Perangkat Baru Datang Untuk Membantu Yang Cacat

Ketika seseorang menderita cedera parah, tugas sehari-hari bisa menjadi sulit, jika bukan tidak mungkin. Seseorang yang kehilangan lengan atau tangannya tidak dapat menggenggam dan memutar gagang pintu. Untuk seseorang yang menggunakan kursi roda, langkah kecil sekalipun dapat menghalangi jalan mereka. Tetapi pada 15 Februari, para peneliti di sebuah pertemuan ilmiah besar menggambarkan serangkaian perangkat baru yang dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan fisik tersebut. Banyak yang sekarang menjalani tes awal. Mereka tidak akan dijual segera. Tetapi suatu hari di masa depan yang tidak terlalu jauh, versi canggih dari perangkat ini dapat membuat hidup lebih mudah bagi banyak orang.

Ambil contoh, seseorang yang kehilangan penggunaan tangan mereka. Itu masalah yang lebih umum daripada yang disadari kebanyakan orang, kata Kyu Jin Cho. Dia adalah insinyur mesin di Seoul National University di Korea. Sekitar 500.000 orang berakhir di kursi roda setiap tahun. Dari mereka, sekitar setengahnya juga menderita luka di tangan mereka, catat Cho. Dan jumlah itu tidak termasuk orang-orang yang menderita luka hanya di tangan mereka.

Untuk mengatasi ini, Cho dan timnya telah merancang sarung tangan yang terbuat dari bahan yang fleksibel dan seperti karet. Ini memiliki tiga jari yang pas di ibu jari, jari telunjuk dan jari tengah pemakainya. Kabel yang terpasang pada jari-jari itu dapat digerakkan oleh motor kecil. Motor, dikendalikan oleh saklar sederhana, menarik kabel untuk membuka dan menutup tangan. Hasilnya adalah sarung tangan yang dapat membantu orang menggenggam benda.

Kelompok Cho menyebut penemuannya Exo-Glove Poly. Exo berasal dari bahasa Yunani untuk “luar.” Ini merujuk pada fakta bahwa sarung tangan ini dipakai di luar tubuh pengguna. Poly, bahasa Yunani untuk ?many,? merujuk pada fakta bahwa bahan seperti sarung tangan dari karet adalah polimer.

Peneliti lain telah merancang sarung tangan yang menerima impuls saraf dari otot lengan pengguna untuk membantu mengendalikan gerakan sarung tangan. Tetapi perangkat-perangkat sebelumnya relatif rumit. Jika diproduksi, mereka akan mahal, catat Cho. Orang-orang yang telah menguji Exo-Glove Poly menyukai kesederhanaannya, katanya. Manfaat lain: Ini tahan air. Itu berarti pengguna dapat mencuci tangan atau mencuci piring saat memakainya. Sarung tangan juga bisa dilepas dan dicuci saat sudah kotor.

Tim Korea ini berada di antara pusat penelitian yang menggambarkan teknologi baru, minggu lalu, untuk orang-orang dengan cacat fisik serius. Mereka memamerkan perangkat mereka, di sini, pada pertemuan tahunan Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan (AAAS).

Bagaimana Gula Palsu Bisa Menyebabkan Makan Berlebih

Orang yang mencoba menurunkan berat badan dapat beralih ke gula palsu atau makanan yang mengandungnya. Tetapi pengganti gula ini telah memicu kontroversi dalam beberapa tahun terakhir. Satu alasan: Penelitian telah menunjukkan bahwa mereka benar-benar dapat meningkatkan nafsu makan seseorang. Sebuah studi baru sekarang menegaskan hal itu dan menunjukkan alasannya.

Dalam studi baru, para ilmuwan menunjukkan bahwa memakan pemanis buatan yang populer membuat lalat buah dan tikus lapar. Studi ini penting karena “tidak ada yang benar-benar tahu” apa yang terjadi di otak atau di tempat lain untuk memicu rasa lapar itu, kata Herbert Herzog. Dia bekerja di Garvan Institute of Medical Research di Sydney, Australia. Sebagai seorang ilmuwan saraf, ia mempelajari cara kerja otak. Dalam studi baru, timnya menunjukkan bagaimana otak merespons diet yang mengandung gula buatan. Jika orang merespons dengan cara yang sama – dan tim Herzog berpikir mereka akan – konsumsi gula palsu dalam jangka panjang dapat mendorong orang untuk makan berlebihan.

Para peneliti memberi makan gula dan ragi alami pada dua kelompok lalat buah. Satu kelompok tidak makan apa pun. Kelompok lain juga mendapat bonus. Selama lima hari, makanannya semakin manis dengan sucralose. Ini adalah gula palsu yang dijual dengan nama Splenda.

Pada hari ke 6, kelompok kedua kembali makan makanan hanya gula dan ragi. Sepanjang hari, para ilmuwan dengan hati-hati mengukur berapa banyak setiap kelompok lalat makan. Lalat buah yang baru-baru ini memakan pemanis buatan sekarang makan 30 persen lebih banyak daripada lalat yang telah memakan makanan normal selama ini. Namun, beberapa hari setelah sucralose dikeluarkan dari diet lalat-lalat itu, mereka kembali makan makanan dalam jumlah normal.

Untuk memahami cara kerja sucralose, para peneliti menonaktifkan beberapa gen pada lalat buah. Gen yang mereka hancurkan memainkan peran besar dalam menentukan berapa banyak dan jenis makanan apa yang dimakan organisme. Setelah itu, mereka memberi makan lalat ini makanan yang dicampur dengan sucralose. Lalat dengan gen yang dinonaktifkan tidak makan berlebihan. Ini menunjukkan bahwa gula palsu pasti telah mengacaukan aksi gen sehat, menyebabkan inang mereka makan berlebihan.

Data baru menunjukkan bahwa ketika gen-gen ini tidak berfungsi dengan baik, otak menjadi sedikit bingung. Otak lalat telah berevolusi untuk mengasosiasikan makanan yang manis dengan sejumlah kalori tertentu. Sesuatu yang lebih manis adalah, semakin banyak kalori yang dimilikinya. Tetapi dengan gula palsu, rasa manisnya datang tanpa kalori. “Ketika Anda mengambil pemanis buatan, otak entah bagaimana tertipu untuk waktu yang singkat,” kata Herzog. “Tetapi kemudian ia menyadari bahwa tidak ada kalori yang masuk.” Karena tidak dapat lagi mempercayai meteran manisnya untuk mengukur berapa banyak kalori yang ada di jalan, otak mulai berperilaku seolah-olah hewan itu kelaparan. Dan ini mendesak hewan itu – di sini, lalat buah – untuk mengambil lebih banyak makanan.

Para ilmuwan juga ingin tahu apakah hal yang sama akan terjadi pada mamalia. Jadi mereka mengulangi percobaan pada tikus. Mereka kembali makan beberapa diet dengan sucralose selama seminggu. Dan dibandingkan dengan mereka yang tidak mendapatkan gula palsu, tikus-tikus ini mengkonsumsi lebih banyak makanan setelah gula buatan dikeluarkan dari makanan mereka.

Lidah ‘Rasa’ Air Dengan Merasakan Asam

Banyak orang akan mengatakan air murni rasanya tidak seperti apa pun. Tetapi jika air tidak memiliki rasa, bagaimana kita tahu apa yang kita minum adalah air? Bahasa lidah kita memang memiliki cara untuk mendeteksi air, sebuah studi baru menunjukkan. Mereka melakukannya bukan dengan mencicipi air itu sendiri, tetapi dengan merasakan asam – yang biasanya kita sebut asam.

Semua mamalia membutuhkan air untuk bertahan hidup. Itu berarti mereka harus dapat mengetahui apakah mereka memasukkan air ke mulut mereka. Indera perasa kita telah berevolusi untuk mendeteksi zat-zat penting lainnya, seperti gula dan garam. Jadi mendeteksi air juga masuk akal, kata Yuki Oka. Ia mempelajari otak di Institut Teknologi California di Pasadena.

Oka dan rekan-rekannya telah menemukan bahwa area otak yang disebut hipotalamus (Hy-poh-THAAL-uh-mus) dapat mengendalikan rasa haus. Tapi otak saja tidak bisa merasakan. Itu harus menerima sinyal dari mulut untuk mengetahui apa yang kita cicipi. ?Harus ada sensor yang mendeteksi air, jadi kami memilih cairan yang tepat,? kata Oka. Jika Anda tidak bisa merasakan air, Anda mungkin minum cairan lain secara tidak sengaja. Dan jika cairan itu beracun, itu bisa menjadi kesalahan fatal.

Untuk berburu sensor air ini, Oka dan kelompoknya mempelajari tikus. Mereka menetes ke cairan lidah binatang dengan berbagai rasa: manis, asam dan gurih. Mereka juga meneteskan air murni. Pada saat yang sama, para peneliti merekam sinyal-sinyal listrik dari sel-sel saraf yang menempel pada sel-sel pengecap. Seperti yang diharapkan, para ilmuwan melihat respons saraf yang kuat untuk semua rasa. Tetapi mereka melihat respons kuat yang sama terhadap air. Entah bagaimana, selera merasakan air.

Mulut adalah tempat yang basah. Itu diisi dengan air liur – campuran enzim dan molekul lainnya. Mereka termasuk ion bikarbonat – molekul kecil dengan muatan negatif. Bikarbonat membuat air liur, dan mulut Anda, sedikit dasar. Zat dasar memiliki pH lebih tinggi dari air murni. Mereka adalah kebalikan dari zat asam, yang memiliki pH lebih rendah dari air.

Ketika air mengalir ke mulut Anda, air liur itu menyapu. Enzim dalam mulut Anda langsung masuk menggantikan ion-ion itu. Ini menggabungkan karbon dioksida dan air untuk membuat bikarbonat. Sebagai efek samping, ia juga menghasilkan proton.

Bikarbonat bersifat basa, tetapi proton bersifat asam – dan beberapa perasa memiliki reseptor yang merasakan asam. Reseptor ini untuk mendeteksi rasa yang kita sebut “asam” seperti pada lemon. Ketika proton yang baru dibuat mengenai reseptor penginderaan asam, reseptor mengirim sinyal ke saraf perasa. Dan saraf kuncup rasa terbakar bukan karena mendeteksi air, tetapi karena mendeteksi asam.

Untuk mengkonfirmasi ini, Oka dan kelompoknya menggunakan teknik yang disebut optogenetics. Dengan metode ini, para ilmuwan memasukkan molekul peka cahaya ke dalam sel. Ketika cahaya menyinari sel, molekul itu memicu impuls listrik.

Memata-matai Otak Dalam Aksi

Anda biasanya tidak diam. Begitu pula kebanyakan hewan. Sekarang tiga alat baru memungkinkan para ilmuwan melihat apa yang terjadi di dalam otak dan sistem saraf – bahkan ketika seekor binatang bergerak.

Ini mungkin terdengar seperti bukan masalah besar. Kecuali itu makhluk hidup cenderung bergerak. Mendapatkan gambar beresolusi tinggi dari sesuatu yang kecil (misalnya sel) cenderung mengharuskan mereka tidak bergerak. Sehingga bisa menghadirkan masalah besar bagi peneliti. Dan masalah itulah yang coba ditaklukkan oleh teknik baru.

Setiap inovasi dibangun di atas yang lain. Salah satunya adalah mikroskop baru yang dapat memfilmkan sel-sel otak, atau neuron, pada hewan kecil saat mereka bergerak atau melakukan hal-hal lain. Alat lain menggunakan medan magnet atau gelombang radio untuk menghidupkan atau mematikan neuron pada hewan hidup. Teknologi ketiga menawarkan alat portabel untuk melihat apa yang terjadi di otak manusia.

Alat-alat baru ini dapat membantu para ilmuwan mempelajari lebih banyak tentang otak yang hidup. Dan itu selalu menjadi tantangan. Sebagai permulaan, tengkorak menutupi otak pada banyak hewan. Tulang itu, seperti jaringan otak, adalah buram. Jadi Anda tidak bisa melihat melalui mereka. Dan melihat potongan-potongan itu – dikeluarkan dari tubuh dan di bawah mikroskop normal – tidak menunjukkan apa yang terjadi di otak hidup. Namun aktivitas otak itulah yang sangat diinginkan oleh banyak ilmuwan untuk dipahami dengan lebih baik.

Untungnya, itulah yang dapat ditampilkan oleh alat-alat baru ini.

Otak Anda adalah pusat komando tubuh. Ia mengirim dan menerima sinyal dari seluruh penjuru. Sinyal-sinyal itu mengendalikan apa yang tubuh kita lakukan dan bagaimana kita bertindak. Mempelajari pesan-pesan ini dapat menjelaskan bagaimana otak biasanya berinteraksi dengan bagian tubuh lainnya. Dan itu dapat lebih membantu para ilmuwan menemukan – dan mengobati – apa yang salah dalam penyakit yang mempengaruhi otak.

Elizabeth Hillman adalah seorang insinyur biomedis di Universitas Columbia di New York City. Mikroskop baru timnya dapat membuat film tentang apa yang terjadi di otak hewan – bahkan yang bergerak.

Hewan seperti lalat buah, cacing gelang dan ikan zebra sering berfungsi sebagai organisme model. Mereka ?mendukung? orang dalam eksperimen tertentu. Ya, otak mereka cenderung sangat kecil. Mereka mungkin memiliki kurang dari setengah juta neuron, dibandingkan dengan hampir 100 miliar di otak manusia. Namun pusat saraf pada hewan-hewan ini melakukan banyak hal yang sama seperti otak manusia. Dan mereka sering melakukannya menggunakan jenis sel, organ, atau molekul pemberi sinyal yang sama.