Газета «Новости медицины и фармации» 3 (401) 2012

Таблетка-камера следующего поколения  будет передавать HD-видео из глубинчеловеческого тела

Конечно, современные наука и технологии еще не достигли того момента, когда внутрь человеческого организма будут погружаться крошечные управляемые субмарины, подобно сюжету известного фильма «Фантастическое путешествие». Но современные технологии уже сейчас позволяют людям реализовать нечто такое же внушительное — получить изображение внутренностей человеческого организма, дав пациенту проглотить специальную капсулу с установленной в ней миниатюрной камерой и другой электронной начинкой.

В 2004 году японская компания RF System Lab сообщила о своих успехах в создании устройства Norika 3 RF Endoscopic Robot Capsule, которое передавало «живое» видео из внутренностей человека. В прошлом году компания Olympus объявила о создании похожего устройства. И совсем недавно группа норвежских исследователей заявила о том, что она почти завершила создание таблетки-камеры следующего поколения, способной транслировать видеопоток HD-разрешения. Над этим научно-исследовательским проектом, названным Melody, совместно работают специалисты из университета Осло, госпиталя при университете Осло, Норвежского института науки и техники и еще 22 организаций.

Эндоскопическая капсула, которая еще находится в процессе разработки, включает в себя миниатюрную HD-видеокамеру, автономный источник света, радиопередатчик, аккумуляторную батарею и, по-видимому, микропроцессор. С помощью капсулы Melody можно будет сделать запись высококачественного видео внутренностей пищеварительного тракта пациента, передавая данные в режиме реального времени через ткани человеческого тела с помощью широко- полосных радиосигналов. Дополнительные электронные устройства, расположенные вместе с приемниками на поясе пациента, используя те же самые сигналы, смогут с высокой точностью определить положение капсулы внутри организма.

Поскольку 30 кадров в секунду видео HD-разрешения являются непомерным грузом для такого миниатюрного устройства, исследователи разработали алгоритм, с помощью которого исходный видеопоток сжимается до трех процентов от изначального объема. Качество изображения, конечно, при этом ухудшается, но остается еще вполне достаточным для использования этого видео в медицинских целях.

Эта технология передачи видео была проверена на животных. Во время испытаний было установлено, что антенна, расположенная над кожей, может четко принимать сигналы в том случае, если передатчик находится на глубине, не превышающей 5 сантиметров. Сейчас исследователи работают над улучшением разработанной технологии и над новой системой создания изображений, которая будет построена на тех же самых принципах, на которых функционируют радары. Использование такой радарной технологии позволит получать более высококачественные изображения и вести передачу данных с больших глубин человеческого организма.

Использование электроэнцефалографии  позволит общаться с пациентами,  находящимися в вегетативном состоянии

Ученые нашли метод, с помощью которого можно наладить общение с пациентами, находящимися в так называемом устойчивом вегетативном состоянии. Это состояние характеризуется нарушением функций ментальной активности, вызванным обширными повреждениями головного мозга или потерей функций мозга в результате заболеваний. Пациенты, находящиеся в таком состоянии, лишены возможности двигаться и общаться, несмотря на сохранение разума и мыслительных функций.

Новый метод основан на снятии картины электрической активности мозга. Обычно для этого применяют метод магнитно-резонансного сканирования (MRI), но использование электроэнцефалографии позволит наладить коммуникацию с пациентами, имеющими металлические импланты, а размеры применяемого оборудования позволят использовать его не только в меди­цинском учреждении, но и в домашних условиях.

Первые испытания новой технологии были выполнены в Адденбрукской больнице в Кембридже и в больнице Льежского университета в Бельгии. В первых испытаниях были задействованы 16 пациентов, которые имели диагноз «устойчивое вегетативное состояние» и находились в сознании. Неподвижным пациентам предложили представить, что они поднимают свою руку и шевелят пальцами, в это время производилась запись электроэнцефалограммы мозга. У троих пациентов запись полностью совпала с записью, сделанной с участием здоровых людей, а данные, снятые с мозга других пациентов, имели лишь незначительные отличия.

Разработка данной технологии означает, что у врачей появился новый простой, недорогой и быстрый метод достоверного определения, находится ли пациент в сознании. Но самое главное, что с помощью такого метода можно наладить, пусть и весьма ограниченное, общение с «вегетативными» пациентами. Их можно просто просить, чтобы они «шевелили» пальцами правой руки для утвердительного ответа, а левой — для отрицательного.

Показана возможность использования  последовательностей ДНК для запускаиммунного ответа на рост раковых клеток

Благодаря новейшему методу чтения последовательности ДНК под названием «Технологии секвенирования следующего поколения» (Next-Generation Sequencing) ученые Вашингтонского университета в Сент-Луисе выделили генную мутацию, которая присутствует во многих раковых клетках и обеспечивает синтез белка — мишени иммунной системы, сообщает HealthCanal.com.

Сравнив генетические данные раковых и здоровых клеток, группа исследователей под руководством Роберта Шрайбера (Robert Schreiber) обнаружила в раковых клетках подопытных мышей 3743 мутации. Далее, обратившись к открытым базам данных по последовательностям белков, они сфокусировали поиски на тех белках, которые могли бы быть ключевыми сенсорами клеток иммунной системы. В результате ученые отобрали несколько генов, которые отвечают за синтез белков, способных запускать иммунный ответ с наибольшей вероятностью.

Один из таких белков — спектрин-бета 2 (spectrin-beta2) — присутствовал во всех раковых клетках, атакуемых иммунной системой, и ни в одной из тех, на которые иммунная система не реагирует.

Для этого исследования ученые индуцировали рост раковых опухолей у мышей с подавленной иммунной системой.

На следующем этапе экспериментов Шрайбер с коллегами клонировали мутантный ген спектрина-бета 2, а далее вносили его в раковые клетки мы- шей, у которых не было такой мутации. У мышей с нормальной иммунной системой клетки опухоли, синтезирующие мутантный спектрин-бета 2, распоз­навались иммунной системой и уничтожались ею.

Результаты исследования публикует журнал Nature.

«Многие реализуемые сейчас проекты по расшифровке геномов раковых клеток направлены на поиск драйверных, или инициирующих мутаций, то есть мутаций, которые вызывают разные виды рака», — отмечает Шрайбер. По словам ученого, результаты проведенного его группой исследования показывают, что «в данных секвенирования ДНК может содержаться дополнительная информация, которая поможет нацелить иммунную систему на раковые клетки».

Теория иммуноредактирования рака, выдвинутая Робертом Шрайбером более 10 лет назад, предполагала, что некоторые мутации в раковых клетках легко распознаются иммунной системой как внешняя угроза. Если иммунная система будет нацелена на их выявление, она сможет атаковать и уничтожать раковые клетки. Это, по мнению авторов, путь к созданию индивидуальных вакцин и других методов иммуно­терапии рака.

Ученые с помощью беспроводного  роутера научилисьуправлять клетками  головного мозга

Новое устройство, называемое беспроводным роутером для мозга, позволяет исследователям-нейробиологам управлять клетками головного мозга, нейронами крыс и других мелких лабораторных животных. С помощью устройства ученые с легкостью могут манипулировать отдельными клетками и группами клеток, воздействуя на них с помощью света. А наблюдая за реакцией животных на тот или иной вид стимуляции, ученые определяют, какие из клеток мозга отвечают за разные функции организма.

Основной технологии воздействия на клетки мозга уже достаточно много лет. Еще в 2005 году исследователи из Стэнфордского университета исследовали клетки мозга, управляя ими с помощью вспышек света. Позже ученые из этого же университета применили методику воздействия светом для лечения некоторых психических заболеваний.

Ранее при проведении такого рода исследований ученые вводили в мозг свет лазера с помощью оптического волокна. Это накладывало ограничения на подвижность подопытного животного, что в некоторых случаях мешало ученым видеть реакцию животного на световое возбуждение головного мозга.

Новое устройство, разработанное и изготовленное молодой компанией Kendall Research, передает импульсы света в головной мозг с помощью беспроводных технологий посредством импланта, который весит всего три грамма. Средний вес крысы составляет 58 граммов. Свет излучается светодиодными источниками вместо традиционных лазеров, а суперконденсатор накапливает и запасает энергию, получаемую беспроводным путем.

Для связи с компьютером используется специальный интерфейс беспроводной связи, который подключается к порту USB. А с помощью специализированного программного обеспечения ученые могут настраивать все параметры светового возбуждения клеток головного мозга и управлять процессом возбуждения. Пока данная система еще находится в стадии тестирования, но ученые уже провели с ее помощью ряд исследований, в которых изучались области мозга, ответственные за функции потребления пищи.

Подготовила Е. Приймак