• Новости
  • Наука
  • Ученые разработали метод сделать ткани прозрачными с помощью пищевого красителя
Нейросеть

Ученые разработали метод сделать ткани прозрачными с помощью пищевого красителя

Прозрачность живых организмов: открытие учёных Стэнфордского университета Когда мы смотрим на объекты, свет, отражающийся от них, позволяет нам различать формы и цвета.

Но как быть с живыми тканями, состоящими из воды, белков и жиров, которые преломляют свет под разными углами? Исследователи долгое время разрабатывали более сложные методы визуализации, такие как двухфотонная микроскопия и флуоресценция в ближнем инфракрасном диапазоне.

Однако многие из этих методов требуют использования вредных химических веществ или действуют только на мёртвые ткани. Целью стало нахождение безопасного и обратимого способа достижения прозрачности живых организмов.

Учёные обратились к интересному решению — пищевому красителю тартразину, который содержится в чипсах и безалкогольных напитках. При растворении в воде и нанесении на кожу он изменяет взаимодействие света с биологическими тканями.

Ключ к этому открытию заключается в физике поглощения и преломления света, в частности, в соотношениях Крамерса-Кронига, которые описывают, как материалы взаимодействуют со светом на разных длинах волн. Тартразин уже использовался в микроскопии для окрашивания отдельных частей тела, но никогда не применялся ко всем тканям живых организмов.

Добавляя тартразин в воду и нанося его на ткани живых мышей под наркозом, исследователи смогли изменить показатель преломления воды в тканях, что сделало их более прозрачными. Они смогли увидеть кровеносные сосуды и мышечные волокна мышей.

Например, они наблюдали за движениями кишечника в реальном времени через прозрачную брюшную полость. «Это открытие может стать революционным.

Представьте себе возможность контролировать работу органов без инвазивных процедур или точно определять местоположение вен для взятия крови. Оно также может открыть новые горизонты в понимании того, как болезни воздействуют на организм на микроскопическом уровне», — подчёркивают исследователи.

Сделать человека полностью невидимым остаётся маловероятным по нескольким причинам. Хотя тартразин позволяет свету проходить через ткани, он эффективен лишь для определённых длин волн, преимущественно в красной и инфракрасной областях спектра.

Это означает, что при обычном освещении мыши не становятся невидимыми для невооруженного глаза. Их прозрачность обнаруживается с помощью специального оборудования для визуализации.

«Эта прозрачность затрагивает только те ткани, на которые был нанесён краситель, и даже тогда она ограничена глубиной проникновения красителя. Человеческий организм гораздо сложнее, а кожа толще, чем у мышей», — объясняют специалисты.

Добавляется, даже если бы учёные могли усовершенствовать технологию, достижение прозрачности всего тела создало бы серьёзные проблемы, например, обеспечение того, чтобы краситель равномерно достигал всех частей тела, не вызывая повреждений. Дело в том, что тартразин безопасен при приёме в ежедневных дозах, но может вызывать побочные эффекты, аллергические реакции, а в высоких дозах оказывает токсическое воздействие на клетки, вызывая генетические мутации.

Московский комсомолец

Нейросеть
Китай готовится испытать систему планетарной обороны
Национальное космическое управление Китая объявило о подготовке к испытанию системы планетарной обороны.

В рамках проекта планируется столкновение специального зонда с небесным телом. Скорость аппарата достигнет 26 Махов, что должно либо скорректировать орбиту объекта, либо полностью его разрушить.

Специалисты сравнивают предстоящий китайский эксперимент с миссией NASA DART, которая была проведена в 2022 году. Тогда американский аппарат впервые в истории успешно изменил движение астероида Диморфос.

Однако, по словам китайских учёных, их задача более сложная: они нацелены не просто на кинетический удар, а на влияние на гелиоцентрическую траекторию относительно Земли. Целью китайской миссии выбран 30-метровый околоземный астероид 2015 XF261, имеющий твёрдую скальную структуру.

Отправка аппаратов запланирована на 2030 год. В рамках операции будет задействована пара зондов: один направится на прямое таранное столкновение, второй полетит по более длинному маршруту с использованием гравитационного манёвра у Венеры.

Московский комсомолец

Изучают связь перца чили с раком ЖКТ
В журнале Frontiers in Nutrition вышла статья, в которой говорится, что частое употребление перца чили может повышать риск развития рака желудочно-кишечного тракта, особенно пищевода.

В исследовании приняли участие более 11 тысяч человек, среди которых у 5 тысяч были онкологические заболевания органов пищеварения. Учёные выяснили, что у людей, которые потребляли острый перец в больших количествах, вероятность развития рака ЖКТ была на 64% выше, чем у тех, кто употреблял его мало.

Связь между потреблением перца чили и раком пищевода оказалась особенно заметной: в группе с максимальным потреблением перца риск этого заболевания был почти втрое выше. При этом существенного роста случаев рака желудка или толстой кишки не выявлено, хотя в отношении рака желудка наблюдалась тенденция к увеличению риска на 77%.

Автор публикации — Александр Лучкин.

Московский комсомолец

Нейросеть
Макаки реагируют на виртуальных персонажей
В научном журнале PLOS Biology были опубликованы результаты исследования, проведённого учёными.

Они выяснили, что макаки-резусы могут испытывать реакцию, схожую с «зловещей долиной» у людей. Это означает, что животные хуже воспринимают виртуальных сородичей, которые выглядят почти реалистично, но имеют небольшие отличия в движениях или внешности.

Для эксперимента специалисты создали реалистичные цифровые модели макак. Затем они проверили, как животные отреагируют на виртуальных персонажей с разной степенью сходства с настоящими обезьянами.

В исследовании участвовали восемь макак-резусов. Им показывали трёхмерные изображения — от простых компьютерных моделей до максимально реалистичных аватаров, созданных с помощью технологий захвата движений.

Животные спокойно реагировали на условные цифровые объекты и реальные изображения сородичей. Однако их реакция была необычной, когда им показывали персонажей, выглядящих почти живыми, но имевших небольшие несоответствия во внешнем виде или движениях.

По мнению авторов исследования, выявленный эффект может помочь лучше понять, как приматы воспринимают тела других существ и как мозг оценивает реалистичность движущихся объектов.

Московский комсомолец

Обезьяны и дети одинаково решают задачу
В рамках эксперимента учёные исследовали способности трёх групп участников: восьми взрослых обезьян, 55 дошкольников в возрасте от трёх до шести лет из США и 77 взрослых представителей народа цимане, имеющих почти нулевой опыт школьного образования.

Всем участникам было предложено задание: среди множества геометрических фигур найти пары с одинаковой геометрией. Однако усложнялось это тем, что два прямоугольных треугольника могли быть повёрнуты под разными углами или иметь разный масштаб.

Участники эксперимента методом проб и ошибок учились различать соответствия, причём правильные ответы сопровождались приятным звуком и вознаграждением. Результаты оказались поразительными: дети и приматы показали практически идентичный уровень успешности.

Психолог Цзялин Ли отметила, что маленькие дети, ещё не имеющие никакого формального математического образования, справляются с задачей так же хорошо, как обезьяны. Нейробиолог Джессика Кантлон добавила, что нахождение соответствия между фигурами разных размеров и ориентаций требует глубокого абстрактного понимания геометрических свойств.

То, что это удаётся и детям, и обезьянам, доказывает, что абстрактное мышление — это фундаментальная способность. Анализ данных показал, что взрослые люди, особенно получившие формальное образование, решали задачу легче, потому что они могли сознательно использовать симметрию, параллельность сторон и градусы углов.

В то время как дети и обезьяны больше полагались на интуитивную обработку. Это позволяет предположить, что более эффективное использование символических представлений — это навык, который можно развить через обучение, а не врождённая человеческая черта.

Исследователи подчёркивают, что формальное образование не создаёт математическое мышление с нуля, а скорее оттачивает и расширяет те древние когнитивные способности, которые эволюция формировала миллионы лет.

Московский комсомолец

Другие новости