Новое многообещающее исследование показало возможность лечения диабета 2 типа без лекарств. На трех различных моделях животных исследователи продемонстрировали, как короткие импульсы ультразвука, направленные на определенные скопления нервов в печени, могут эффективно снижать уровень инсулина и глюкозы.

Как сообщается в журнале Nature Biomedical Engineering, группа под руководством GE Research, включающая исследователей из Йельской школы медицины, Калифорнийского университета и Института медицинских исследований Файнштейна, продемонстрировала уникальный неинвазивный ультразвуковой метод, предназначенный для стимуляции определенных сенсорных нервов в печени. Технология называется периферической фокусированной ультразвуковой стимуляцией (pFUS) и позволяет направлять высокоцелевые ультразвуковые импульсы на конкретные ткани, содержащие нервные окончания.

"Мы использовали эту технику для изучения стимуляции области печени, называемой porta hepatis", - пояснили исследователи в брифинге в журнале Nature. "Эта область содержит гепатопортальное нервное сплетение, которое передает информацию о состоянии глюкозы и питательных веществ в мозг, но было трудно изучить, поскольку нервные структуры слишком малы для отдельной стимуляции с помощью имплантированных электродов".

В недавно опубликованном исследовании показано, что короткие направленные импульсы pFUS в этой области печени успешно обращают вспять начало гипергликемии. Лечение было признано эффективным в трех отдельных животных моделях диабета: у мышей, крыс и свиней.

"К сожалению, в настоящее время существует очень мало препаратов, снижающих уровень инсулина", - объяснил Раймунд Херцог, эндокринолог Йельской школы медицины, работающий над проектом. "Если наши текущие клинические испытания подтвердят результаты доклинических исследований, о которых сообщается в этой статье, и ультразвук можно будет использовать для снижения уровня инсулина и глюкозы, ультразвуковая нейромодуляция станет интересным и совершенно новым дополнением к существующим вариантам лечения наших пациентов".

Исследование показало, что всего трех минут фокусированного ультразвука каждый день было достаточно для поддержания нормального уровня глюкозы в крови у животных с диабетом. В настоящее время проводятся исследования на людях, чтобы выяснить, насколько этот метод соответствует результатам исследований на животных. Но есть и другие препятствия на пути широкого клинического применения метода, помимо простого доказательства его эффективности.

Нынешние ультразвуковые инструменты, используемые для проведения такого рода pFUS, требуют квалифицированного технического персонала. Исследователи предполагают, что существует технология, позволяющая упростить и автоматизировать эти системы таким образом, чтобы они могли использоваться пациентами в домашних условиях, но ее необходимо разработать, прежде чем этот метод лечения получит широкое распространение.

"... Носимые ультразвуковые датчики минимизировали необходимость ручного обращения с датчиком во время использования, а автоматизированное программное обеспечение для обнаружения анатомических целей теперь доступно для отслеживания целей в режиме реального времени с помощью сверточных нейросетевых моделей", - пишут исследователи в новой статье. "Эти достижения могут позволить разработать новые носимые ультразвуковые системы, которые могут применяться неквалифицированными пользователями, и в дальнейшем обеспечить их использование в различных клинических приложениях и условиях".

Конечно, важно отметить, что это исследование финансировалось и проводилось исследователями из GE Research, инновационного подразделения глобальной энергетической компании General Electric. Так что если у кого и есть ресурсы для разработки какого-то небольшого, направленного ультразвукового устройства для использования в домашних условиях в качестве лечения диабета, так это у этой компании.

Кристофер Пулео, автор-корреспондент нового исследования и старший биомедицинский инженер GE Research, говорит, что подобные новые немедикаментозные методы в будущем могут заменить ряд лекарственных препаратов.

"Сейчас мы находимся в процессе испытаний на людях с группой испытуемых с диабетом второго типа, что позволит нам начать работу над клиническим применением", - сказал Пулео. "Использование ультразвука может в будущем изменить подход к использованию биоэлектронных лекарств и их применению для лечения таких заболеваний, как диабет второго типа".

Другие исследователи несколько более осторожны в интерпретации этих новых результатов. В комментарии к исследованию редакторов журнала Nature Biomedical Engineering признается, что эта инновация может в конечном итоге привести к новому виду лечения диабета, но для этого необходимо провести еще много работы.

"То, что импульсы сфокусированного ультразвука, применяемые к гепатопортальному нервному сплетению, могут восстановить гомеостаз глюкозы, как показали авторы на различных моделях животных, подчеркивает терапевтическую значимость нервных путей мозг-печень и в конечном итоге может стать альтернативным неинвазивным методом лечения диабета второго типа и других метаболических заболеваний", - пишут редакторы в заявлении, сопровождающем новую публикацию. "Этот подход заслуживает дальнейшего тестирования на более крупных животных".

Ричард Беннингер, исследователь диабета из Медицинского кампуса Аншутского университета Колорадо, назвал новую работу чрезвычайно тщательной демонстрацией того, как ультразвук может быть использован для лечения диабета.

"Авторы дают подробную характеристику того, как происходит обратное развитие гипергликемии в многочисленных периферических и центральных тканях на разных моделях животных", - сказал Беннингер, который не работал над новым исследованием. "Этот подход представляет собой новую парадигму лечения диабета, а возможность применения ультразвука означает, что его можно легко перевести на другие языки".

Конечно, положительные результаты раннего исследования на животных могут означать, что до реального клинического применения еще годы. Команда GE Research сообщила, что были проведены дальнейшие доклинические исследования, в которых изучались различные дозы и продолжительность ультразвука. Также начались первые исследования на людях, предварительные результаты которых ожидаются в конце этого года.

Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering.

Погребенные в лесной подстилке или прорастающие из деревьев, грибы могут производить впечатление молчаливых и относительно замкнутых организмов, но новое исследование показывает, что они могут быть коммуникаторами-шампиньонами.

Математический анализ электрических сигналов, которые грибы, по-видимому, посылают друг другу, выявил закономерности, которые имеют поразительное структурное сходство с человеческой речью.

Предыдущие исследования показали, что грибы проводят электрические импульсы через длинные подземные нитевидные структуры, называемые гифами, подобно тому, как нервные клетки передают информацию у людей.

Было даже показано, что скорость распространения этих импульсов увеличивается, когда гифы дереворазрушающих грибов вступают в контакт с деревянными брусками, что дает возможность предположить, что грибы используют этот электрический "язык" для обмена информацией о пище или повреждениях с удаленными частями себя или с партнерами, связанными гифами, такими как деревья.

Но есть ли у этих электрических сигналов что-то общее с человеческим языком?

Для исследования профессор Эндрю Адамацки из лаборатории нетрадиционных вычислений Университета Западной Англии в Бристоле проанализировал характер электрических шипов, генерируемых четырьмя видами грибов - эноки, раздвоенной жаброй, призраком и гусеничным грибом.

Для этого он вставлял крошечные микроэлектроды в субстраты, колонизированные их мицелием, состоящим из множества гифовых нитей.

"Мы не знаем, есть ли прямая связь между шипами в грибах и человеческой речью. Возможно, нет", - сказал Адамацки. "С другой стороны, существует много сходств в обработке информации в живых субстратах разных классов, семейств и видов. Мне было просто любопытно сравнить".

Исследование, опубликованное в журнале Royal Society Open Science, показало, что эти шипы часто группируются в цепочки активности, напоминающие словари до 50 слов, и что распределение этих "грибных длин слов" близко соответствует человеческим языкам.

Сплюснутые жабры - растущие на разлагающейся древесине, плодовые тела которых напоминают волнистые волны плотно упакованных кораллов - генерировали самые сложные "предложения" из всех.

Наиболее вероятными причинами возникновения этих волн электрической активности являются поддержание целостности гриба - по аналогии с воем волков для поддержания целостности стаи - или сообщение о вновь открытых источниках аттрактантов и репеллентов другим частям мицелия, предположил Адамцки.

"Есть и другой вариант - они ничего не говорят", - сказал он. "Размножающиеся кончики мицелия электрически заряжены, и поэтому, когда заряженные кончики проходят через пару дифференциальных электродов, регистрируется всплеск разности потенциалов".

Что бы ни представляли собой эти "всплески", они не выглядят случайными, добавил он.

Тем не менее, другие ученые хотели бы увидеть больше доказательств, прежде чем они будут готовы принять их как форму языка. Ранее в грибковых сетях были зарегистрированы другие типы пульсирующего поведения, например, пульсирующий перенос питательных веществ - возможно, вызванный ритмичным ростом грибов в поисках пищи.

"Эта новая работа обнаруживает ритмические паттерны в электрических сигналах, схожие по частоте с импульсами питательных веществ, которые мы обнаружили", - сказал Дэн Беббер, доцент кафедры биологических наук Эксетерского университета и член исследовательского комитета по биологии грибов Британского микологического общества.

Коллективное поведение животных в корне отличается от поведения отдельно взятых индивидов. Стае или популяции присуще непонятное нам пока свойство, которое принято называть «единой волей», либо «повелительным импульсом», которому подчиняются отдельные особи. Наблюдая за стаями перелётных птиц или тучами саранчи, в едином порыве следующими строго определённым маршрутом, учёные до сих пор не могут ответить на вопрос — что же ими движет?

Миф о мудром вожаке

Стаи саранчи безошибочно находят путь через пески и пустыни к зелёным долинам, туда, где есть корм. Это можно объяснить генетической памятью или инстинктом, но странное дело: если из стаи изъять отдельную особь, она тут же теряет направление и начинает беспорядочно бросаться то в одну, то в другую сторону. Отдельная особь не знает ни направления движения, ни цели его. Но откуда же тогда это известно стае?

Изучая ежегодные перелёты птиц, учёные выдвинули гипотезу о том, что их движением руководят старые и опытные особи. Вспомним мудрую гусыню Акку Киебекайзе из — Путешествия Нильса с дикими гусями». Гипотеза эта не вызывала сомнений, пока японский орнитолог профессор Ямамото Хуроуке не установил, что у перелётных стай нету ведущего. Случается, что во время перелёта во главе стаи оказывается чуть ли не птенец. Из десяти случаев в шести во главе стаи летят молодые птицы, появившиеся из яйца летом и не имеющие никакого опыта перелётов. Но отбившись от стаи, птица обычно не может найти нужного направления

Термитники — создание коллективного разума?

Некоторые учёные полагают, что рыбы тоже «умнеют», оказавшись в стае. Это подтверждают опыты, в ходе которых рыбам в поисках выхода, приходилось плыть по лабиринту. Оказалось, что группы рыб выбирают верное направление быстрее, чем плывущие поодиночке.

Французский исследователь Луи Тома, много лет занимавшийся изучением термитов, пишет: «Возьмите двух или трёх — ничего не изменится, но если вы увеличите их число до некой «критической массы», произойдёт чудо. Будто получив важный приказ, термиты начнут создавать рабочие бригады. Они примутся складывать один на другой маленькие кусочки всего, что им попадётся, и возведут колонны, которые затем соединят сводами. Пока не получится помещение, напоминающее собор». Таким образом, знание о сооружении в целом возникает только когда налицо некое количество особей.

С термитами был поставлен следующий опыт: в строившийся термитник установили перегородки, разделив его строителей на изолированные «бригады». Несмотря на это работы продолжались, и каждый ход, вентиляционный канал или помещение, которые оказались разделёнными перегородкой, приходились точно на стыке одного с другим.

Инстинкты — побоку

«Стаи саранчи, — писал известный французский исследователь Реми Шовен, — огромные тучи красноватого цвета, опускаются и взлетают, словно по команде». Что за неодолимый импульс движет всей этой плотной многотонной массой, которую невозможно остановить? Она обтекает препятствия, переползает через стены, бросается в воду и неудержимо продолжает двигаться в выбранном направлении.

Столь же неудержимы мыши-полевки и лемминги во время своих внезапных миграций. Встретив на пути ров, они не огибают его, не ищут иного пути, а живой волной захлестывают, заполняя до краёв копошащимися телами, по которым сотни тысяч других безостановочно продолжают движение. Затоптанные, задавленные, задохнувшиеся в глубоком рву, перед тем как погибнуть, они не делают ни малейших попыток вырваться, образуя мост для тех, кто идёт следом. Сильнейший инстинкт выживания оказывается подавленным и полностью заглушённым.

Исследователи не раз отмечали, что во время миграции южноафриканских газелей лев, захлестнутый их потоком, был бессилен выбраться из него. Не испытывая ни малейшего страха, газели двигались прямо на льва, обтекая его как неодушевлённый предмет.

Ничего слишком

«Воля популяции», приводящая в недоумение учёных, проявляется и в другом. Обычно едва количество особей начинает превышать некое критическое число, животные, словно подчиняясь неведомому приказу, перестают воспроизводить потомство. Об этом, например, писал доктор Р. Лоус из Кембриджского университета, много лет изучавший жизнь слонов. Когда поголовье их слишком возрастает, то либо у самок пропадает способность к воспроизводству, либо период зрелости у самцов наступает значительно позднее.

Соответствующие эксперименты были поставлены с кроликами и крысами. Едва их оказывалось слишком много, как, вопреки обилию кормов и прочим благоприятным условиям, начиналась ничем не объяснимая фаза повышенной смертности. Без всяких причин наступало ослабление организма, снижение сопротивляемости, болезни. И это продолжалось до тех пор, пока популяция не сокращалась до оптимальных размеров.

Помимо академического интереса, вопрос о том, откуда берётся сигнал, влияющий на поведение стаи и размер популяции, имеет огромное практическое значение. Если бы удалось разгадать его код, можно было бы успешно бороться с вредителями, уничтожающими урожай: колорадским жуком, виноградными улитками, крысами и т.д.

Феномен военных лет

Закон саморегуляции таинственным образом поддерживает баланс в популяции самок и самцов, хотя биологическое зарождение мужской и женской особи равновероятно. Однако если в популяции оказывается мало самок, среди новорождённых преобладают самки, если мало становится самцов — они-то и начинают появляться на свет. Явление это хорошо известно и в человеческом сообществе, демографы называют его «феномен военных лет». Во время войн и после них в странах, потерпевших урон среди мужского населения, наблюдается внезапный рост новорождённых мужского пола.

Пример перехода количества в качество?

В.И. Вернадский ввёл понятие «биосфера» — совокупность всей массы живых существ, населяющих Землю. Совокупность эта должна рассматриваться «как единый целостный планетарный организм». Так же видел биосферу известный французский палеонтолог и философ Тейяр де Шарден. Это, по его словам, «живое существо, расползшееся по Земле, с первых же стадий своей эволюции вырисовывает контуры единого гигантского организма».

Многие учёные согласны с этим, например, известный немецкий физик Г.Т. Фехнер считал, что Земля должна иметь некое единое коллективное сознание. Подобно тому, как человеческий мозг состоит из множества отдельных клеток, сознание планеты, считал он, слагается из сознания отдельных живых существ, обитающих на ней. И сознание это должно настолько же розниться с сознанием отдельных индивидов, насколько мозг как целое качественно отличается от отдельных клеток, его составляющих.

Доказать, что «сверхорганизмы», населяющие Землю, образуют некую совокупность следующего, более высокого порядка, пока что не удалось, равно как и опровергнуть эту гипотезу. Неоспоримым плюсом её, однако, является то, что она не только до известной степени объясняет «волю» той или иной популяции, но и предлагает модель такого восприятия мира, в котором нет своих и чужих, где все живое взаимосвязано, взаимозависимо и гармонично дополняет друг друга.  https://www.yaplakal.com/forum7/topic2535677.html