tělo | Svět2000

Tělo ve vesmíru rychle chřadne, astronauti dostanou technicky našlapané obleky

29. 5. 2026 Jan Ondra 0 komentářů 4 min read 43 Zobrazení AI výbava, astronauti, oblek, skeleton, tělo, vesmír

I při intenzivním cvičení, které probíhá na palubě ISS, můžou astronauti během krátké mise ztratit až 16 % svalové hmoty, zatímco regenerace kostí po návratu na Zemi trvá roky!

Kde není váha, není potřeba ani energie, což je velký problém. U astronautů už během několika týdnů dochází k výrazné atrofii svalů a úbytku kostní hmoty, protože tělo přestává bojovat proti gravitaci.

Studie publikovaná v časopise Cyborg and Bionic Systems jasně ukazuje, že budoucnost dlouhodobých kosmických misí se nezaměřuje pouze na rakety a podporu života ve vesmíru, jako je jídlo, vzduch nebo voda, ale velmi důležitá je samozřejmě lidská posádka. Vědci se proto zaměřují na výrobu tzv. „inteligentního těla“ astronauta.

Abychom si rozuměli. Nepůjde o náhradu ruky či nohy robotickým ramenem, ale o oblek, který bude plný elektroniky. Podmínkou ale je, aby takový oblek byl pohodlný. Představte si, že ho astronaut bude mít na sobě několik hodin nebo i dní. Možná ho nesundá ani při hygieně (?). A tady už je opravdu nutné spojit měkkou robotiku, biomechaniku, umělou inteligenci a zabudovat nositelnou elektroniku.

Degradace lidského těla

Jedním z největších problémů pobytu v mikrogravitaci je rychlá degradace lidského organismu. Nejvíce trpí antigravitační svaly, například lýtkový sval soleus nebo quadricepsy. Studie upozorňuje, že i při intenzivním cvičení, které probíhá přímo na palubě ISS, mohou astronauti během krátké mise ztratit až 16 % svalové hmoty, zatímco regenerace kostí po návratu na Zemi trvá roky!

Dalším faktorem je kosmické záření. Šestiměsíční mise vystaví astronauta dávce 50–100 mSv, což je mnohonásobně více než běžná roční expozice na Zemi. V kombinaci s izolací, omezeným prostorem a chronickým stresem roste hladina kortizolu, který dále urychluje rozpad svalové i kostní tkáně.

Současné vybavení instalované na ISS má výrazné omezení. Zařízení jako ARED nebo běžecký pás COLBERT na ISS fungují, ale vybavení je obrovské, těžké a energeticky náročné. Navíc zabírají cenný prostor a astronautům můžou způsobovat zranění ramen a zad.

Pro budoucí mise na Měsíc a Mars jsou podobné „vesmírné posilovny“ tedy velkým otazníkem, protože každý kilogram na palubě dramaticky zvyšuje cenu mise.

Právě proto vědci prosazují přechod k nositelným systémům. Chytrým exoskeletům a textilním „druhým kůžím“, které by vytvářely nepřetržitou mechanickou zátěž během běžného pohybu astronauta. Místo dvou hodin izolovaného cvičení by se terapeutickým tréninkem stal prakticky každý pohyb.

Co vše astronauty ohrožuje

Mezi nejvýznamnější stresory patří dlouhodobé vystavení mikrogravitaci, vesmírné radiaci, ale také tu jsou psychosociální stresory, které mají závažné nepříznivé účinky na lidské tělo a výkonnost.

Odzkoušené technologie versus novinky

Nová studie popisuje několik generací těchto technologií:

Pasivní elastické obleky, například GLCS nebo Pingvin, které simulují gravitační zatížení pomocí napnutých textilií.
Aktivní systémy jako V2Suit využívající gyroskopy a inerciální senzory k vytváření dynamického odporu.
Robotické exoskelety typu X1 od NASA.
Měkké textilní exoobleky poháněné kabely, pneumatickými svaly, nebo chytrými materiály.

A právě měkké exoskelety jsou podle autorů studie mimořádně perspektivní. Na Zemi musí exoskeleton překonávat gravitaci, což vyžaduje silné motory a těžké baterie. Ve vesmíru je ale situace jiná, protože gravitace je zde téměř nulová. Za těchto podmínek i malá síla dokážou vytvořit účinný odpor. Což dramaticky snižuje energetické požadavky a umožňuje lehčí konstrukce.

Významnou roli mají hrát i chytré senzory integrované přímo do textilií. Ty by mohly nepřetržitě sledovat svalovou aktivitu, únavu, tlak mezi tělem a skafandrem, hydrataci pokožky, první známky zranění nebo změny držení těla.

Takový systém by například dokázal rozpoznat, že tvrdá část skafandru vytváří nebezpečný tlak na ramenní kloub a automaticky upravit tuhost obleku, nebo astronauta včas varovat.

Zajímavou novinkou je také propojené rozhraní počítače s mozkem a sledování očí. Exoskeleton by tak mohl reagovat téměř intuitivně. Systém by rozpoznal záměr astronautova pohybu ještě dříve, než by došlo k samotné akci a upravil by podporu v reálném čase.

Technické překážky

Autoři ale upozorňují, že tyto technologie stále stojí před mnoha technickými překážkami, které zůstávají značné, a to je kosmická radiace, která degraduje elektroniku, vakuum a teplotní extrémy komplikují provoz materiálů, inerciální senzory v mikrogravitaci ztrácejí přesnost, ale také dlouhodobé nošení na těle musí být pohodlné a psychologicky přijatelné.

Proto právě lidský faktor může rozhodnout o úspěchu či neúspěchu daných technologií. Historie ukazuje, že astronauti odmítají technologie, které jsou nepohodlné, složité nebo omezující. Což asi není úplně mimo realitu pro nikoho z nás.

Studie fyziologické adaptace v důsledku mikrogravitace ve vesmíru.

Technologie bude možné využít i na Zemi

Nebylo by to poprvé, kdy technologie vyvíjené pro hluboký vesmír zásadně proměnily svět. Tyto obleky by mohly v budoucnu sloužit při rehabilitaci stárnoucí populace, pacientů po mrtvici, nebo lidí s muskuloskeletálními poruchami.

Lehké textilní exoskelety a inteligentní biomechanické senzory by mohly umožnit dlouhodobou domácí rehabilitaci bez potřeby objemných zařízení.

Studie jasně naznačuje širší trend. Budoucí kosmické mise pravděpodobně nebudou spoléhat na velké samostatné stroje, ale na inteligentní, adaptivní systémy přímo propojené s lidským tělem kombinující biologii, robotiku, AI a pokročilé materiály do jediného funkčního celku.

Zdroj: https://www.eurekalert.org/news-releases/1128096; vědecká studie byla publikovaná v časopise Cyborg and Bionic Systems – DOI: 10.34133/cbsystems.0477,

Obezita nepoškozuje jen metabolismus, ale reorganizuje celé tělo

26. 5. 2026 Iveta Mauci, šéfredaktorka 0 komentářů 3 min read 52 Zobrazení AI atlas, komlikace, obezita, reorganizace, tělo

AI Medicína Nové

Nová studie publikovaná v Nature ukazuje, že obezita nepoškozuje jen metabolismus nebo cévy, ale doslova přestavuje celé tělo, od imunitního systému až po periferní nervy v obličeji.

Vědci to nyní dokázali sledovat v bezprecedentním detailu pomocí nové platformy umělé inteligence nazvané MouseMapper. Atlas sestavený AI tak odhalil skryté poškození celého těla způsobené obezitou.

Atlas celého organismu

Tým vedený Ali Ertürk z výzkumného ústavu Helmholtz v Mnichově, vytvořil systém hlubokého učení, který analyzuje kompletní 3D mapu myšího těla na buněčné úrovni.

Nejde jen o běžné snímkování orgánů. Testované myši byly chemicky zprůhledněné, nervy a imunitní buňky označené fluorescenčně a celé tělo bylo následně naskenované světelnou mikroskopií.

AI následně automaticky rozpoznávala jak jednotlivé orgány, tak nervová zakončení, zánětlivé oblasti a změny tkání. Výsledkem je doslova „mapa“ biologického organismu.

Co obezita skutečně způsobuje?

Vědci krmili myši vysokotučnou stravou, která vyvolala stav podobný lidské obezitě a metabolickému syndromu. MouseMapper pak odhalil nejen rozsáhlý zánět napříč celým organismem, ale také přestavbu imunitních buněk, změny v tukové tkáni, poškození periferních nervů a narušení nervové architektury.

Největší překvapení však přišlo v oblasti hlavy!

Poškození trojklanného nervu

Studie odhalila výrazné změny v Trigeminal nerve, hlavním senzitivním nervu obličeje. Tento nerv přenáší dotyk, bolest, teplotu a podílí se i na žvýkání.

U obézních myší vědci zjistili méně těchto nervových zakončení, ztrátu větvení a celkovou strukturální degeneraci.

A nebyla to jen anatomie. Myši měly slabší reakce na senzorické podněty a vykazovaly sníženou citlivost. To naznačuje, že obezita může přímo poškozovat nervový systém ještě před vznikem klasických komplikací, jako je cukrovka.

Překvapivě podobné je to i u lidí

Vědci následně analyzovali lidskou tkáň trojklanného nervu. Pomocí prostorové proteomiky objevili stejné molekulární podpisy zánětu, remodelace nervů a buněčného stresu.

To je důležité, protože to potvrzuje, že změny pozorované u myší pravděpodobně probíhají i u lidí s obezitou.

Nová éra „digitálních dvojčat“

Projekt směřuje k ambicióznímu cíli, a to je, vytvářet kompletní digitální modely organismů. Tedy biologická „digitální dvojčata“, ve kterých by šlo simulovat nemoci, hledat první známky poškození, testovat léčbu virtuálně a včas předvídat systémové dopady chorob.

Podle autorů by to mohlo zásadně změnit výzkum Diabetu 2 typu, rakoviny, Alzheimerovy choroby, autoimunitních onemocnění a neurodegenerace.

Proč je tato studie důležitá?

Dlouho se na obezitu pohlíželo hlavně jako na pouhý problém ukládání tuku, nebo metabolickou poruchu s rizikem pro srdce a cévy.

Tato práce ale ukazuje, že obezita reorganizuje celé tělo, mění nervové obvody, ovlivňuje imunitní systém a zasahuje tkáně, které s ní lékaři dříve nespojovali.

A hlavně, díky AI už vědci nemusí studovat orgány izolovaně, ale můžou sledovat organismus jako obecně propojený systém.

Zdroj: https://www.helmholtz-munich.de/en/newsroom/news-all/artikel/ai-atlas-reveals-hidden-whole-body-damage-caused-by-obesity, https://www.nature.com/articles/s41586-026-10535-2

Co se stane s tělem po 30 minutách umělé gravitace?

17. 10. 2023 Iveta Mauci, šéfredaktorka 0 komentářů 2 min read 445 Zobrazení DLR, ESA, NASA, tělo, umělá gravitace

Budoucnost Vesmír

Zero G vypadá tak lákavě: kdo by nesnil o létání? Přesto je AG naším záchranným kruhem, když expandujeme dále do vesmíru. Astronaut ISS Kjell Lindgren rozepíná pytel s ovocem.

Nová společná studie provedená skupinou odborníků na Floridské univerzitě, Německém leteckém a kosmickém středisku (DLR), KBR a Johnsonově vesmírném středisku NASA, hodnotila vliv umělé gravitace (AG) na senzomotorické a kognitivní schopnosti subjektů, které jí byly vystaveny půl hodiny v průběhu 60 dnů, píše Asgardia Space. Experiment zahrnoval 3 skupiny dobrovolníků v poloze na lůžku nakloněnou hlavou dolů (HDBR), kteří dostávali nepřetržitě 30 minut AG (cAG), 30 minut (6 cyklů po 5 minutách) přerušovaného AG (iAG) denně a žádný AG (kontrolní skupina), resp. Umělá gravitace byla vytvořena v odstředivce s krátkým ramenem DLR s poloměrem 3,8 m a rychlostí zrychlení 1G v těžišti a 2G v nohách.

Studie neprokázala žádný významný rozdíl mezi skupinami v pozici HDBR, pokud jde o rovnováhu, kognici a funkční mobilitu. Když byla vystavena rotaci centrifugy, skupina iAG neprokázala žádnou kinetózu, na rozdíl od skupiny cAG, která zažívala umělou gravitaci po dobu 30 minut nepřetržitě. Navíc bylo pozorováno kratší období post-AG iluzorního pohybu ve skupině iAG oproti cAG. Obě AG skupiny byly přesnější ve svém stimulovaném sluchovém sériovém adičním testu a byly provedeny na lepší kognitivní úrovni v kontrolním testu než skupina, která nebyla podrobena AG. Podle vědců mělo odstřeďování „přímý, akutní účinek na výkon“. Jejich budoucí experimenty se proto zaměří na změny mozkové aktivity související s kompenzací AG nebo jí produkované.

Tento nejnovější výzkum byl vyvolán delší dobou letu do plánovaných nadcházejících lidských destinací: Měsíce a Marsu. Pokud průměrné mise na ISS trvají půl roku, expedice na Rudou planetu mohou trvat až 30 měsíců. Zajištění bezpečných AG podmínek pro posádku se tak stává prvořadým.

Co je na AG tak zvláštního? Způsoby zmírnění škodlivých důsledků mikrogravitace na lidské tělo, jako jsou senzorimotorické poklesy, ortostatická intolerance, ztráta kostí a svalů, abychom jmenovali alespoň některé, ještě nebyly prozkoumány. Jak odhalil předchozí výzkum: ‚umělá gravitace by mohla poskytnout jediné integrované protiopatření tím, že „nahradí“ gravitační účinky Země na tělo.‘ Vývoj funkčního modelu AG pro dlouhodobé vesmírné mise je tedy o zabití dvou – i mnoha – ptáků jednou ranou.

Centrifuga s krátkým ramenem v Německém leteckém středisku (DLR).

Vlastní ministr vědy Asgardie, Dr. Floris Wuyts, je uznávaným odborníkem v této oblasti, který v současnosti pracuje na jeho uskutečnění. Vytvoření plnohodnotného prostředí umělé gravitace pro budoucí vesmírné cesty patří mezi tři hlavní mise našeho národa.

Tušíte, co se děje s tělem poté, co zemřeme?

29. 6. 2023 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 4 min read 497 Zobrazení ekosystém, rozklad, smrt, tělo

TOP 10 Zajímavosti

Co se stane s našimi těly poté, co zemřeme, není záhadou, i když bychom si to možná přáli. Pokud se ale chcete dozvědět, jak ke změnám dochází, čtěte dále, píše Britannica. Pravda se příliš neliší od hororových představ. Nicméně, možná budete udiveni, jak je příroda uzpůsobena a jak si umí poradit. Ve skutečnosti jde o ekologický proces řízeného rozpadu.

První viditelnou změnou na těle, ke které dochází 15 až 20 minut po smrti, je pallor mortis, neboli smrtelná bledost, která nastává poté, co krev přestane protékat kapilárami. Nejmenšími krevními cévami v těle. Tento proces je stejný pro všechny lidi na světě.

Mezitím se tělo ochlazuje a teplota klesá asi o 0,84 °C za hodinu. Ale i když je tělo studené, je stále plné života. Vědci přirovnávají rozkládající se tělo k ekosystému. Autolýza, která zahajuje proces rozkladu, se také nazývá „samotrávení“. Enzymy začnou pomalu trávit membrány buněk zbavených kyslíku. Poškozené krvinky se vylévají z rozbitých cév. Když se usadí v kapilárách a jiných malých krevních cévách, spouští změnu barvy na povrchu kůže. Ačkoli se toto zbarvením, včetně purpurově modrého odstínu a načervenalých skvrn, začne usazovat asi hodinu po smrti. Obvykle je viditelné až o několik hodin později.

Takové změny jsou po smrti téměř nekonečné. Když je tělo naživu, vlákna sestávající hlavně z proteinů aktinu a myosinu interagují. Což znamená, že na sebe vzájemně působí a ovlivňují směr k společnému cíli. Tedy k pohybu. Předurčené skupiny se v tomto procesu na sebe vážou nebo se od sebe uvolňují. Ovlivňují tak svaly, aby se stahovaly nebo uvolňovaly. To nám umožňuje pohyb těla.

Při smrti se mezi aktinem a myocinem postupně tvoří chemické mosty, takže se svaly stahují a zůstávají tak, dokud se mosty nezhroutí. Tato ztuhlost, známá jako rigor mortis, nastává asi dvě až šest hodin po smrti. Rigor mortis zvyšuje obtížnost provádění pitvy nebo přípravy těla na pohřeb, protože tělo ztrácí pružnost, kterou mělo během života. „Může to vyžadovat trochu síly, než se zlomí do polohy, kterou potřebujeme,“ vysvětlila majitelka pohřební služby Holly Williamsová v rozhovoru pro Budoucnost BBC . „Obvykle, čím čerstvější tělo je, tím snazší je s ním pracovat.“

Mezi živé věci v lidském těle patří také bakterie. Když je tělo naživu, jsou uložené ve střevě. U zdravého člověka jsou imunitním systémem drženy mimo jiné vnitřní orgány. Po smrti se však tyto bakterie mohou volně „živit“ celým tělem. Nejprve tráví střeva a přilehlou tkáň. Pak rozšíří svůj dosah, vstoupí do kapilár a proniknou do srdce a mozku, aby hodovaly.

Jedna studie od forenzního vědce Gulnaze Javana a dalších naznačila, že bakteriím trvá 58 hodin, než se rozšíří do jater, sleziny, srdce a mozku.

Tato fáze rozkladu, nazývaná hniloba, může být plně realizována až po několika dnech. Jde o rozklad sacharidů, bílkovin a dalších sloučenin v těle, způsobený převážně bakteriemi a larvami hmyzu. Produkuje plyny, které nafouknou břicho a nakonec rozbijí kůži. Což přitahuje další hmyz na hostinu. Rozklad vyžaduje čas. Kolik času, může záviset na faktorech, jako je příčina smrti. Podmínky prostředí nebo dokonce oblečení na těle. Rozklad je „nepřetržitý proces,“ vysvětlil forenzní vědec M. Lee Goff pro Medical News Today. „Začínající v bodě smrti a končící, když bylo tělo zredukováno na kostru.“

Aby lidé zpomalili tento příšerný proces, vymysleli různé metody pro uchování těla. Dobře zachovalé tělo bylo dlouho hlavním zájmem márnice, zvláště když má být vystaveno během období smutku. Po zavraždění amerického prezidenta Abrahama Lincolna bylo jeho tělo odvezeno vlakem přes sedm států, aby si ho občané mohli prohlédnout. Někteří na tu čest čekali až pět hodin.

Balzamování je jedním ze způsobů, jak uchovat tělo po smrti. Široká škála látek, včetně octa, vína, brandy a medu, se používá k „nakládání“ mrtvol, a tím oddaluje hnilobu. Při moderním postupu balzamování se odvádí z žil krev a další tekutina. Obvykle se na bázi roztoku formaldehydu ve vodě, vstřikuje do hlavní tepny. Dutinová tekutina je také odstraněna a nahrazena konzervačním prostředkem. Ačkoli tato verze balzamování není trvalá, plní svůj účel. Dává tělu živý vzhled ve dnech po smrti, kdy jej budou vidět truchlící.

Ať už se rozhodnete balzamovat v medu, moderním způsobem nebo nebalzamovat vůbec. Nemusíte se bát, že by se k vám rozklad těla v blízké době nenápadně přikradl. Je zcela pravděpodobné, že vaše tělo se v dohledné době určitě z masa na kost nepromění.

Zdroj: Britanica

Může to znít jako sci-fi, ale věda dokáže udržet mozek při životě v kádi

9. 7. 2022 Adam Walko 3 min read 441 Zobrazení existence, mozek, tělo

Nové TOP 10

Mohl by mozek existovat sám o sobě? Oddělený od těla? Být nezávislý na fyzické formě života?

Mohl by mozek někdy existovat sám o sobě, oddělený od těla nebo nezávislý na těle? Filozofové po dlouhou dobu přemýšleli o scénářích „mozek v kádi“ a ptali se, zda by izolované mozky mohly udržet vědomí, když jsou odděleny od svých těl a smyslů. napsal server Livescience. Prožitky člověka jsou typicky charakterizovány sítí interakcí mezi lidským mozkem, tělem a prostředím.

Ale nedávný vývoj v neurovědě znamená, že se tato konverzace přesunula z oblasti hypotetických spekulací a sci-fi k izolovaným příkladům, kde by vědomí mohlo být zapečetěno před zbytkem světa.

Ve studii z roku 2020, která je podrobně popsána v časopise Trends in Neuroscience, filozof Tim Bayne z Monash University v Melbourne a neurovědci Anil Seth z University of Sussex v Anglii a Marcello Massimini z University of Milan v Itálii popisují kontexty, ve kterých by takové „ostrovy uvědomění“ mohly existovat.

V jedné možné situaci je mozek, který byl odebrán svému hostiteli, schopen udržet vědomí pomocí kyslíku a živin nezbytných pro funkci dodávaných prostřednictvím nějakého druhu aparátu. Tomu se říká mozek ex cranio .

Ve studii, která zní jako něco z hororového filmu vědcům se podařilo úspěšně obnovit průtok krve do mozkových buněk, buněčné funkce neuronů a spontánní synaptickou aktivitu v mozcích prasat, které byly po smrti odstraněny a připojeny k systému zvanému BrainEx. Systém, který je navržen tak, aby zpomalil degeneraci mozkové tkáně po smrti, může být napojen na základnu posmrtného mozku a dodávat teplou umělou okysličenou krev.

U lidí, kteří trpí těžkou refrakterní epilepsií, se jedna léčba nazývaná hemisferotomie zahrnuje úplné odpojení poškozené poloviny mozku od druhé hemisféry, mozkového kmene a thalamu. V těchto případech zůstává poškozená polovina uvnitř lebky a je spojena s cévním systémem. Zatímco odpojená hemisféra pokračuje v přijímání živin a kyslíku potřebných pro fungování, někteří se ptají, zda tato izolovaná hemisféra podporuje vědomí sousedící s protilehlou, spojenou hemisférou.

A vědci vytvořili laboratorní minimozky, 3D struktury vyvinuté z kmenových buněk, které vykazují různé rysy vyvíjejícího se lidského mozku. Některé z těchto mozků v misce mají mozkové vlny podobné těm, které lze vidět u předčasně narozených dětí.

Má však některý z těchto „mozků“ skutečně vědomí?

Vědci v těchto případech nemohou z chování odvodit vědomí, ani se nemohou těchto mozků zeptat, zda prožívají vědomí. Tato hádanka vedla neurovědce k vymyšlení potenciálního „objektivního“ měření vědomí.

Vědci by například mohli použít takzvaný index perturbační složitosti (PCI), který je založen na úrovni interakcí mezi neurony v rámci těchto „mozků“. Pomocí tohoto indexu by vědci elektricky stimulovali část mozku a poté změřili výsledné vzorce nervové aktivity, aby posoudili složitost interakcí mezi mozkovými buňkami. Pokud výsledné měření těchto interakcí nese spoustu informací, pak lze říci, že systém je více vědomý.

Je to něco jako hodit kámen do rybníka a měřit výsledné vlnky. Pokud vlnky interagují s jinými objekty v jezírku a vyvolají více vlnek, tím je systém vědomější.

Ve stavech, kdy lidé nebyli plně při vědomí, byla PCI spolehlivým ukazatelem úrovně jejich vědomí. Například být v kómatu nebo spánek by bylo považováno za „nižší“ úroveň vědomí nebo uvědomění.

„PCI se ukázala jako účinná při detekci přerušeného vědomí během snění, ketaminové anetezie a byla také úspěšně aplikována na pacienty, kteří nereagují po těžkém poranění mozku“, řekl Bayne Live Science.

Mohlo by se stát, že vědomí je pevně spojeno s dynamikou mozku, kterou lze relativně snadno měřit, jako je tomu v případě PCI. Ale i když se ukáže, že vědomí není redukovatelné na jakýkoli nervový signál v mozku, Bayne věří, že úkol vyvinout „objektivní“ míru vědomí je stále platný.

I když tyto techniky nemusí být schopny definitivně odpovědět na otázku, zda je v těchto kontextech přítomno vědomí, poskytnou odpovědi na některé základní otázky, například zda mají ostrůvky uvědomění stejnou úroveň nervové složitosti jako mozky vědomých subjektů. Nebo se tyto mozky pomalu odpojí od vnějšího světa?

Pochopení toho, jak by v takových případech mohly vypadat obsahy vědomí, nabízí ještě složitější problém.

zdroj: Livescience