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Pesquisadores estão desenvolvendo uma prótese acionada pelo cérebro para pessoas com amputações de pernas

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Pessoas que tiveram suas pernas amputadas podem controlar seus membros protéticos com o cérebro, um grande avanço científico que lhes permite andar com mais suavidade e ter maior capacidade de superar obstáculos, de acordo com um estudo recente. Estádio O estudo foi publicado segunda-feira na revista Nature Medicine.

Ao criar uma ligação entre o sistema nervoso humano e a sua perna artificial, os investigadores do K.C. Lisa Yang Bioinformática do MIT e do Brigham and Women's Hospital lidera o caminho para a próxima geração de próteses.

“Conseguimos demonstrar o primeiro controle neural completo da caminhada robótica”, disse Hyungyeon Song, primeiro autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado no MIT.

A maioria dos membros protéticos modernos depende de comandos robóticos pré-programados, em vez de sinais cerebrais do usuário. Tecnologias robóticas avançadas podem sentir o ambiente e ativar repetidamente um movimento pré-determinado das pernas para ajudar uma pessoa a navegar neste tipo de terreno.

Mas muitos desses robôs funcionam melhor em terreno plano e têm dificuldade em superar obstáculos comuns, como solavancos ou poças. A pessoa que usa a prótese muitas vezes tem pouca influência no ajuste da prótese quando ela está em movimento, especialmente quando responde a mudanças repentinas no terreno.

“Quando ando, parece que estou andando porque o algoritmo está enviando comandos para o motor, e não estou fazendo isso”, disse Hugh Hare, pesquisador principal do estudo e professor de artes e ciências midiáticas no MIT. Pioneiro na área de biomecatrônica, área que mescla biologia com eletrônica e mecânica. As pernas de Herr foram amputadas abaixo do joelho há vários anos devido ao congelamento, e ele usa próteses robóticas avançadas.

“Há um conjunto crescente de evidências [showing] “Quando você conecta o cérebro a uma prótese mecatrônica, ocorre a incorporação onde o indivíduo vê a prótese como uma extensão natural de seu corpo”, acrescentou Hare.

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Os pesquisadores trabalharam com 14 participantes do estudo, metade dos quais foram submetidos a amputações abaixo do joelho através de uma abordagem conhecida como interface neuromuscular agonista (IAM), enquanto a outra metade foi submetida a amputações tradicionais.

“O que é tão interessante nisso é como ele aproveita a inovação cirúrgica junto com a inovação tecnológica”, disse Connor Walsh, professor da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard, especializado no desenvolvimento de robôs auxiliares vestíveis e que não esteve envolvido no estudo.

A amputação IAM foi desenvolvida para resolver as limitações da cirurgia tradicional de amputação de pernas, que corta conexões musculares importantes no local da amputação.

Os movimentos são possíveis pela forma como os músculos se movem em pares. Um músculo – conhecido como agonista – contrai-se para mover um membro, enquanto outro músculo – conhecido como antagonista – alonga-se em resposta. Por exemplo, durante uma rosca direta de bíceps, o bíceps é o antagonista porque se contrai para levantar o antebraço, enquanto o tríceps é o antagonista porque se alonga para permitir o movimento.

Quando a amputação cirúrgica resulta na ruptura de pares musculares, a capacidade do paciente de sentir contrações musculares após a cirurgia é prejudicada e, como resultado, sua capacidade de detectar com precisão e precisão onde sua prótese está no espaço é prejudicada.

Em contraste, o AMI reconecta os músculos do membro residual para replicar o valioso feedback muscular que uma pessoa obtém do membro intacto.

O estudo é “parte de um movimento para tecnologias protéticas de próxima geração que abordam a sensação, e não apenas o movimento”, disse Eric Rombukas, professor assistente de engenharia mecânica na Universidade de Washington, que não esteve envolvido no estudo.

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O procedimento IAM para amputação abaixo do joelho tem o nome Pedro Ewing Depois de Jim Ewing, a primeira pessoa a se submeter ao procedimento em 2016.

Os pacientes submetidos à amputação de Ewing apresentaram menos atrofia muscular no membro remanescente e menos dor fantasma, sensação de desconforto em um membro que não existe mais.

Os pesquisadores equiparam todos os participantes com novos membros biônicos, compostos por uma prótese de tornozelo, um dispositivo que mede a atividade elétrica do movimento muscular e eletrodos colocados na superfície da pele.

O cérebro envia impulsos elétricos aos músculos, fazendo com que eles se contraiam. As contrações produzem sinais elétricos próprios, que são detectados por eletrodos e enviados para pequenos computadores acoplados à prótese. Os computadores então convertem esses sinais elétricos em força e movimento para a prótese.

Amy Pietravita, uma das participantes do estudo que passou por uma amputação de Ewing após sofrer queimaduras graves, disse que o membro biônico lhe deu a capacidade de guiar os pés e executar movimentos de dança novamente.

“Ser capaz de ter esse tipo de curvatura tornou tudo mais real e parecia que tudo estava lá”, disse Pietrafitta.

Graças à melhoria das sensações musculares, os participantes que foram submetidos à cirurgia de Ewing puderam usar as suas próteses para andar mais rápido e naturalmente do que aqueles que foram submetidos a amputações tradicionais.

Quando uma pessoa precisa se desviar dos padrões normais de caminhada, geralmente precisa se esforçar mais para se locomover.

Mateus J. disse: “O gasto de energia… faz com que nossos corações trabalhem mais e nossos pulmões trabalhem mais… e pode levar à destruição progressiva das articulações do quadril ou da parte inferior da coluna”, disse o Dr. Carty, cirurgião plástico reconstrutivo do Brigham e Hospital da Mulher. E o primeiro médico a realizar uma operação de IAM.

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Os pacientes submetidos à amputação de Ewing e à nova prótese também conseguiram navegar facilmente em rampas e escadas. Eles ajustaram suavemente os pés para se impulsionarem escada acima e absorverem o choque enquanto desciam.

Os pesquisadores esperam que a nova prótese esteja disponível comercialmente nos próximos cinco anos.

“Estamos começando a ter um vislumbre deste futuro glorioso onde uma pessoa pode perder uma parte significativa do seu corpo, e há tecnologia disponível para reconstruir esse aspecto do seu corpo para funcionar plenamente”, disse Hare.

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Mosquitos infectados com encefalomielite encontrados em Massachusetts pela primeira vez em 2024

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Mosquitos infectados com encefalomielite encontrados em Massachusetts pela primeira vez em 2024

O vírus da encefalite equina oriental foi detectado pela primeira vez em mosquitos em Massachusetts em 2024, de acordo com o Departamento de Saúde Pública de Massachusetts. A encefalite equina oriental foi confirmada em amostras de mosquitos coletadas em 30 de junho em Carver, no condado de Plymouth, disse o Departamento de Saúde Pública. Nenhum caso humano ou animal de encefalite equina oriental foi descoberto até agora este ano. A descoberta levou as autoridades a aumentar o nível de risco da encefalite equina oriental para moderado nas comunidades de Carver, Kingston, Middleboro, Plymouth, Plympton e Wareham. “O último ciclo de surto de encefalite equina oriental em Massachusetts ocorreu em 2019 e 2020 e, desde então, não houve nenhum caso humano de encefalite equina oriental relatado no estado”, disse o Comissário de Saúde Pública, Dr. A encefalite equina oriental é uma doença rara, mas grave e potencialmente fatal, que pode afetar pessoas de todas as idades. A encefalite equina oriental geralmente é transmitida aos humanos através da picada de um mosquito infectado. Em 2019, ocorreram 12 casos humanos de encefalite equina oriental em Massachusetts, com seis mortes; Em 2020, ocorreram cinco casos humanos e uma morte. Não houve casos humanos de EEE em Massachusetts em 2021, 2022 ou 2023. Autoridades de saúde de Massachusetts disseram na terça-feira que o vírus do Nilo Ocidental foi detectado em uma amostra de mosquito coletada em Quincy. Foi a primeira vez que o vírus foi encontrado no estado em 2024. As autoridades de saúde estão pedindo aos moradores e visitantes que usem repelente de insetos quando estiverem ao ar livre, estejam atentos aos horários de pico dos mosquitos – do anoitecer ao amanhecer e usem mangas compridas, calças compridas e meias quando fora. Mais informações, incluindo todos os resultados positivos do vírus do Nilo Ocidental e EEE, podem ser encontradas na página de informações sobre vigilância de vírus transmitidos por mosquitos em Mosquito-borne Diseases | Mass.gov, que é atualizado diariamente, ou ligando para a Divisão de Epidemiologia do Departamento de Saúde Pública no número 617-983-6800.

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O vírus da encefalite equina oriental será detectado em mosquitos em Massachusetts pela primeira vez em 2024, de acordo com o Departamento de Saúde Pública de Massachusetts.

Eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee O vírus foi confirmado em amostras de mosquitos coletadas em 30 de junho em Carver, no condado de Plymouth, disse o Departamento de Saúde Pública.

Nenhum caso humano ou animal de febre do Mediterrâneo Oriental foi detectado até agora este ano.

A descoberta levou as autoridades a aumentar o nível de risco de CTE do leste para moderado nas comunidades de Carver, Kingston, Middleboro, Plymouth, Plympton e Wareham.

“O último ciclo de surto de encefalomielite em Massachusetts ocorreu em 2019 e 2020 e, desde então, não houve nenhum caso humano de encefalomielite relatado no estado”, disse o Comissário de Saúde Pública, Dr.

A EE é uma doença rara, mas grave e potencialmente fatal, que pode afetar pessoas de todas as idades. A EE geralmente é transmitida aos humanos através da picada de um mosquito infectado.

Em 2019, ocorreram 12 casos humanos de EE em Massachusetts, com seis mortes; Em 2020, ocorreram cinco casos humanos e uma morte. Não houve casos humanos de EE em Massachusetts em 2021, 2022 ou 2023.

Autoridades de saúde de Massachusetts disseram na terça-feira Vírus do Nilo Ocidental O vírus foi detectado em uma amostra de mosquito coletada em Quincy. Esta foi a primeira vez que o vírus foi encontrado no estado, em 2024.

As autoridades de saúde pediram aos residentes e visitantes que usem repelente de insetos quando estiverem ao ar livre, estejam atentos aos horários de pico dos mosquitos – do anoitecer ao amanhecer, e que usem mangas compridas, calças compridas e meias quando estiverem ao ar livre.

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Mais informações, incluindo todos os resultados positivos para o vírus do Nilo Ocidental e encefalomielite oriental, podem ser encontradas na página de informações sobre vigilância de vírus transmitidos por artrópodes em Doenças transmitidas por mosquitos Mass.govque é atualizado diariamente, ou ligando para a Divisão de Epidemiologia do Departamento de Saúde Pública no número 617-983-6800.

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Líquido a 300°C vaza de aberturas semelhantes a chaminés nas profundezas do Oceano Ártico

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Líquido a 300°C vaza de aberturas semelhantes a chaminés nas profundezas do Oceano Ártico

Cerca de 3.000 metros (9.843 pés) abaixo do Oceano Ártico, os cientistas estão explorando um campo borbulhante de fontes hidrotermais ao longo da Cordilheira Knebovich, perto de Svalbard, o assentamento mais ao norte da Terra.

Um campo de fontes hidrotermais foi recentemente descoberto no fundo do mar dentro do triângulo entre a Groenlândia, a Noruega e Svalbard, na fronteira das placas tectônicas norte-americana e europeia.

Usando um submarino controlado remotamente, pesquisadores do Centro de Ecologia Marinha da Universidade de Bremen coletaram amostras e dados do campo de fontes hidrotermais, que chamaram de Jøtul em homenagem a um gigante da mitologia nórdica.

As fontes hidrotermais estão localizadas nas interseções das placas tectônicas em movimento, onde a atividade geotérmica é mais intensa. Essas aberturas são formadas quando a água penetra no fundo do oceano e é aquecida pelo magma derretido das entranhas do planeta. A água superaquecida sobe então de volta ao fundo do mar através de rachaduras e fissuras, tornando-se enriquecida com minerais e derrete das rochas da crosta oceânica.

Apesar de ser uma importante junção entre placas tectônicas, não se sabia da existência de fontes hidrotermais na Cordilheira Knebovich – até agora.

Algumas cristas hidrotermais abrigavam organismos, incluindo pequenos crustáceos.

Crédito da imagem: MARUM/Universidade de Bremen

A Série Kniebovich é particularmente especial porque foi formada não pela colisão de duas placas, mas por duas placas que se afastaram uma da outra a uma taxa inferior a 2 cm (menos de 1 polegada) por ano, o que é conhecido como crista extensional. .

Pouco se sabe sobre a atividade hidrotérmica em cristas de expansão lenta, por isso a equipa está interessada em aprender sobre a composição química dos fluidos que escoam, bem como as características geológicas moldadas pelo seu calor e mineralogia.

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Alguns dos fluidos que fluem do campo Gotul são incrivelmente quentes, atingindo temperaturas de até 316 graus Celsius (601 graus Fahrenheit). Quando o líquido superaquecido entra em contato com a água fria, os minerais se solidificam, formando enormes estruturas semelhantes a chaminés chamadas chaminés pretas.

Outra característica interessante do campo de Jotul é que os seus fluidos hidrotérmicos são ricos em metano, um potente gás de efeito estufa, bem como em dióxido de carbono, o principal gás de efeito estufa. Isto significa que a área pode ter alguns impactos nas alterações climáticas e no ciclo do carbono nos oceanos.

Muitas vezes, formas de vida estranhas e bizarras podem habitar campos de fontes hidrotermais. Nas profundezas escuras do oceano, onde a fotossíntese é impossível, os fluidos hidrotermais fornecem a base para organismos quimiossintéticos, que obtêm nutrientes através da energia química e não da luz solar.

Ainda não está disponível um conhecimento aprofundado da biodiversidade nesta área, embora seja sem dúvida um ponto de interesse para os investigadores de Marum, que planeiam regressar à área no final do verão de 2024.

O estudo foi publicado na revista Relatórios científicos.

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Um estudo pioneiro liga bactérias intestinais ao vício alimentar e à obesidade

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Um estudo pioneiro liga bactérias intestinais ao vício alimentar e à obesidade

Um estudo recente identificou bactérias intestinais específicas associadas à dependência alimentar e potenciais efeitos protetores, fornecendo novos conhecimentos sobre o tratamento da dependência alimentar e distúrbios alimentares relacionados.

Novas pesquisas revelam mecanismos de comunicação entre o cérebro e o intestino.

Uma equipa internacional de investigadores identificou bactérias intestinais específicas ligadas ao desenvolvimento da dependência alimentar em ratos e humanos, e que podem contribuir para a obesidade. Além disso, identificaram bactérias que têm efeito protetor contra a dependência alimentar.

A pesquisa foi recentemente apresentada no Fórum 2024 da Federação das Sociedades Europeias de Neurociências (FENS) e publicada simultaneamente na revista Intestino.

“Há uma série de factores que contribuem para a dependência alimentar, que se caracteriza por uma perda de controlo sobre a ingestão de alimentos e está associada à obesidade, a outros distúrbios alimentares e a alterações na composição das bactérias intestinais – o microbioma intestinal. esse distúrbio comportamental é amplamente desconhecido.

Falando no Fórum FENS, o professor Rafael Maldonado, que dirige o laboratório, disse: “Esses resultados do nosso estudo podem nos permitir identificar novos biomarcadores de dependência alimentar e, mais importante, avaliar se bactérias benéficas podem ser usadas como potenciais novos tratamentos para este comportamento relacionado com a obesidade.” “Atualmente, não existe uma abordagem terapêutica eficaz e potenciais novos tratamentos podem incluir o uso de bactérias benéficas e suplementos nutricionais”.

Metodologia e impacto bacteriano

O professor Martin Garcia usou a Escala de Dependência Alimentar de Yale (YFAS 2.0) para diagnosticar a dependência alimentar em ratos e humanos. A escala contém 35 perguntas para os humanos responderem e também pode ser categorizada em três critérios para uso em ratos: forrageamento persistente, grande impulso para obter comida e comportamento compulsivo.

Ela e seus colegas examinaram as bactérias intestinais de camundongos viciados em comida e não viciados em comida e descobriram um aumento nas bactérias pertencentes a um grupo chamado filo Proteobacteria e uma diminuição nas bactérias pertencentes ao filo Actinobacteria nos camundongos viciados em comida. . Esses ratos também mostraram uma diminuição na quantidade de outro tipo de bactéria chamada Plutia Do filo Bacillus.

Os pesquisadores usaram o YFAS para classificar 88 pacientes entre aqueles que eram ou não viciados em comida. Semelhante às descobertas em camundongos, o número dos filos Actinobacteria e Actinobacteria diminuiu Plutia Foi observado um aumento no número de bactérias em pessoas viciadas em comida, e a porcentagem de bactérias no filo Proteobacteria também aumentou. Análises adicionais mostraram como os resultados em humanos se correlacionaram com os dos ratos.

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O professor Martín Garcia disse: “As descobertas em ratos e em humanos sugerem que micróbios específicos podem ser protetores na prevenção do vício alimentar. Em particular, a forte semelhança na quantidade de alimentos. Plutia Enfatizamos os potenciais efeitos benéficos dessas bactérias intestinais em particular. Portanto, investigamos os efeitos protetores da administração oral de lactulose e ramnose, dois carboidratos não digeríveis conhecidos como “prebióticos” que podem aumentar a quantidade de Plutia Nos intestinos. Fizemos isso em ratos e descobrimos que isso levou ao aumento da abundância Plutia Nas fezes de ratos, paralelamente a melhorias significativas na dependência alimentar. Vimos melhorias semelhantes quando o aplicamos aos ratos Classificar para Plutia Nomeado Plutia wexlaera Oral como antibiótico.

“Assinaturas do microbioma intestinal em ratos e humanos sugerem potenciais efeitos não benéficos de bactérias pertencentes ao filo Proteobacteria e potenciais efeitos protetores do aumento da abundância de Actinobacteria e Bacillus contra o desenvolvimento da dependência alimentar.”

O professor Martin Garcia diz que os resultados mostram como as bactérias no intestino afetam a função cerebral e vice-versa. “Demonstramos pela primeira vez uma interação direta entre a composição intestinal e a expressão genética cerebral, revelando a origem complexa e multifatorial deste importante distúrbio comportamental associado à obesidade. Compreender a interação mútua entre mudanças no comportamento e nas bactérias intestinais constitui um passo em frente na compreensão da interação mútua entre as mudanças no comportamento e as bactérias intestinais. tratamentos futuros para dependência alimentar e distúrbios alimentares associados.”

Fatores neurobiológicos na dependência alimentar

Também descrito um trabalho Investigação Como os microRNAs (miRNAs) – pequenas moléculas de fita simples que regulam a expressão genética e contribuem para quase todos os processos celulares – estão envolvidos na dependência alimentar. Alterações na expressão de miRNAs podem estar envolvidas nos mecanismos subjacentes ao distúrbio.

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Os pesquisadores usaram uma tecnologia chamada Tough Decoy (TuD) para inibir miRNAs específicos no córtex pré-frontal medial (mPFC) dos cérebros de camundongos, a fim de produzir camundongos suscetíveis à dependência alimentar. O córtex pré-frontal medial é a parte do cérebro envolvida no autocontrole e na tomada de decisões. Foram esses ratos que também foram utilizados no estudo descrito acima – ratos viciados em comida.

Os pesquisadores descobriram que a inibição do miRNA-29c-3p melhorou a persistência da resposta e aumentou a suscetibilidade dos ratos ao vício alimentar. A inibição de outro miRNA chamado miRNA-665-3p também melhorou o comportamento compulsivo e a suscetibilidade à dependência alimentar.

O professor Maldonado disse: “Esses dois microRNAs podem atuar como fatores de proteção contra o vício alimentar. Isso nos ajuda a compreender a neurociência da perda de controle sobre a alimentação, que desempenha um papel crucial na obesidade e nos distúrbios relacionados. explorando como os microRNAs interagem Expressão de microRNA no intestino e no cérebro em camundongos.

O professor Richard Roche, vice-presidente do Departamento de Psicologia da Universidade Maynooth, County Kildare, Irlanda, que é presidente do Comitê de Comunicações da FENS e não esteve envolvido na pesquisa, disse: “A alimentação compulsiva e a dependência alimentar são um problema crescente em todo o mundo. mundo. Existem muitos fatores que contribuem para isso, especialmente o ambiente em que as pessoas vivem e a disponibilidade de certos tipos de alimentos. No entanto, já sabemos há algum tempo que existem provavelmente fatores que contribuem para os transtornos alimentares, e pesquisas do Professor Martin. Garcia e colegas mostram como diferentes tipos de bactérias no intestino têm impacto: “Esta compreensão abre caminho para o desenvolvimento de potenciais novos tratamentos para distúrbios alimentares, e esperamos ver mais pesquisas nesta área”.

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Referência: “Marcadores microbianos intestinais de suscetibilidade à dependência alimentar em ratos e humanos” por Solvega Samolinait, Alejandra García Blanco, Jordi Mayneres Berksax, Laura Domingo Rodríguez, Judit Cabana Dominguez, Noelia Fernández Castillo, Edorn Jago García, Laura Pineda Serrera, Aurelius Borrocas e José Espinoza Carrasco, Silvia Arboglia, Jessica Latorre, Katherine Stanton, Koji Hosomi, Jun Kunisawa, Bro Cormand, José Manuel Fernandez Real, Rafael Maldonado e Elena Martín Garcia, 26 de junho de 2024. Intestino.
DOI: 10.1136/gutjnl-2023-331445

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