Знали ли вы, что в среднем вес головы взрослого человека около 5 кг? А любое смещение головы веред увеличивает длину рычага - и в наклонном положении нагрузка на шею может увеличиваться в 5 раз и даже больше...И очевидно, что такие длительные нагрузки могут привести к ряду нежелательных последствий. Еще в конце 19 века Фредерик Матиас Александер говорил о том, что у каждого человека в течение жизни вырабатываются привычки неправильного использования своего тела. Основной причиной неправильного положения головы и шеи Ф. Александер считал привычку человека горбиться, которая берет свое начало еще со времен обучения человека за школьной скамьей. В наше время добавилось еще активное использование гаджетов с большим наклоном головы. А главная опасность кроется в том, что человек со временем к ним привыкает и начинает воспринимать их как естественные. Нарушение положения головы и шеи влияет на кровоснабжение головного мозга, повышает нагрузку на шейные мышцы, приводит к зажимам.
Резюме. Успешные результаты доклинических исследований позволяют с уверенностью назвать инновационную малоинвазивную бионическую технологию революционной
Группа ученых из 39 специалистов 16 научных учреждений Университета Мельбурна (University of Melbourne), Австралия, разработала бионический электронный имплантат, способный вернуть парализованному пациенту возможность ходить. Как отмечают авторы исследования, их разработка является поистине революционным открытием. Результаты открытия опубликованы онлайн в «Nature Biotechnology».
Созданное учеными устройство стентрод представляет собой гибкий имплантируемый модуль нейрокомпьютерного интерфейса, по внешнему виду напоминающий обычный сосудистый стент. Подобно электрокардиостимулятору устройство размером со спичку вводят через магистральные сосуды шеи и имплантируют в просвет вены рядом с моторной зоной коры головного мозга, при этом матрица электродов стентрода самостоятельно расширяется и фиксируется в просвете вены. Бионический имплантат непрерывно регистрирует электрическую активность близлежащих нейронов и транслирует ее на внешнее миниатюрное компьютерное устройство. В свою очередь, микрокомпьютер преобразует полученные от стентрода импульсы в отправляемые с помощью беспроводного интерфейса управляющие сигналы на исполнительные устройства.
По словам ведущего автора и руководителя проекта доктора Томаса Оксли (Thomas Oxley), впервые в медицинской практике удалось осуществить разработку бионического устройства, которое может быть имплантировано без использования сложного нейрохирургического вмешательства, что значительно снижает риск осложнений. Успешные доклинические исследования позволяют с уверенностью говорить о том, что новое устройство предоставит возможность парализованным людям управлять экзоскелетом, бионическими протезами и инвалидными колясками лишь с помощью сигналов из двигательной зоны коры головного мозга.
Ученые планируют приступить к клиническим исследованиям бионического имплантата в 2017 г. Первыми обладателями новых устройств станут военнослужащие — инвалиды американской армии, именно ради них и началась разработка данного проекта, финансируемого Агентством по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA).
Данный проект становится еще более актуальным с учетом инновационной разработки компании «SuitX», основанной специалистами Калифорнийского университета в Беркли, США (University of California, Berkeley) — легкий и относительно недорогой модульный экзоскелет «Phoenix», конструкция которого позволяет производить индивидуальную настройку под каждого пользователя. Устройство уже доступно для предзаказа, а его выход на рынок компания планирует осуществить в марте 2016 г.
Brewster S. (2016) Still pricier than motorized wheelchairs, SuitX’s Phoenix exoskeleton weighs just 27 pounds and is custom-fit to the user’s body. MIT Tech. Review, 1 February [Epub ahead of print].
Oxley T.J., Opie N.L., John S.E. et al. (2016) Minimally invasive endovascular stent-electrode array for high-fidelity, chronic recordings of cortical neural activity. Nature Biotechnology, 8 February (http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.3428.html).
Paddock C. (2016) Bionic implant could help paralyzed people «walk with the power of thought». Medical News Today, 9 February (http://www.medicalnewstoday.com/articles/306259.php).
Электрический угорь – поистине удивительное существо. Когда натуралисты впервые столкнулись с ним в XVIII веке, то даже не сразу поверили, что эта рыба наносит своим жертвам удар электрическим током. Однако против фактов не попрёшь. И вот спустя два с половиной столетия учёные вдохновились электрическим угрём для того, чтобы создать принципиально новый элемент питания, который в будущем можно будет использовать в носимой электронике, а также при изготовлении «умной одежды».
Электрические органы занимают около 4/5 всей длины тела угря. Эта рыба способна генерировать разряд напряжением до 1300 вольт и силой тока до 1 ампера. Положительный заряд находится в передней части тела, а отрицательный – в задней. Электрические органы используются угрями для защиты от врагов, а также для обездвиживания жертв, которых угри употребляют в пищу. В основном это некрупные рыбы, хотя такой удар током вполне способен оглушить даже лошадь. Среди всех представителей фауны заряд такой силы способны произвести только электрические угри и скаты. Человека подобный заряд может парализовать и даже убить.
Электрические органы угрей состоят из многочисленных собранных в столбики электрических пластинок, которые представляют собой видоизменённые и уплощенные мышечные, нервные и железистые клетки. Между мембранами этих клеток и генерируется разность потенциалов. У угря в организме 70 горизонтально размещённых столбиков по 6000 пластинок в каждом. Пластинки в каждом столбике соединены последовательно, а электрические столбики между собой – параллельно.
По подобию электрических угрей учёные из шанхайского Университета Фудань создали эластичные волокна, которые вполне можно вплетать в одежду или использовать в качестве источника питания носимой электроники. Волокна эти производят достаточно энергии, чтобы питать источники света или электронные гаджеты. Это не первый случай, когда исследователи находят своё вдохновение в живой природе, но от этого результаты их экспериментов не выглядят менее впечатляющими.
Полученные волокна представляют собой некое подобие конденсаторов, которые способны высвобождать энергию гораздо быстрее, нежели традиционные батареи, однако их ёмкость при этом крайне невелика. Первые образцы волокон были получены путём оборачивания листа из углеродных нанотрубок вокруг резинового стержня толщиной в 500 микрон. Нанотрубки не полностью покрывают резиновый сердечник, оголяя его поверхность с определённым шагом. Благодаря этому волокно состоит из проводящих электричество и изолирующих сегментов. Получившиеся в итоге волокна исследователи покрыли проводящим электролитным гелем.
Чем большее число последовательных проводящих и изоляционных сегментов насчитывает волокно, тем большее напряжение оно способно сгенерировать. К примеру, волокно длиной 12 метров способно создать напряжение около 1000 вольт, о чём исследователи сообщили в своей публикации в журнале ещё 14 января. Предыдущие попытки воспроизвести ткани электрических угрей предполагали использование металлических проводов в качестве сердечников, поэтому получавшиеся волокна не были достаточно гибки для их широкого использования в промышленности.
Волокна на основе резиновых сердечников вполне годятся для создания принципиально новых материалов, таких как эластичная ткань с вплетёнными в неё элементами питания. Во время исследований учёным уже удалось создать браслет, который самостоятельно питал электронные часы, а также футболку, которая обеспечивала энергией встроенные в неё 57 светодиодов. В будущем подобная технология вполне может стать неотъемлемой частью нашего быта. А пока остаётся лишь ждать и надеяться, что у учёных получится найти инвесторов для скорейшего вывода своего изобретения на рынок.
Морские уточки (Lepadomorpha) относятся к подотряду усоногих ракообразных. Их отличает наличие достаточно длинного хвоста-«стебелька», которым животное прикрепляется к различным поверхностям.
Чтобы это приклеивание состоялось, уточка выделяет особое вещество, которое по своей клеящей способности превосходит любой синтетический клей. Однако на протяжении 150 лет, с тех пор как этот морской обитатель был описан Чарльзом Дарвином, причина необычайной прочности природного клея так и оставалась загадкой.
Теперь же ученые из Ньюкаслского университета (Великобритания), заявляют, что им удалось раскрыть этот секрет. Материал об их работе опубликован в журнале Nature Communications.
Исследователям удалось во всех подробностях рассмотреть процесс приклеивания с помощью двухфотонной микроскопии . Во-первых, было установлено, что биоклей, выделяемый морскими уточками, на самом деле не является единым по составу веществом: в реальности эти ракообразные последовательно выделяют два непохожих друг на друга компонента.
Второе важное открытие заключается в том, что эти два вещества не смешиваются между собой для отвердевания, а напротив, каждое из них играет в процессе приклеивания совершенно разную роль. Первый компонент — маслянистая капля — отвечает за отталкивание воды от поверхности, к которой планируется прикрепление, а финальный компонент — за прочное прикрепление морской уточки к ней.
Данное открытие, по мнению ученых, можно будет использовать для разработки нового поколения синтетических биоклеев для их применения в микроэлектронике и медицине, в частности — в имплантологии. Полученные результаты также будут иметь важное значение при разработке и производстве новых покрытий для корпусов судов, предотвращающих налипание на них ракообразных и моллюсков.
