Город будущего

Катетер вместо операции и нанопоры из ДНК-оригами: последние достижения в биосенсорике Голландские стартапы и научно-исследовательские институты активно развивают направление биосенсорики. Сегодня пациенты с диабетом используют глюкометры для измерения уровня глюкозы в крови, а спортсмены — умные часа, измеряющие частоту сердечных сокращений, уровень кислорода в крови или частоту вращения педалей, если речь идет о велотренажере. Но есть и более сложные примеры биосенсорики. Так, стартап Delta Diagnostics упрощает биозондирование с помощью фотонных интегральных схем. Это позволяет анализировать несколько биомолекул одновременно — процесс, известный как мультиплексирование. Этот метод является экономически эффективным и ускоряет исследования в области наук о жизни. Исследователи из Делфтского университета работают с нанопорами с использованием ДНК-оригами — для адресной доставки лекарств и исследования синтетических клеток. Нанопоры служат коммуникационными каналами в клеточной стенке, пропуская питательные вещества, отходы и сигнальные молекулы. Революционность этой технологии в том, что размер нанопор регулируется. Стартап Scinvivo из Эйндховене разработал технологию эндоскопической визуализации для выявления рака на ранней стадии с использованием передовых методов биосенсорики. Метод позволяет обойтись без зачастую не нужных операций. В настоящее время компания сосредоточена на раке мочевого пузыря. Стартап придумал визуализирующие катетеры на основе оптической когерентной томографии (ОКТ), которые позволяют просматривать изображения поперечного сечения тканей с высоким разрешением. src

15 000 кв. м залежей отходов: как «белок будущего» получают из личинок мух Как-то мы рассказывали, как ученые из Санкт-Петербурга предложили разводить богатых протеином личинок мух (черной львинки) для кормления сельскохозяйственных животных. Аналогичный проект в Нидерландах разворачивает стартап Protix, производящий питательный белок для корма скота и рыбы из личинок мух. Черная львинка питается пищевыми отходами, поедая практически все, что мы называем мусором. Стартап разводит насекомых в теплицах площадью 15 000 кв. м, перерабатывая личинки в питательные белки и жиры. Выращивание личинок на масштабных залежах отходов дает во много раз меньше выбросов CO₂, чем птицефермы (в 27 раз) и даже чем выращивание сои (в семь раз). Ранее мы рассказывали, как белковую муку из насекомых планируют добавлять в продукты питания для людей. src

Что такое чарджбек? Куда движется ипотечный рынок? Почему растет спрос на КАМАЗы? И можно ли выжить без SWIFT? Об этом и многом другом рассказывают на канале банка НОВИКОМ. Им доверяет Ростех и самые крупные российские компании, и вы можете смело доверить им свою финансовую грамотность. Подписывайтесь и получайте персональный экономический дайджест каждый день @novikombank_official

Новый нетоксичный анальгетик дает надежду страдающим от хронической боли Около 30% людей в мире живут с хронической болью. Назначаемые сегодня препараты либо вызывают привыкание (как опиоиды), либо токсичны для печени, почек и ЖКТ (парацетамол, аспирин, ибупрофен). Новый препарат SRP-001, разработанный в South Rampart Pharma, дает решение всех этих проблем. Он обладает всеми свойствами анальгетиков за исключением негативных. Препарат планируют использовать для лечения различных типов боли. На первом этапе доклинических испытаний на мышах ученые сравнили SRP-001 с парацетамолом. При расщеплении парацетамола в организме головной мозг начинал вырабатывать соединение AM404, заставляющее клетки сохранять природный обезболивающий каннабиноид анандамид. На фоне приема SRP-001 вырабатывалось больше AM404. Дальнейшие наблюдения показали, что оба лекарства активируют одни и те же сигнальные пути и регулируют ключевые гены, связанные с болью. Оба обладали равными жаропонижающими свойствами. Разница заключалась лишь в том, что парацетамол вырабатывал токсичное для печени соединение NAPQI, а SRP-001 нет. В результате даже при высокой дозировке SRP-001 у мышей не обнаруживалось признаков повреждения печени. 70% грызунов погибли на фоне приема высокой дозы парацетамола, но никто из мышей не погиб при такой же дозировке SRP-001. Также не было повреждений функции почек и печени. Период полувыведения препарата составил менее 10 часов. src

Выращивать новый мозг каждые полвека: как достигнуть «практического бессмертия» На «Хабре» — знойная статья о «принципиальной возможности человеческого бессмертия». Дело это архисложное, но, как утверждает автор, в обозримом будущем осуществимое. Для этого нужно всего-то перенести основные признаки личности из устаревшей части организма (которая впоследствии отмирает) в его новую, более молодую часть. С помощью такой регенерации могут теоретически жить вечно и при этом совершенно не стареть некоторые моллюски, гидры и медузы. В случае с человеком, вся надежда на нейропластичность мозга, позволяющая ему изменяться и адаптироваться в ответ на новый опыт, обучение, практику или для восстановления после травм. Благодаря этому нейроны могут формировать новые связи, укреплять существующие, а иногда и создавать новые нейронные пути. Так, в 2007 году при медобследовании 44-летнего француза случайно обнаружили, что у него от мозга остался лишь тонкий внешний слой, а внутренняя часть практически отсутствовала. При этом человек оставался в живых, и без каких-либо умственных отклонений был отцом двоих детей и работал в госструктуре. Далее утверждается следующее: чтобы сделать человека бессмертным, следует научиться переносить его личностные характеристики на новую, выращенную на его же мозге, нейронную среду. Иначе говоря, нужно создать искусственного, сросшегося мозгом с оригиналом «сиамского близнеца» и подождать пока личностные особенности и память оригинала не «переберутся» в новую нейронную сеть. И ждать придется долго. Тот, кто хочет стать бессмертным, должен быть готов к тому, что в течении более 10 лет (при современных технологиях) он будет находиться в состоянии искусственной комы с вскрытой черепной коробкой. Повторять же эту процедуру следует примерно каждые 50 лет… Полностью с материалом можно ознакомиться по ссылке. src

«Квантовые покрытия» уничтожают патогены, которых не берут антибиотики По мнению эпидемиологов, человечество вступило в постантибиотическую эпоху, в которой справиться с вредоносными бактериями становится все сложнее из-за их устойчивости к антибиотикам. Эта устойчивость распространяется и на дезинфицирующие средства, которые активно используются в больницах, домах престарелых и других общественных местах. Но даже при эффективности обработки более 90%, как только дезинфицирующее средство испарится с поверхности, микробы могут вернуться. Также микроорганизмы могут образовывать в труднодоступных местах (на потолке, в вентиляционных каналах и т.д.) биопленки, на которых в массовом порядке селятся и размножаются. Прикасаясь к дверным ручкам, столам, стульям и постельному белью, пациенты больниц невольно становится переносчиками патогенов. Проблема больничных вирусов весьма серьезна, тут не может быть никаких преувеличений. Одним из выходов могут стать так называемые «квантовые покрытия», или Q-field — это семейство запатентованных пигментов, которые используют квантовые эффекты. На квантовом уровне микрочастицы Q-field стимулируются электромагнитными волнами, генерируя поверхностные плазмоны и придавая поверхностям положительный заряд. В итоге стена или потолок получают микроскопическое силовое поле, которое дезактивирует патогены и останавливает рост биопленки и плесени. Когда бактерия пытается прикрепиться к поверхности, что является первым шагом в образовании биопленки, ее электростатически чувствительная мембрана разрывается — то есть, она гибнет. И это механизм, к которому бактерии пока никак не могут выработать устойчивость… src

Создали умные контактные линзы для взаимодействия с компьютером — как в фильме «Миссия невыполнима» Китайские ученые представили умные контактные линзы, вдохновленные фильмом «Миссия невыполнима». Биосовместимые и незаметные устройства отслеживают направления взгляда, работают без батарейки и не нуждаются в токсичных кремниевых чипах. Исследователи задействовали подход частотного кодирования для разработки умных контактных линз. Они кодируют информацию о движениях глаз в радиочастотные сигналы, точно отслеживая движения зрачков. Это сделало линзы более легкими, компактными, безопасными и биосовместимыми. Радиочастотные сигналы генерируются RF-метками, встроенными в линзу. Они полностью беспроводные и для работы не требуют источника питания. Каждая метка излучает уникальный частотный сигнал. По мере движения глаза положение RF-меток меняется, что приводит к изменению частоты излучаемого сигнала. Обнаруживая и анализируя эти изменения, система определяет направление движений глаз в режиме реального времени. Эффективность и безопасность системы протестировали на кроликах: выяснилось, что умные линзы могут определять направления взгляда и точки взгляда в режиме реального времени с высокой угловой точностью менее 0,5°. Линзы можно носить до 12 часов без вреда для глаз. src

Придумали устойчивые к помехам биомедицинские квантовые датчики Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) — метод воздействия на нейроны, при котором кратковременные магнитные импульсы индуцируют электрические токи. Таким образом можно неинвазивно и эффективно исследовать функции мозга. Магнитометры с оптической накачкой считаются передовыми датчиками для измерения биомагнетизма. Они используются в магнитоэнцефалографии как «датчики нулевого поля», то есть, они могут обнаружить очень слабые магнитные поля на уровне нескольких фемтотесл. В то же время, такие датчики обычно очень чувствительны к помехам и требуют надежного экранирования. Ученые из Университета Бирмингема пошли немного другим путем, разработав датчик, который с высокой точностью работает в более сильных магнитных полях. Созданный ими прототип — это магнитный градиентометр с оптической накачкой, работающий при нелинейном магнитооптическом вращении: линейно поляризованный свет проходит через пар рубидия, делая атомы чувствительными к воздействию магнитных полей. Когда внешние магнитные поля меняются, частота прецессии атомов вокруг магнитных полей тоже меняется. Свет лазера позволяет заметить это. Иными словами, измерив изменения в свойствах света, можно измерить изменения в магнитном поле. Одна «ячейка» рубидиевого пара позволяет локально измерить внешнее магнитное поле. Две ячейки определяют градиент в магнитном поле, то есть, датчик становится градиентометром. Прототип уже успешно прошел эталонный для такого рода устройств тест: ученые измерили магнитное поле сердцебиения пациента в здании с постоянно движущимися лифтами и без экранирования помещения. Результат не был идеальным, но исследователи явно увидели магнитные характеристики пульса. Это большой результат. src

Выращивать новый мозг каждые полвека: как достигнуть «практического бессмертия» На «Хабре» — знойная статья о «принципиальной возможности человеческого бессмертия». Дело это архисложное, но, как утверждает автор, в обозримом будущем осуществимое. Для этого нужно всего-то перенести основные признаки личности из устаревшей части организма (которая впоследствии отмирает) в его новую, более молодую часть. С помощью такой регенерации могут теоретически жить вечно и при этом совершенно не стареть некоторые моллюски, гидры и медузы. В случае с человеком, вся надежда на нейропластичность мозга, позволяющая ему изменяться и адаптироваться в ответ на новый опыт, обучение, практику или для восстановления после травм. Благодаря этому нейроны могут формировать новые связи, укреплять существующие, а иногда и создавать новые нейронные пути. Так, в 2007 году при медобследовании 44-летнего француза случайно обнаружили, что у него от мозга остался лишь тонкий внешний слой, а внутренняя часть практически отсутствовала. При этом человек оставался в живых, и без каких-либо умственных отклонений был отцом двоих детей и работал в госструктуре. Далее утверждается следующее: чтобы сделать человека бессмертным, следует научиться переносить его личностные характеристики на новую, выращенную на его же мозге, нейронную среду. Иначе говоря, нужно создать искусственного, сросшегося мозгом с оригиналом «сиамского близнеца» и подождать пока личностные особенности и память оригинала не «переберутся» в новую нейронную сеть. И ждать придется долго. Тот, кто хочет стать бессмертным, должен быть готов к тому, что в течении более 10 лет (при современных технологиях) он будет находиться в состоянии искусственной комы с вскрытой черепной коробкой. Повторять же эту процедуру следует примерно каждые 50 лет… Полностью с материалом можно ознакомиться по ссылке. src

Как создать умных роящихся роботов-насекомых ИИ обладает огромным потенциалом для предоставления автономным роботам свободы действий. Однако нынешний ИИ опирается на глубокие нейронные сети, требующие значительной вычислительной мощности. Графические процессоры, предназначенные для работы глубоких нейронных сетей потребляют много энергии. Это особенно проблематично для небольших роботов, таких как летающие дроны, так как у них ограничены ресурсы с точки зрения датчиков и вычислений. Напротив, мозг анализируют информацию совсем не так, как нейросети. Биологические нейроны обрабатывают данные асинхронно (неодновременно) и в основном «общаются» с помощью электрических импульсов, называемых спайками. Поскольку передача таких спайков требует энергии, мозг минимизирует их количество, что приводит к разреженной обработке информации (используется лишь малая часть нейронов). Вдохновленные этими свойствами мозга, ученые разрабатывают нейроморфные процессоры, которые позволяют запускать импульсные нейросети и обещают быть намного быстрее и энергоэффективнее. На этот раз ученые из Делфтского университета разработали нейроморфный механизм управления зрением, который делает возможными автономные полеты дронов. Для этого создали пятислойную нейросеть из 28 800 нейронов. Сеть обрабатывает «сырые» данные с камеры, на их основе оценивает трехмерное движение в окружающей среде и выдает команды управления для дрона. Во время полета нейроморфный дрон обрабатывает данные до 64 раз быстрее и потребляет всего 7 милливатт энергии. Развитие этой технологии позволит дронам стать такими же маленькими, маневренными и умными, как летающие насекомые. А самое главное — почти не заметными. Примерно так же, как планирующий в воздухе будто семена клена чип в 1 мм — с антенной для беспроводной связи и датчиками, передающими данные на смартфон или компьютер. Залетит такой к кому-то в дом, никто и не заметит. И на той стороне узнают, что у хозяев на обед. Или что-то еще. src