Ученые разработали метод сделать ткани прозрачными с помощью пищевого красителя

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.

Это открытие, опубликованное в журнале Nature, может стать основой для создания новых квантовых технологий и материалов с принципиально новыми характеристиками. Исследователи использовали фотонно-кристаллический световод — особую наноструктуру, в которой световые частицы (поляритоны) образуют уникальное состояние.

В этом состоянии свет сохраняет форму, как твёрдое тело, но при этом течёт без сопротивления, как сверхтекучая жидкость. Ранее такой эффект наблюдался только в системах с ультрахолодными атомами.

Теперь учёные доказали, что свет может обладать такими же свойствами. В ходе эксперимента в наноструктуре образовалась кристаллоподобная решётка, но поляритоны в ней свободно перемещаются, преодолевая трение.

Это открытие позволяет глубже понять фундаментальные свойства света и может привести к разработке новых квантовых вычислений, управляемых светом, и материалов с уникальными характеристиками.

Это сердце поддерживало его жизнь до тех пор, пока не был найден донорский орган, сообщает ScienceAlert. Искусственное сердце BiVACOR размером с кулак перекачивало кровь с помощью магнитного ротора.

В отличие от других устройств, оно не имеет клапанов и двигающихся частей, что делает его практически неуязвимым для износа. 6 марта, когда появился донорский орган, искусственное сердце было успешно заменено на настоящее.

До операции пациент мог пройти не более 15 метров без одышки, а теперь снова ведёт активный образ жизни. Врачи называют разработку революционной и считают, что в ближайшие 10 лет искусственное сердце может стать спасением для тех, кто не может дождаться донора.

Разработка BiVACOR велась 25 лет. В прошлом году устройство впервые протестировали на человеке в США, а теперь успешный случай был зафиксирован и в Австралии.

Всего проведено шесть операций по имплантации устройства, и учёные уверены, что это только начало. Отличие титанового сердца от других искусственных аналогов — его прочность и долговечность.

В лаборатории оно работает уже четыре года без признаков износа, а его компактный размер позволяет имплантировать устройство даже женщинам и детям старше 12 лет. Пока BiVACOR проходит клинические испытания и недоступно для массового использования, но если успешные операции продолжатся, технология сможет спасти тысячи жизней по всему миру.

Анализ костных фрагментов показал, что они принадлежат существу, жившему в Западной Европе от 1,1 до 1,4 миллиона лет назад. Это делает находку одной из самых древних в регионе и может изменить представления об эволюции человека.

Учёные реконструировали часть лица на основе найденной челюсти и скуловой кости. Облик древнего человека оказался неожиданным: его лицо было узким и плоским, с примитивными чертами, нехарактерными для ранее известных европейских гоминидов.

По строению черепа он больше напоминал Homo erectus, но специалисты пока не могут однозначно отнести его к этому виду. Открытие ставит под сомнение ранее принятые теории о заселении Европы.

До сих пор самыми древними останками человека в этом регионе считались кости Homo antecessor, возраст которых оценивается в 800 тысяч — 1,2 миллиона лет. Новый вид мог существовать задолго до них, а возможно, даже сосуществовал с ними.

Рядом с останками также были обнаружены каменные орудия и кости животных с следами разделки, что свидетельствует о развитых навыках обработки пищи. Учёные предполагают, что предки этого древнего человека могли прийти не из Африки, а из Восточной Европы.

Исследование продолжается, а учёные надеются, что дальнейшие находки помогут определить место этого вида в эволюции человека и понять, как он взаимодействовал с другими древними гоминидами.

Несмотря на факторы, которые у людей связаны с повышенным риском заболевания, некоторые виды животных реже страдают онкологическими заболеваниями. Исследование, опубликованное в Nature Communications, показало, что птицы, несмотря на высокий уровень сахара в крови и долгую продолжительность жизни, реже страдают онкологическими заболеваниями, чем млекопитающие и рептилии.

Анализ данных о 273 видах позвоночных выявил неожиданные закономерности. Учёные предполагают, что у птиц выработались уникальные механизмы защиты — например, особый метаболизм, ускоренная регенерация клеток или механизмы подавления злокачественных мутаций.

Кроме того, исследование показало, что у плотоядных животных, питающихся другими позвоночными, риск возникновения опухолей выше, чем у травоядных. Одной из возможных причин учёные называют накопление вредных соединений в пищевой цепи.

Ещё одной закономерностью стало повышенное число случаев рака у домашних животных по сравнению с их дикими сородичами. Это может быть связано со снижением генетического разнообразия и ослаблением естественного отбора.

Исследователи считают, что понимание природных механизмов защиты от рака поможет разработать новые методы профилактики и лечения болезни у человека. В дальнейших работах они планируют изучить, какие именно биологические процессы позволяют птицам сопротивляться развитию опухолей и могут ли эти механизмы быть использованы в медицине.