из Университета здравоохранения Флориды (США) описали редкий случай рождения ребенка после того, как у его матери диагностировали смерть головного мозга. В статье для журнала Cureus специалисты рассказали, что женщине был 31 год, она находилась на 22-й неделе беременности, когда у нее произошло субарахноидальное кровоизлияние — в полость между паутинной и мягкой мозговыми оболочками.

Изначально беременная, в анамнезе которой значилась гипертония, поступила в больницу с острой головной болью и судорогами. По шкале комы Глазго у нее было три балла, что означает атоническую кому (15 баллов - сознание ясное, 13-14 баллов - оглушение, 9-12 баллов - сопор, 4-8 баллов - кома). Пациентке сделали экстренную интубацию трахеи — ввели эндотрахеальную трубку — и подключили к аппарату искусственной вентиляции легких.

Компьютерная томография головного мозга показала правостороннее кровоизлияние, вследствие которого возник отек мозга, а большинство внутричерепных артерий сильно сузились. Медики провели вентрикулостомию — наружный желудочковый дренаж, чтобы снизить повышенное внутричерепное давление, и положили беременную в отделение нейрореанимации.

Ей сразу поставили диагноз «смерть головного мозга» и констатировали гибель, однако врачи, посоветовавшись с коллегами, приняли решение поддерживать тело ради сохранения беременности — такое желание выразила семья женщины. Акушерка постоянно находилась у ее постели, следя за частотой сердечных сокращений и движениями плода. Через 11 недель, на 33-й неделе беременности, пациентке провели кесарево сечение.

На свет появился младенец весом 2,142 килограмма, по шкале Апгар ему присвоили восемь баллов из девяти. Ребенок чувствовал себя хорошо, поэтому спустя пять дней его выписали домой. Мать после родов отключили от аппарата ИВЛ.

Как отметили исследователи, смерть мозга у беременной женщины — редкий случай, но не уникальный. Авторы систематического обзора от 2021 года выявили как минимум 35 таких пациенток, более чем у половины произошло кровоизлияние в мозг. Восемь детей погибли в утробе (23%), а 27 (77%) родились живыми, но двое впоследствии скончались. Правда, ученые сомневаются в достоверности этих данных: вероятно, показатели выживаемости плода при таком диагнозе у матери на самом деле ниже.

«Сложность заключается в том, что необходим мультидисциплинарный подход, а соматическая поддержка матери со смертью мозга сопряжена со значительными осложнениями. Среди прочего они включают инфекции, аритмию, несахарный диабет, пангипопитуитаризм, диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови, гипотонию, нейрогенный отек легких и систолическую дисфункцию миокарда», — подчеркнули медики.

Статья спизжена отсюда

Физикам впервые удалось создать квантовые «кольца Алисы»

Такие кольца из тысяч ультрахолодных атомов способны изменять квантовое состояние проходящих через них объектов. Более того, даже если просто наблюдать квантовые объекты через «кольцо Алисы», то они изменят свои наблюдаемые свойства.

Кольцо Алисы в представлении художника

Топологические дефекты бывают разными — скажем, нульмерными (точечными). Такими называют монополи и скирмионы. Одномерные (линейные) — это квантованные вихри в сверхтекучих жидкостях и сверхпроводниках (вихри Абрикосова), а также вихри в кристаллах (дислокации или потоки вакансий).

Остальные топологические дефекты, кроме упомянутых в предыдущем предложении, типа квантовых струн не наблюдались экспериментально, отчего многие ученые считают их существование сомнительным. Разумеется, многие топологические дефекты в сконденсированных средах — хотя и давно предсказанные — тоже сложно реализовать экспериментально, поэтому каждый опыт, знакомящий нас с новым типом дефектов, привлекает внимание множества исследовательских групп по всему миру.

Группа финских исследователей провела довольно сложный эксперимент как раз такого типа. В работе, вышедшей в журнале Nature Communications, они описали создание структуры из 250 тысяч атомов рубидия (это невероятно компактное образование), охлажденных до сверхнизких температур. Последнее требуется потому, что нужные квантовые эффекты без глубокого охлаждения наблюдать невозможно. Необходимая в этот раз температура была близка к абсолютному нулю, так что получить ее просто «в холодильнике» нельзя: авторы исследования замедляли движение нужной группы атомов в вакууме лазерными импульсами, тем самым понижая и температуру (это «торможение» отбирает у атомов тепловую энергию).

Детальное моделирование кольца Алисы, выходящего из монополя

После доведения до такого состояния все эти атомы начали вести себя как единый квантовый объект, чье состояние можно переключать внешним магнитным полем. Создав в этой среде монополь, ученые затем смогли наблюдать, как он спонтанно деформируется в вихревое кольцо — то самое «кольцо Алисы».

Топологический монополь и кольцо Алисы в конденсате Бозе – Эйнштейна со спином 1

Свидетельства наличия кольца Алисы возле края конденсата

Более того, согласно моделированию, если какой-то объект пройдет через «кольцо Алисы» или просто будет наблюдаться через него, его заряд сменится на противоположный. На данном этапе ученые работают над тем, чтобы научиться пропускать монополи (практически нульмерные объекты) через такое кольцо и после этого фиксировать, меняется ли знак их заряда на противоположный с точки зрения наблюдателя. Тогда удалось бы перейти от собственно создания «кольца Алисы» к подтверждению его давно предсказанных экзотических возможностей.

Тоже самое, но возможно чуть более понятным языком (7:44, если время не подцепилось)

Статья спизжена отсюда

Первые наблюдения сверхтяжелого кислорода-28 поставили под сомнение теории строения атомного ядра

Вопреки предсказаниям, кислород-28 оказался крайне неустойчивым. Физики не успели даже зарегистрировать такие ядра, хотя теоретически они должны быть дважды магическими, а значит — особенно стабильными.

Riken RI Beam Factory ускоряет тяжелые изотопы в кольцевом циклотроне, с помощью сверхпроводящих магнитов

Японские ученые впервые получили ядра кислорода-28, содержащие 20 нейтронов. Теоретически они должны быть дважды магическими и довольно долгоживущими. Однако срок существования кислорода-28 оказался настолько коротким, что даже зарегистрировать его напрямую не удалось. Похоже, современные представления об устройстве атомного ядра где-то сильно ошибаются. К таким выводам пришли Йосуке Кондо (Yosuke Kondo) и его коллеги в статье, опубликованной в журнале Nature.

Со школы мы знаем, что электроны в атоме занимают ряд оболочек, и полностью заполненная оболочка делает его химически инертным, как благородные газы. Схожим образом может быть устроено атомное ядро: протоны и нейтроны (нуклоны) заполняют одну оболочку за другой, полностью заполненная оболочка означает большую стабильность всей конструкции. Соответствующее количество нуклонов называют «магическим числом». А уж если ядро содержит магическое количество и протонов, и нейтронов, то оно особенно устойчиво.

В природе найдены пять таких дважды магических ядер, еще несколько получены искусственно. Самое распространенное из них — обычный кислород-16, включающий по восемь (магическое число) протонов и нейтронов. Теория предсказывает существование и дважды магического кислорода-28 (восемь протонов и 20 нейтронов), который также должен быть исключительно устойчив. Но на практике все оказалось не так. Возможно, новые результаты указывают на серьезные пробелы в нашем понимании атомных ядер и создающего их сильного взаимодействия.

Получить кислород-28 удалось на ускорителе Riken RI Beam Factory, который работает в исследовательском центре Нисина (Nishina) в японском городе Вако. Для этого физики разгоняли ядра кальция-48 в циклотроне и сталкивали их с бериллиевой мишенью, создавая фтор-29, содержащий те же 20 нейтронов, но на один протон больше, чем нужный изотоп кислорода. Поэтому фтор-29 отправляли дальше, прогоняя через жидкий водород, и тогда он терял протон, превращаясь в кислород-28.

Вопреки ожиданиям, срок его существования оказался настолько кратким, что зарегистрировать непосредственно этот изотоп не удалось. Ученые обнаружили лишь продукты его распада: кислород-24 и четыре нейтрона.

Стоит заметить, что сам кислород-24 несколько лет назад принес аналогичный сюрприз. Вопреки предсказаниям, это ядро весьма стабильно, срок его полураспада составляет более 60 миллисекунд. Иначе говоря, кислород-24 ведет себя так, словно он дважды магический, хотя в теории содержит лишь магическое число протонов, но не нейтронов.

Новые экспериментальные данные могут говорить о том, что магические числа далеко не так универсальны, как принято думать. Поэтому теперь физики планируют добраться до еще более тяжелого изотопа, кислорода-30, чтобы сравнить сроки полураспада целой серии ядер. Вероятно, эта работа подтвердит, что магические числа действительно не могут служить надежным предсказателем их стабильности, а количество нейтронов и протонов, которое делает ядро устойчивым, меняется более сложным образом.

Те же идеи, которые заставляли физиков ожидать стабильности от кислорода-28, стоят за концепцией «острова стабильности» — существования сверхтяжелых трансурановых элементов с большим сроком жизни. Их поиски идут уже не одно десятилетие, однако до сих пор без особенного успеха. Не исключено, что проблема с кислородом-28 может объяснять и трудности с достижением «острова стабильности».

Статья спизжена отсюда

Гексафторид серы (SF₆) является чрезвычайно сильным парниковым газом. Его плотность намного выше, чем у воздуха. В видео он создаёт невидимую волну, которая тушит свечи:

Американские инженеры предложили построить маглев на Луне

При создании лунных баз понадобится решить проблему транспортировки грузов по поверхности Луны. Американские инженеры предложили весьма интересное решение этой задачи – систему магнитной левитации, основой которой служат гусеницы, раскатываемые по лунной поверхности.

Система FLOAT

В 2017 году NASA приняло программу исследования Луны «Артемида»: этот проект предусматривает высадку человека на Луну (она намечена на конец 2025 года) и создание в конце 2020-х постоянной лунной базы. При реализации этой программы необходимо будет решить множество технических проблем: в частности, разработать способы эффективной транспортировки грузов по лунной поверхности. Потребуется учесть агрессивные условия, в которых предстоит работать транспортной системе: значительные перепады температур, абразивную пыль, накопление статического электричества.

Инженеры американской компании SRI International предложили один из вариантов решения этой задачи. Они разработали проект системы магнитной левитации, или маглева.

Часовой ролик с подробностями на английском, вдруг кому интересно.

Основным ее компонентом будут своеобразные ленты или гусеницы, укладываемые на поверхность Луны. Они состоят из двух слоев: первый, из графита, создает магнитное поле, заставляющее вагонетки с грузом висеть над лентой. Второй слой образован «гибкой электроникой»: так называют электронные схемы, располагающиеся на гибком основании. Электроника создает электромагнитное поле, заставляющее вагонетки разгоняться либо тормозить и тем самым управляющее их движением вдоль ленты.

Возможно также устройство третьего слоя, состоящего из солнечных батарей: они могут собирать энергию для питания системы. Система, которая должна будет работать в автоматическом режиме, получила название FLOAT: это аббревиатура от Flexible Levitation on a Track, что дословно переводится как «гибкая левитация над гусеницей». Гусеницы действительно должны обладать большой гибкостью, что упростит постройку системы: изначально их можно сворачивать в большие рулоны, разворачивая на месте, подобно ковровой дорожке.

Схема укладки гусениц специализированным луноходом

На Земле пассажирские системы магнитной левитации работают достаточно давно: первую из них (не считая экспериментальных) открыли в Бирмингеме в 1984 году, она соединяла городской аэропорт с железнодорожным вокзалом. Сейчас такие системы наиболее интенсивно развиваются в Китае: поезда шанхайского маглева разгоняются свыше 400 километров в час. А в Японии экспериментальные составы достигали скорости 600 километров в час.

Поезд на магнитной подвеске в Шанхае, Китай

Ожидаемые скорости перемещения лунного маглева будут гораздо ниже — по крайней мере, на начальном этапе развития системы: вагонетки будут перемещаться со скоростью всего около метра в секунду. Их грузоподъемность составит около 30 килограммов на квадратный метр. Не станут проблемой холмы или впадины, так как вагонетки смогут двигаться при уклоне трассы до 30 градусов.

На первый взгляд может показаться, что в использовании на Луне столь экзотичного вида транспорта нет большого смысла, особенно учитывая малую скорость перемещения грузов. Однако предложенное решение родилось неспроста: как сказано выше, одна из серьезных проблем, подстерегающих колонизаторов Луны, — это лунная пыль. Она привела к серии неисправностей во время высадки астронавтов на Луне. Практически все системы с подвижными частями (например, колесами) не могут долго работать в контакте с ней.

Преимущество маглева перед луномобилями и другими возможными видами лунного транспорта заключается в том, что он почти лишен подвижных частей и благодаря достаточной высоте, на которой будут двигаться вагонетки, способен перемещать грузы, не поднимая пыль от лунного реголита. Таким образом, груз не будет пылиться. Существует опасность того, что пыль покроет гусеницы, но эта проблема решаема: для очистки полотна предусмотрена специальная вагонетка-«дворник», снабженная щеткой. Двигаясь вдоль ленты, вагонетка будет сметать с нее пыль.

Эксперименты на Земле показали реализуемость идей, лежащих в основе FLOAT. Разработчики системы даже протестировали работу «дворника». Кроме того, они провели испытания в вакууме, ведь атмосфера на Луне практически отсутствует.

Статья спизжена отсюда

Ген долголетия голых землекопов продлил жизнь мышам

Ученым удалось перенести ген долголетия голых землекопов — рекордсменов по продолжительности жизни среди грызунов — в ДНК другого вида. Получившие его мыши стали здоровее и прожили дольше.

Голый землекоп

Голые землекопы давно занимают умы исследователей. Эти живущие под землей чудо-звери размером с мышь не чувствуют боли, устойчивы к раку и другим возрастным болезням, включая нейродегенеративные, сердечно-сосудистые заболевания и артрит. Они способны жить до 41 года — это на порядок больше продолжительности жизни других грызунов такого размера.

Предыдущие исследования показали, что своей живучестью и повышенной стойкостью к онкозаболеваниям голые землекопы обязаны большому количеству высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (HMM-HA) в организме. По сравнению с мышами и людьми уровень HMW-HA у голых землекопов примерно в десять раз выше.

Команда биологов из Рочестерского университета (США) решила попробовать перенести преимущества HMM-HA другим животным. В эксперименте ученые создали трансгенных мышей, которым пересадили ген голых землекопов, отвечающий за повышенный синтез высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (nmrHas2). Результаты этой работы опубликовал журнал Nature.

У трансгенных мышей снизилась частота рака и улучшилось состояние здоровья

У мышей с повышенной от рождения nmrHas2 в тканях вырос уровень гиалуроновой кислоты, снизилась частота рака и улучшилось состояние здоровья. Наиболее заметным изменением стало ослабление воспалений во многих тканях. В сумме это привело к тому, что средняя продолжительность жизни трансгенных мышей увеличилась на 4,4%, а максимальная по группе — на 12,2%, по сравнению с обычными сородичами.

Почему высокомолекулярная гиалуроновая кислота так благотворно действует на здоровье, еще предстоит уточнить. Исследователи считают, что это связано со способностью HMM-HA непосредственно регулировать иммунную систему.

«В нашей работе мы доказали, что уникальные механизмы долголетия, которые сформировались у голых землекопов в процессе эволюции, можно переносить и использовать для продления жизни и улучшения здоровья других млекопитающих», — отметила профессор биологии и медицины Вера Горбунова, один из авторов исследования.

По словам Горбуновой, с момента открытия HMW-HA в организме голых землекопов и до демонстрации того, как это соединение улучшило здоровье мышей, прошло 10 лет. Следующая задача, которую ставит перед собой команда, — перенести преимущества высокомолекулярной гиалуроновой кислоты на людей. Предполагается, что этого можно добиться двумя путями: либо замедлить разложение HMW-HA, либо усилить синтез соединения в организме.

«Мы уже определили молекулы, замедляющие деградацию гиалурона, и проводим их доклинические испытания», — добавил соавтор исследования профессор биологии Андрей Селуанов.

Ученые надеются вскоре представить реальный пример того, как старение человека можно затормозить с помощью механизмов долголетия других биологических видов.

Статья спизжена отсюда

Библейское наставление «препояшь чресла твои, как муж» (Иов 38:3) относится к тому, что парням необходимо сделать прежде чем приступать к мужицким действиям (рубить дрова, воевать, выглядеть крутым и т.д.).
Собственно вот инструкция в картинках как правильно препоясывать чресла:

Тромбоциты восстановили когнитивные способности стареющего мозга

Ученые из Австралии обнаружили необычные свойства вещества, которое вырабатывается тромбоцитами после занятий физкультурой. Интересно, что им можно воспользоваться даже без спорта.

Гиппокамп мыши. Микроскопическое изображение в искусственных цветах

Многие исследования показывают, что регулярные физические упражнения замедляют возрастное ухудшение когнитивных способностей, а также служат хорошей профилактикой болезни Альцгеймера. Эксперименты на животных подтвердили, что физическая активность приводит к возникновению новых клеток в гиппокампе (участвует в формировании памяти) — части мозга, отвечающей за обучение, долговременную и кратковременную память — и выработке экзеркинов (сигнальные молекулы, которые несут пользу для здоровья).

Однако о молекулярных механизмах того, как физкультура улучшает мозг, и о том, что именно выступает источником выработки экзеркинов, было мало что известно.

Несколько лет назад группа ученых из Квинслендского университета (Австралия) в экспериментах на молодых мышах выяснила, что при физических нагрузках у животных вырабатывается особый хемокин — тромбоцитарный фактор 4 (PF4), авторы называют его экзеркином PF4. Исследователи также узнали, что за выработку PF4 отвечают тромбоциты — безъядерные клетки, которые, как считалось ранее, ответственны лишь за свертывание крови при кровотечениях. Когда этот экзеркин доставлялся в мозг мышей, он способствовал образованию новых клеток (нейрогенез) в гиппокампе.

Теперь же ученые провели новые эксперименты, уже на пожилых мышах. В частности, они попытались выяснить, как тромбоциты и экзеркины повлияют на мозг этих грызунов и сможет ли PF4 «запустить» нейрогенез в гиппокампе, а также замедлить снижение когнитивных способностей. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Для эксперимента ученые взяли две группы старых мышей. Первой вводили физраствор, а второй — вещество PF4, после чего смотрели, как изменятся их способность к обучению и память, то есть функции, связанные с работой гиппокампа.

Грызуны, которым вводили PF4, показали лучший результат в тестах на память и обучение, чем мыши, которым вводили физраствор. Ученые пришли к выводу, что у старых животных из второй группы произошло омоложение мозга, «запустился» нейрогенез и улучшились когнитивные способности.

«Наше исследование показало, что экзеркин PF4, который вырабатывается тромбоцитами после тренировок, омолаживает мозг и улучшает когнитивные способности у пожилых особей», — объяснил Одетт Лейтер, ведущий автор исследования.

Лечение на основе вещества PF4 не станет полноценной заменой физическим упражнениям, подчеркнули ученые. Однако для пожилых, не способных заниматься спортом из-за проблем с подвижностью, как и для более молодых людей, ленящихся упражняться, это открытие может быть весьма полезно. Пусть экзеркин PF4 — лишь суррогат нормальных упражнений, который не может омолодить организм так же, как спорт, для тех, кому недоступен полноценный аналог, интерес может представлять и такой заменитель.

В будущем австралийские ученые планируют провести испытания на людях, но прежде они намерены выяснить, как мыши с болезнью Альцгеймера реагируют на PF4.

Статья спизжена отсюда

Датаграммы ориентации улиц городов по сторонам света

Ученые вывели мух, способных к партеногенезу

Генетические манипуляции позволили самкам обычных дрозофил оставлять потомство без участия самцов, передавая эту способность из поколения в поколение.

Дрозофила обыкновенная

Некоторые животные способны к партеногенезу, размножению без участия мужских половых клеток, когда яйцеклетка развивается в организме самки без оплодотворения. Такой процесс встречается у многих насекомых, включая муравьев, кузнечиков и мух, но не у обычных лабораторных дрозофил. Однако биологи из Кембриджского университета сумели изменить их геном так, что дрозофилы начали размножаться партеногенетически, причем эта новая способность передавалась по наследству. О работе рассказывается в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Для начала Дэвид Гловер (David Glover) и его коллеги изучили близких родственников обычной фруктовой мушки (D. melanogaster), дрозофил вида D. mercatorum. Ученые секвенировали геном двух линий этих насекомых, одна из которых способна к партеногенезу, а другая нет. Сравнив последовательности их ДНК, биологи определили гены, которые проявляют активность при партеногенетическом развитии яйцеклетки и могут быть ответственны за такой вид размножения, а также гены, работа которых при этом подавляется.

Затем ученые перешли к экспериментам на обычных D. melanogaster, изменив активность генов так же, как это происходит у партеногенетических D. mercatorum. В результате в отсутствие самцов мушки также начинали производить потомство без оплодотворения. Все насекомые следующего поколения были самками. Если в нужный момент поблизости оказывались самцы, они размножались обычным образом, однако когда тех не было, некоторые из самок второго поколения также размножались с помощью партеногенеза.

Факт, что насекомые способны переходить к факультативному (необязательному) партеногенезу, по словам ученых, должен настораживать. «Если на вредителей действует стабильное давление отбора — а оно действует (напомним, что численность комаров — разносчиков малярии пытаются контролировать за счет неспособных к размножению самцов. — NS), — рано или поздно это приведет к тому, что они начнут размножаться таким способом. Это может стать серьезной проблемой для сельского хозяйства, ведь если самки производят только новых самок и так далее, то их численность увеличивается быстрее», — сказала Алексис Сперлинг (Alexis Sperling), одна из авторов новой работы.

Статья спизжена отсюда