Шерил С. Розенфельд, автор исследования, сказал, что женщины часто принимают опиоиды для регуляции боли во время беременности, включая оксикодон, поэтому важно понимать влияние этих препаратов на плаценту плода, временный орган, который необходим для обеспечения питательными веществами матери ее будущему ребенку. Розенфельд — профессор биомедицинских наук в Колледже ветеринарной медицины, исследователь Центра наук о жизни Кристофера С. Бонда и научный сотрудник Центра Томпсона по аутизму и расстройствам нервного развития.

По данным Центра Контроля и профилактика заболеваний: число беременных женщин, у которых диагностировано расстройство, связанное с употреблением опиоидов, увеличилось в четыре раза с 1999 по 2014 год.

«Многим беременным женщинам прописывают опиоиды, в частности оксиконтин или оксикодон, чтобы помочь с болью, которую они могут испытывать во время беременности, и это может привести к расстройствам, связанным с употреблением опиоидов», — сказала Розенфельд. «Многие женщины также не хотят признаваться в приеме этих препаратов, и мы знаем, что дети, рожденные от матерей, принимавших опиоиды во время беременности, имеют маленький вес. Но пока никто не изучал потенциальные последствия употребления опиоидов во время жизни плода. Таким образом, мы сосредоточили внимание на плаценте, поскольку она является основным органом связи между матерью и ее будущим ребенком».

В предыдущих исследованиях, посвященных изучению этих эффектов, использовались культуры клеток человека, но это одно из первых исследований, в которых использовалась модель на животных, чтобы изучить, воздействие этих препаратов на процесс развития.

В своем исследовании Розенфельд и ее коллеги сосредоточили внимание на том, как использование оксикодона самки мыши во время беременности может повлиять на ее плаценту. Плаценты мыши и человека во многом похожи, включая наличие плацентоспецифических клеток, находящихся в прямом контакте с кровью матери. Они обнаружили, что использование этого препарата во время беременности может негативно повлиять на структуру плаценты, например, уменьшить и убить клетки, которые производят побочные продукты, необходимые для нормального развития мозга. Кроме того, Розенфельд сказала, что их результаты показывают конкретные различия в генетических проявлениях между женской и мужской плацентой в ответ на воздействие оксикодона матери.

«Наши результаты показывают, что когда матери принимают оксикодон во время беременности, это вызывает серьезные нарушения работы плаценты, в том числе повышение экспрессии определенных генов «, — сказала Розенфельд. «Мы знаем, какими должны быть нормальные уровни, и если есть какие-либо изменения, то мы знаем, что что-то могло вызвать такие эффекты. Например, в ответ на воздействие материального оксикодона женские плаценты начинают увеличивать выработку ключевых генов, необходимых для регуляции физиологии материала. Однако в мужской плаценте мы видим, что экспрессия некоторых из этих генов снижена. Эти паттерны экспрессии могут быть потенциальными биомаркерами для выявления воздействия оксикодона».

Розенфельд сообщила, что изучение на животной модели, позволяет ученым увидеть данные изменения быстрее, чем если бы они проводили сопоставимое исследование на людях, потому что беременная мышь может родить за 21 день по сравнению с примерно девятью месяцами у людей.

«Это также позволяет нам легко изучить другие области тела, особенно мозг подвергшегося воздействию потомства, на которое может повлиять прием этих опиоидов», — сказал Розенфельд. «Затем мы можем использовать эту информацию, чтобы помочь эпидемиологам определить поведение детей, матери которых принимали эти опиоиды».

Розенфельд предлагает добавить опиоиды к другим широко обсуждаемым факторам предупреждения во время беременности, например, курение и употребление алкоголя. Она сказала, что краткосрочное употребление опиоидов беременными женщинами, например, теми, у кого есть камни в почках, может не сильно повлиять на их беременность, но это, вероятно, зависит от того, когда мать принимает препарат во время беременности. В планы на будущее этого исследования входит анализ влияния на потомство после рождения.

Исследование Розенфельд является примером раннего шага в трансляционной медицине или исследования, направленного на улучшение здоровья человека путем определения значимости животных для научных открытий. Это исследование может стать основой доказательной медицины или персонализированного ухода за здоровьем человека. Это станет ключевым компонентом инициативы NextGen Precision Health Initiative — высшего приоритета системы Университета Миссури, помогая ускорить прорывы в медицине как для пациентов в Миссури, так и за его пределами.

-

Форма имеет значение. Наночастицы

• 

Исследователи из лаборатории нанофотоники (LANP) университета Райса установили, что форма наночастиц влияет на то, как они взаимодействуют со светом и их последнее исследование показывает, как форма влияет на способность частицы использовать свет для катализирования важных химических реакций.

В сравнительном исследовании аспиранты LANP Лин Юань и Минхан Лу и их коллеги изучали наночастицы алюминия с идентичными оптическими свойствами, но разной формы. У наиболее закругленных было 14 граней и 24 тупых острия. Другой имел форму куба с шестью сторонами и восемью углами под углом 90 градусов. Третья, которую команда назвала «осьминог», также имела шесть сторон, но каждый из ее восьми углов заканчивался заостренным концом.

Все три разновидности обладают способностью улавливать энергию света и периодически выделять ее в виде сверхэнергетических горячих электронов, которые могут ускорить каталитические реакции. Юань, химик из исследовательской группы, директор LANP Наоми Халас, провели эксперименты, чтобы увидеть, насколько хорошо каждая из частиц работает как фотокатализатор реакции диссоциации водорода. Испытания показали, что у осьминогов скорость реакции в 10 раз выше, чем у 14-сторонних нанокристаллов, и в пять раз выше, чем у нанокубов. Осьминоги также имели более низкую кажущуюся энергию активации, примерно на 45% ниже, чем у нанокубов, и на 49% ниже, чем у нанокристаллов.

«Эксперименты показали, что более острые углы увеличивают эффективность», — сказал Юань, соавтор исследования. «У осьминогов угол составляет около 60 градусов, по сравнению с 90 градусами для кубов и более закругленных точек на нанокристаллах. Таким образом, чем меньше угол, тем больше эффективность реакции. Но насколько малым может быть угол. Он ограничен химическим синтезом. Это монокристаллы, которые предпочитают определенные структуры. Вы не можете сделать бесконечно большую резкость «.

Лу, физик и соавтор исследования в исследовательской группе Питера Нордландера из LANP, проверил результаты каталитических экспериментов, разработав теоретическую модель процесса передачи энергии горячих электронов между активируемыми светом наночастицами алюминия и молекулами водорода.

«Мы вводим длину волны света и форму частицы», — сообщил Лу. «Используя эти два аспекта, мы можем точно предсказать, какая форма даст лучший катализатор».

Работа является частью продолжающихся усилий LANP по разработке коммерчески жизнеспособных светоактивируемых нанокатализаторов, которые могут вводить энергию в химические реакции с хирургической точностью. LANP ранее демонстрировала катализаторы для производства этилена и синтез-газа, расщепления аммиака для производства водородного топлива и для разрушения «вечных химикатов».

«Это исследование показывает, что форма фотокатализатора — еще один элемент дизайна, который инженеры могут использовать для того, чтобы создавать фотокатализаторы с более высокими скоростями реакции и более низкими активационными барьерами «, — сказал Халас, профессор электротехники и вычислительной техники Стэнли С. Мура из Райса, директор Института Смолли-Керла Райса и профессор химии, биоинженерии, физики и астрономии, а также материаловедения и наноинженерии.

-

Шимпанзе могут испытывать чувство страдания.

• 

Исследователи наблюдали три сообщества шимпанзе в национальном парке Тай.

Исследователи вели полные демографические записи и собирали образцы фекалий для проведения тестов на отцовство у всех новых членов сообщества в течение до 30 лет.

Кэтрин Крокфорд, ведущий автор, сообщила: «Когда мы изучаем наших ближайших живых родственников, таких как шимпанзе, мы можем узнать о древних факторах окружающей среды, которые сделали нас людьми. Наше исследование показывает, что присутствие и поддержка матерью своего детеныша — это именно та черта последнего общего предка, которую люди разделяли с шимпанзе шесть-восемь миллионов лет назад. Эта черта, вероятно, была фундаментальной в формировании эволюции, как шимпанзе, так и человека «.

Основные теории эволюции человека спорят тот факт, что родители продолжают кормить свое потомство, пока детеныши не вырастут, позволило нашему виду иметь самый большой мозг среди всех видов на планете по сравнению с размером нашего тела. Мозг — дорогая ткань, и он медленно растет, растягивая период детства. Постоянная родительская забота на протяжении долгого детства дает время для приобретения навыков, необходимых для выживания во взрослой жизни. Такое долгое детство редко встречается у животных, по сравнению с другими человекообразными обезьянами, такими как шимпанзе.

У шимпанзе может быть долгое детство, но матери редко дают им пищу напрямую в возрасте от четырех до пяти лет, когда их отнимают от груди. Чаще всего матери позволяют своим потомкам добывать себе пищу. Итак, что же матери шимпанзе предоставляют своим сыновьям, что дает им конкурентное преимущество перед сыновьями-сиротами? Мы еще не знаем ответа, но у ученых есть некоторые идеи.

«Одна идея состоит в том, что матери знают, где найти лучшую еду и как использовать инструменты для извлечения скрытых и очень питательных продуктов, таких как насекомые, мед и орехи, — отмечает Крокфорд. «Потомство постепенно осваивает эти навыки в младенчестве и юношеском возрасте. Мы можем предположить, что одна из причин, по которой потомство продолжает путешествовать и кормиться рядом со своими матерями каждый день, пока они не станут подростками, заключается в том, что наблюдение за матерями помогает им учиться». Приобретение навыков, позволяющих им есть более питательную пищу, может быть причиной того, что человекообразные обезьяны могут позволить себе гораздо больший мозг по сравнению с размером их тела, чем другие приматы. «Другая идея состоит в том, что матери передают социальные навыки».

-

Плоские линзы для объектива

• 

Инженеры Массачусетского технологического института и Массачусетского университета в Лоуэлле разработали широкоугольный объектив, который является полностью плоским.

Конструкция представляет собой тонкий, как пластина, материал с узором из микроскопических элементов, которые работают вместе, чтобы управлять светом определенным образом. Это первый плоский объектив типа «рыбий глаз», обеспечивающий четкое панорамное изображение на 180 градусов.

Новая линза «рыбий глаз» состоит из одной плоской поверхности. Это кусок стекла толщиной в 1 миллиметр, покрытый с одной стороны крошечными структурами, которые точно рассеивают падающий свет для получения панорамных изображений. Объектив работает в инфракрасной части спектра.

Новый дизайн потенциально может быть адаптирован для ряда приложений с тонким, сверхширокоугольным объективом, встроенным непосредственно в смартфоны и ноутбуки. Низкопрофильные линзы также могут быть интегрированы в медицинские устройства визуализации, такие, как эндоскопы, а также в очки виртуальной реальности, носимую электронику и другие устройства компьютерного зрения.

Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Nano Letters.

-

Повышение эффективности опыления

• 

Исследователи обнаружили, что медоносные пчелы, обученные работать с запахом в улье, могут быть более эффективными в опылении желаемого урожая.

Ученый Вальтер Фарина из университета Буэнос-Айреса, Аргентина говорит, что самый удивительный и актуальный результат заключается в том, что предпочтения в отношении кормления целевой культуры настолько продолжительны и интенсивны, что способствовали значительному увеличению урожайности".

Ранее команда Фарины показала, что пчелы могут создавать стабильные и устойчивые условия с помощью долговременной памяти, которая связана с запахами пищи внутри гнезда. Они также знали, что эти воспоминания в улье могут повлиять на выбор пчелами того, какие растения опылять после.

К примеру, полученные данные показывают, что пчелы, получавшие пищу с запахом, имитирующим запах подсолнечника, способствовали значительному увеличению урожайности подсолнечника.

Чтобы вырастить пчел с памятью, которая будет поддерживать их последующий поиск пищи на подсолнухах, исследователи сначала разработали простую синтетическую пахучую смесь, которую пчелы ассоциируют с естественным цветочным ароматом подсолнуха. Затем они накормили ульи ароматной пищей. Они обнаружили, что эти ранние переживания и воспоминания об аромате подсолнечника повлияли на более поздние предпочтения пчел в поисках пищи.

Исследователи говорят, что сейчас они изучают другие зависящие от опылителей культуры, в том числе миндаль, груши и яблоки. В конечном итоге их цель — разработать ряд новых имитаторов запаха для повышения эффективности опыления и урожайности многих важных сельскохозяйственных культур.

-

Максимальная скорость звука была установлена учеными

• 

Согласно теории относительности Эйнштейна абсолютный предел скорости, с которой может двигаться волна, равна скорости света и составляет примерно 300 000 км в секунду. Однако до сих пор не было известно, имеют ли звуковые волны верхний предел скорости при движении через твердые тела или жидкости?

Волны, такие как звуковые или световые волны, — это колебания, которые перемещают энергию из одного места в другое. Звуковые волны могут проходить через разную среду, такую, как воздух или вода, и двигаться с разной скоростью в зависимости от того, через что они проходят. Например, они движутся через твердые тела намного быстрее, чем через жидкости или газы.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что прогнозирование верхнего предела скорости звука зависит от двух безразмерных фундаментальных констант: постоянной тонкой структуры и отношения масс протона к электрону.

Уже известно, что эти два числа играют важную роль в понимании нашей Вселенной. Их точно настроенные значения управляют ядерными реакциями, такими как распад протона и ядерный синтез в звездах, а баланс между двумя числами обеспечивает узкую «обитаемую зону», где могут образовываться звезды и планеты и могут возникать поддерживающие жизнь молекулярные структуры. Однако новые результаты показывают, что эти две фундаментальные константы могут также влиять на другие области науки, такие как материаловедение и физика конденсированного состояния, путем установления ограничений на определенные свойства материала, такие как скорость звука.

Ученые проверили их теоретические предсказания на широком диапазоне материалов и рассмотрели одно конкретное предположение своей теории, согласно которому скорость звука должна уменьшаться с массой атома. Данная гипотеза подразумевает, что самым быстрым звук может быть в твердом атомарном водороде. Однако водород представляет собой твердое тело с очень высоким давлением, превышающим 1 миллион атмосфер, давление сравнимо с давлением в ядре газовых гигантов, таких как Юпитер. При таких давлениях водород становится металлическим твердым телом, проводящим электричество, точно так же, как медь, и, как предполагается, будет сверхпроводником при комнатной температуре. Поэтому исследователи выполнили современные квантово-механические расчеты, чтобы проверить эту гипотезу, и обнаружили, что скорость звука в твердом атомарном водороде близка к теоретическому фундаментальному пределу.