Прыгающие мыши показали, что нужно делать астронавтам на Марсе и Луне
Одной из проблем людей в невесомости остается быстрая деградация тканей, без которых активная деятельность или даже простая ходьба затруднена, — например, хрящей в колене и бедре. Ученые нашли способ, как серьезно улучшить ситуацию с минимальными затратами времени.
В ближайшие годы люди вернутся на Луну, а в течение дюжины лет попробуют высадиться на Марс. Если с первой все понятно и, судя по опыту 1960-х, вполне реализуемо, то со вторым сложнее. Ряд научных работ показали, что у астронавтов на МКС довольно быстро деградирует хрящ, покрывающий части костей в коленях. В земных условиях длительное истончение таких хрящей заканчивается остеоартритом и часто полной невозможностью самостоятельно передвигаться из-за острой боли.
Конечно, на МКС истончение хрящей происходит при нулевой силе тяжести, а на Марсе она равна 0,38 от земной. Тем не менее опасения остаются. Что, если после трехмесячного полета к Красной планете (именно такую траекторию планирует компания SpaceX) астронавту будет трудно передвигаться из-за уменьшившейся толщины хрящевой ткани в колене?
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) провели девятинедельный эксперимент над лабораторными мышами, чтобы предупредить такие ситуации. Результаты работы они описали в журнале npj Microgravity.
Ученые распределили мышей на три группы: одной ограничили возможность передвигаться — подвесили заднюю часть тела так, чтобы животное не могло опираться задними лапами на пол. Другую поместили в специальный аппарат (на фото), где мыши должны были совершать прыжки очень плавно возрастающей сложности. Третья группа была контрольной.
Чтобы мотивировать грызунов, исследователи приучили их прыгать на моргание зеленого светодиода. Для этого после его моргания на пол в «прыжковом аппарате» подавали ток — сперва слабый, потом до 175 вольт. Животные практически сразу поняли, что надо прыгать вверх (на платформу с другим полом, куда не подается ток) после сигнала светодиода и еще до подачи тока.
Девять недель эксперимента эквивалентны примерно пяти годам жизни у людей. К концу этого времени у подвешенной группы толщина суставных хрящей в ногах уменьшилась на 14% относительно контрольной группы. У группы прыгунов — напротив, выросла на 26%.
Кроме того, хотя это не было целью эксперимента, прыгающая группа серьезно укрепила свои кости: большеберцовые показали насыщенность минералами на 15% выше, чем у контрольной группы. Губчатая костная ткань на концах костей лап стала существенно толще и прочнее, чем у контрольной группы. Именно она амортизирует ударную нагрузку при прыжках и беге.
Обращает на себя внимание очень небольшой тренировочный объем в этой работе. Мыши прыгали сперва 10 раз за тренировку (на 15 сантиметров), причем лишь трижды в неделю. К концу эксперимента — по 15 раз (на 20 сантиметров), но все равно лишь три раза в неделю. У человека в космосе (и не только) на тренировки обычно уходит намного больше времени. Скажем, космонавты на МКС проводят на тренажере не менее двух часов в день, иначе у них будет быстро снижаться мышечная и костная масса. Тогда по возвращении на Землю они будут, как космонавты миссии «Союз-9», которые после 18 суток полета в тесном корабле (где нет места для тренажеров) не смогли сами дойти до автобуса.
Из своего эксперимента ученые сделали вывод, что нужно адаптировать прыжковые тренировки для астронавтов. Причем начинать такую программу стоит за месяцы до космических полетов. Следует создать и компактный прыжковый аппарат для космоса, чтобы люди тренировались в полете. Не исключено, что такой аппарат снизит общее время, требующееся астронавтам для тренировки сегодня. Это будет особенно ценно на Луне и Марсе, где время людей будет крайне плотно занято. Сходные тренировки, хотя измененного формата, могут быть полезны и для больных остеоартритом (в начальной фазе) на Земле, полагают авторы нового исследования.
Telegram 
Дзен 
VK Международная исследовательская группа с участием ученых Сколтеха разработала способ создания одномерных квантовых проводов в структурах из двух разных двумерных материалов — диселенида молибдена и диселенида вольфрама. В основе технологии, которую представят на конференции «Микроэлектронные системы-2026» в Сколтехе, лежит растяжение слоев, при котором меняется взаимное расположение атомов между слоями, а вместе с ним — электронные и оптические характеристики. Это позволяет настраивать поведение материала без химических добавок и сложной обработки. Такой подход может лечь в основу гибкой электроники и устройств, реагирующих на давление, изгиб или растяжение.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Медоносные пчелы Apis mellifera хуже переучивались на новый запах, если между запахом и наградой появлялась пауза, а во время обучения мигал свет. Это показало, что насекомые используют не только простые рефлексы, но и процессы, похожие на внимание и осознанное отслеживание связи между событиями.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии