Máy tạo nhịp tim di truyền được cung cấp năng lượng bởi ánh sáng. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Máy tạo nhịp tim di truyền chạy bằng ánh sáng

16.07.2015

Mặc dù máy tạo nhịp tim đã cứu sống nhiều người - theo thống kê, hơn 3 triệu người trên thế giới mang những thiết bị như vậy - việc sử dụng chúng có thể gây ra những bất tiện nhất định. Máy tạo nhịp tim, hoặc máy tạo nhịp tim nhân tạo, giúp khôi phục tần suất bình thường và chu kỳ của các cơn co thắt tim - nếu không, rối loạn nhịp tim có thể dẫn đến hậu quả khá nghiêm trọng cho toàn bộ cơ thể, có thể dẫn đến tử vong. Nhưng để máy tạo nhịp tim hoạt động, các điện cực của nó phải được cấy vào tim, các dây dẫn từ chúng phải được kết nối với một máy phát xung, được cấy dưới da.

Theo thời gian, máy tạo nhịp tim trở nên nhỏ hơn và có thể đưa các điện cực có dây vào tim bằng ống thông đơn giản qua các tĩnh mạch. Tuy nhiên, máy kích thích dù nhỏ đến đâu và dù dây mỏng đến đâu thì vẫn phải thay pin, đồng nghĩa với việc không thể tránh khỏi hoạt động, dù là nhỏ. Ngoài ra, các dây có điện cực chạm đến tim có thể bị mòn và cần được thay đổi theo thời gian. Mặt khác, do phải kéo dây nên chúng ta không thể đặt máy kích thích vào bất cứ đâu mà mình muốn, cũng như không thể dùng nhiều điểm để kích thích. Bản thân trái tim không phải lúc nào cũng “thích” được kích thích bởi một thiết bị bên ngoài. Cuối cùng, nếu chúng ta đang nói về trẻ em, thì không phải lúc nào chúng cũng có thể đặt máy tạo nhịp tim nhân tạo.

Udi Nussinovitch và Lior Gepstein thuộc Viện Công nghệ Technion Israel đã đưa ra một loại mô hình máy điều hòa nhịp tim không có dây, không có điện cực, không có pin và hoạt động dưới ánh sáng theo đúng nghĩa đen. Trên thực tế, không có chất kích thích nào ở dạng thiết bị bên ngoài cả - các nhà nghiên cứu đã đưa vào tế bào tim một biến đổi gen quang học, giúp kiểm soát các cơn co thắt của tim. Ý nghĩa chung của các phương pháp quang di truyền là một gen protein cảm quang được đưa vào tế bào - một loại protein như vậy, sau khi tích hợp vào màng tế bào, sẽ mở ra các kênh ion trong màng để phản ứng với xung ánh sáng. Và như chúng ta đã biết, chính sự phân bố lại của các ion trên cả hai mặt của màng tạo ra một xung điện hóa. Di truyền học quang học đã phát hiện ra công dụng rộng rãi nhất trong sinh học thần kinh: bằng cách đưa một protein nhạy cảm với ánh sáng vào một tế bào thần kinh, chúng ta có thể tùy ý, sử dụng tín hiệu ánh sáng, tạo ra một tín hiệu trong một chuỗi tế bào thần kinh.

Nhưng suy cho cùng, nhịp tim cũng phụ thuộc vào các xung điện hóa (nhớ lại rằng, mặc dù có các sợi của hệ thần kinh tự chủ trong tim, nhưng một số tế bào cơ tim đặc biệt có thể tự tạo ra các tín hiệu nhịp điệu, tạo thành cái gọi là hệ thống dẫn truyền của tim) . Và không có gì ngăn cản sự ra đời của cơ chế di truyền quang trong tim.

Các nhà nghiên cứu đã làm được điều đó: với sự trợ giúp của một loại virus "thuần hóa" đặc biệt, họ đã đưa protein nhạy cảm với ánh sáng của tảo ChR2 (channelrhodopsin-2), phản ứng với ánh sáng xanh, vào tâm thất của tim chuột. (Các loài tảo lục đơn bào, như Chlamydomonas, sử dụng protein này để tìm những nơi sáng hơn.) Các tác giả viết rằng họ có thể điều chỉnh nhịp tim của động vật bằng đèn nháy màu xanh lam. Virus cho phép bạn cung cấp protein đến các phần khác nhau của cơ tim, vì vậy bạn có thể kiểm soát tim với hiệu quả cao hơn, bởi vì nhiều tế bào từ những nơi khác nhau phản ứng với tín hiệu bên ngoài cùng một lúc.

Để "bật" optoprotein, không cần điện cực: ánh sáng xanh từ bên ngoài, mặc dù nó xuyên qua các mô sống khá kém, vẫn có thể đến tim. Nhưng - chỉ khi chúng ta đang nói về một con chuột. Ở một loài động vật lớn hơn hoặc nhỏ hơn, chưa kể đến con người, trái tim nằm sâu hơn, vì vậy ở đây bạn cần nghĩ xem một sóng ánh sáng có thể tiếp cận nó trong bao lâu và theo đó, loại protein nhạy cảm với ánh sáng sẽ cần thiết. Các vùng màu đỏ và hồng ngoại của quang phổ có thể phù hợp ở đây, và nếu nói đến các thí nghiệm với động vật linh trưởng, đây là những bước sóng sẽ được sử dụng.

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là có những cách tiếp cận khác để tạo ra máy tạo nhịp tim không dây. Khoảng một năm trước, chúng tôi đã viết về sự phát triển của các nhân viên Đại học Stanford, những người đã đề xuất hỗ trợ công việc của máy tạo nhịp tim bằng cách sử dụng máy phát sóng điện từ đặt ngay trên bề mặt cơ thể. Một ý tưởng khác thuộc về các nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois tại Urbana-Champaign - họ có thể làm cho máy tạo nhịp tim hoạt động từ chính cơ tim, nhờ năng lượng của các cơn co thắt của nó. Tuy nhiên, tất nhiên, phương pháp quang di truyền có vẻ là triệt để nhất - không cần thiết phải cấy ghép bất kỳ thiết bị nào vào tim.

<< Quay lại: Tòa nhà văn phòng có thể được in 3D 16.07.2015

>> Chuyển tiếp: Mảng Flash NetApp AFF8000 15.07.2015

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Kỷ lục quãng đường di chuyển của tàu hydro 20.03.2024

Công ty Stadler của Thụy Sĩ đã lập kỷ lục thế giới mới khi phóng tàu chạy bằng nhiên liệu hydro. Mẫu Flirt đã lái được quãng đường đáng kinh ngạc là 2803 km mà không cần đổ thêm nhiên liệu hoặc sạc lại.

Đoàn tàu đã đạt được kết quả ấn tượng này sau 46 giờ, chứng tỏ hiệu quả và độ tin cậy cao của việc vận chuyển hydro. Được thiết kế cho 108 hành khách, có thêm không gian đứng, tàu đạt tốc độ lên tới 130 km/h.

Thành công này nêu bật tiềm năng đáng kể của hydro như một nguồn nhiên liệu thay thế cho giao thông công cộng. Stadler đã lưu giữ một bản ghi chi tiết về tất cả thông tin đo từ xa trong quá trình chạy kỷ lục, điều này cho phép ghi lại thành tích một cách chính xác và gửi để đưa vào Sách kỷ lục Guinness.

Stadler tiếp tục đổi mới trong lĩnh vực vận tải thân thiện với môi trường nhờ đã có kinh nghiệm với tàu chạy pin. Chuyến tàu Tán tỉnh của họ đã đi được 2021 km ở Đức trong một lần sạc vào tháng 224 năm XNUMX, đồng thời lập kỷ lục thế giới.

Việc Stadler đạt kỷ lục thế giới mới về vận chuyển hydro khẳng định tiềm năng to lớn của công nghệ này. Điều này mở ra triển vọng mới cho việc tạo ra các hình thức giao thông công cộng thân thiện với môi trường và hiệu quả hơn.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web