Устройство человеческого организма: Общее строение тела человека – Opiq — Газета «Вести Привопья»

Содержание

Общее строение тела человека – Opiq

Сходные по строению, функциям и происхождению клетки вместе с межклеточным веществом образуют ткань.

Все ткани в теле человека выполняют одну основную функцию, например, кровь соединительной ткани связывает различные части организма в единое целое (переносит кислород и питательные вещества ко всем частям тела, выравнивая температуру). С другой стороны, различные части ткани, такие как клетки крови, выполняют разные функции: красные кровяные тельца связывают и транспортируют кислород, а белые участвуют в защите организма.

В теле человека можно выделить четыре основных типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.

Нервная ткань формирует головной и спинной мозг. Нервная ткань образована нервными клетками (нейронами).

Они воспринимают раздражения, анализируют их и передают дальше. Нервные клетки состоят из тела и многочисленных отростков. Один из отростков обычно длинный (нейрит, или аксон), остальные – короткие (дендриты). Отростки выполняют разные функции: короткие отростки проводят раздражение к телу клетки, а длинный отросток – от тела клетки. Отходящие от нервных клеток длинные отростки объединяются в нервы.

Мышечная ткань образована мышечными клетками. Эти клетки способны к сокращению, благодаря чему человек может двигаться. Существует три вида мышечной ткани.

Соединительная ткань связывает организм в единое целое и формирует скелет. Отличается большим количеством межклеточного вещества. В организме человека соединительная ткань представлена различными формами:

Эпителиальная ткань выполняет защитную функцию. Клетки ткани расположены вплотную друг к другу. Эпителий покрывает поверхность тела и выстилает внутренние полости. Способностью клеток эпителия к быстрому размножению обеспечивается скорое зарастание поверхностных ран. Выстланные эпителием железы производят различные секреты, например пищеварительные соки желудка и кишечника.

Урок 18. строение тела человека. если хочешь быть здоров — Окружающий мир — 2 класс

Окружающий мир, 2 класс

Урок 18. Строение тела человека. Если хочешь быть здоров.

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

Строение тела человека.
Режим дня

Глоссарий по теме

Человеческое тело – физическая структура человека, человеческого организма.

Организм – любое живое существо, живое тело с его согласованно действующими органами.

Здоровье – правильная, нормальная деятельность организма.

Ключевые слова

Строение тела; внешнее и внутреннее строение; организм; здоровье; режим дня; питание; правила; личная гигиена.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Окружающий мир. Рабочая тетрадь. 2 класс. Учебное пособие для общеобразовательных организаций. В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2017. С. 3 – 7.
Окружающий мир. Рабочая тетрадь. 2 класс. Учебное пособие для общеобразовательных. организаций. В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2017. С. 4 – 11.
Атлас-определитель «От земли до неба» С. 9, 15; 20; 120; 208.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Различают внешнее и внутреннее строение тела человека. Все части тела здорового человека работают согласованно, слаженно. Каждый должен знать, как устроен и работает его организм. Это необходимо для сохранения и укрепления здоровья.

Голова, шея, грудь, живот, руки, ноги – это все части человеческого тела и относятся они к внешнему строению человека.

Весь организм вас слушается и выполняет команды. Вы можете сесть, встать, а можете и побежать.

Мы можем видеть только внешний вид человека.

А что же внутри организма человека?

Организм (от лат. organizo) – в переводе означает «хорошо устроен».

У нас внутри находятся различные органы. Они так и называются – внутренние органы. Каждый из них имеет свою форму и строение, и каждый из них выполняет свою функцию.

Мозг, желудок, кишечник, лёгкие, печень, почки, сердце – это органы, они относятся к внутреннему строению человека.

Мозг управляет работой всего организма. Вы смотрите вокруг и видите предметы, людей. Вы читаете, пишите. Вы решаете примеры или задачу. Вы без труда вспомните, где были вчера, и представите себе зоопарк, который посетили прошлым летом. Всё это происходит как бы, само собой. Но это не так. Вашими мыслями, движениями, чувствами управляет мозг – важнейший орган тела. Головной мозг-главный командный пункт организма. Чтобы человек не делал, всем управляет мозг. Он располагается в голове. Чтобы защитить мозг от повреждений, природа поместила его в череп, а череп – это самые крепкие кости человека. Головной мозг заведует всеми мыслями и чувствами человека. Ведает правильной работой главных внутренних органов. Именно он следит за тем, как мы дышим.

Человеку нужно всё время вдыхать и выдыхать воздух. Дыхание происходит при помощи лёгких.

У каждого из нас два лёгких – правое и левое. Лёгкие похожи на две губки. При выдохе они выпускают из себя воздух и уменьшаются в размере, когда делаем вдох лёгкие наполняются воздухом и расширяются. Располагаются они в груди.

Скажите, как узнают, жив человек или умер?

Прежде всего, прослушивают, бьётся ли у него сердце. Где оно находится? (в груди в левой части). Приложите ладонь к сердцу. Вы услышите, как стучит сердце.

Сердце – это особая мышца. Она сокращается и расслабляется автоматически. У детей сердце делает от 80 до 90 ударов в минуту. У взрослых сердце бьётся немного медленнее. Каждый день сердце делает 12 тысяч ударов, и когда спишь, и когда бодрствуешь.

Мы должны беречь своё сердце и заботиться о его состоянии. Вот несколько правил, соблюдая которые, вы сохраните своё сердце здоровым:

Регулярно занимайся физкультурой, бегай и играй в подвижные игры.
Не ешь слишком много, чтобы не располнеть.
Если ты болен, лежи в постели, сколько велел врач.
Старайся не слишком уставать от быстрых игр и не переутомляйся.
Ешь то, что даёт мама, все эти продукты полезны.
Обязательно спи ночью восемь-десять часов

Представьте себе, что вы пришли домой. Пора обедать, а мама подаёт вам на тарелке кусок сырого мяса и две сырые картофелины. Станете вы есть такой обед? Нет, конечно! Точно так же и нашему организму нужна по-особому обработанная пища. Всё, что попало в рот: и котлета, и каша, и хлеб, и конфета — должно перевариться и впитаться в кровь. Этим занимаются органы «внутренней кухни». Главное отделение «внутренней кухни» – это желудок.

Желудок напоминает мешок. Без еды он как спущенный воздушный шарик. Дунешь в шарик – он чуть надуется. Так и желудок: когда в него попадает пища, он растягивается. Чем больше пищи мы съедаем, тем сильнее растягивается наш желудок. Но больше 2-3 литров еды в него не помещается.

Находится желудок в верхней части живота, под рёбрами.

Но желудок не умеет переваривать всю пищу, поэтому он проталкивает её дальше – в кишечник. Это длинный извилистый коридор, который тянется почти на 8 метров, но в организме он свернут так, что полностью помещается в животе.

В кишечнике пища продолжает перевариваться, и помогает ей в этом печень. Она выделяет особую жидкость – желчь, которая способствует перевариванию. Человек не может жить без печени.

А теперь мы поговорим о том, как сохранить здоровье.

Здоровье – это самое ценное, что есть у человека, ведь его не купишь ни за какие богатства мира. Будучи больным и слабым, человек не сможет реализовать все свои мечты, добиться больших высот, прожить долгую, счастливую, а главное – полноценную жизнь.

Чтобы быть сильным, крепким, выносливым, очень важно с ранних лет придерживаться здорового образа жизни. Каждый ребёнок должен знать, что принесёт вред его организму, а что – укрепит его.

Здоровый образ жизни включает в себя:

соблюдение режима;
правильное питание;
активные занятия спортом;
личную гигиену;
полноценный отдых.

Правильно составленный режим дня – один из самых верных помощников при сохранении здоровья. Если честно его придерживаться, можно позабыть о многих проблемах с самочувствием, всегда быть активным, крепким и работоспособным.

При составлении режима дня очень важно, чтобы человек успевал не только посвящать много времени учёбе или работе, но также полноценно отдыхать, питаться, гулять на свежем воздухе и заниматься спортом.

Режим – это распорядок дел, действий, которые вы совершаете в течение дня. Вот основные правила режима дня школьника:

учёба должна чередоваться с отдыхом;
питание должно быть регулярным и в одно и то же время, не менее 3 раз в день;
просыпаться и ложиться спать нужно также в одно и то же время;
продолжительность сна – не менее 8 часов;
обязательны прогулки на свежем воздухе 1,5-2 часа в день;

Привыкнув к такому распорядку дня, организм всегда будет крепким и выносливым, а учёба будет даваться на удивление легко.

Правильное питание – очень важная составляющая крепкого здоровья и долголетия. Вместе с пищей человек получает все ценные вещества, которые помогают ему полноценно работать.

Очень важно, чтобы ежедневный рацион питания был разнообразным и полезным. Только так организм получит всё, что ему необходимо: белки, жиры, углеводы, витамины и минералы.

Свежие фрукты и овощи – залог правильного питания.

А вот от вредных продуктов стоит отказаться, поскольку ничего полезного они не принесут организму. К ним относятся различные сладости, чипсы, сухарики, газированные напитки.

Одним из самых вредных продуктов является всем известная Кока-кола. Напиток содержит очень много ортофосфорной кислоты, что способен удалить ржавчину с гвоздя всего за несколько часов! Представляете, какой вред он наносит человеческому организму?

Соблюдать правила личной гигиены – задача каждого школьника, ведь только так можно выглядеть чистым и аккуратным, а также защитить себя от вредных микроорганизмов.

Чтобы не прослыть неряхой и грязнулей, нужно выполнять следующее:

утром и вечером тщательно чистить зубы;
каждый день принимать душ или ванну и тщательно мыться с мылом;
раз в неделю подстригать ногти на руках и ногах;
1-2 раза в неделю мыть волосы;
в школьной столовой нельзя пользоваться чужими столовыми приборами и пить из чужой чашки;
также не стоит делиться с одноклассниками своей сменной обувью, расчёской, бутылочкой с водой.

Чтобы не болели зубы, чистить их нужно по всем правилам.

Если всегда придерживаться режима дня, полноценно питаться и не забывать о личной гигиене, можно надолго забыть о проблемах со здоровьем

Разбор типового тренировочного задания

Текст вопроса: Заполните таблицу, сортируя внешнее и внутреннее строение человека по колонкам.

Картинка 1

Картинка 2

Картинка 3

Картинка 4

Картинка 5

Картинка 6

Правильный вариант ответа

Внешнее	Внутреннее

Разбор типового контрольного задания

2. Текст вопроса: Как называются эти части тела у человека?

Правильный вариант ответа:


ухо	рот	нос	глаз	рука	нога

Учёные создали устройство, которое позволяет заряжать носимую электронику от тепла человеческого тела

Не секрет, что человеческое тело производит тепло, необходимое для поддержания жизнедеятельности организма. Группа исследователей из Университета Колорадо задалась вопросом: можно ли теплом тела питать электронику? Оказалось, что можно, и они доказали это, разработав носимое устройство, преобразовывающее тепло тела в электричество.

Исследователи предполагают, что подобные устройства, выполненные в форм-факторе колец или браслетов, в ближайшем будущем смогут питать носимую электронику. Учёные решили получше исследовать возможности термоэлектрических генераторов.

Конструкция разработанного ими устройства включает в себя модульные термоэлектрические чипы, динамический полиаминовый материал и жидкометаллическую электропроводку. Полное название разработки звучит как «Мягкий подключаемый модуль с жёсткой материнской платой». Устройство может растягиваться до 120 % от своего первоначального размера, что позволяет надеть его на руку в качестве браслета или кольца. Любопытной особенностью является его возможность к самовосстановлению. Если устройство разорвётся в каком-либо месте, концы разрыва достаточно просто прижать друг к другу, чтобы они склеились.

Ещё одной важной особенностью является то, что когда пользователю понадобится большее количество энергии, он может запросто объединить два или более термоэлектрических генератора для выработки большего количества электричества. По словам разработчиков, прогулка быстрым шагом позволит генерировать электричество с напряжением около 5 вольт в устройстве размером со спортивный браслет.

Конечная цель разработчиков состоит в том, чтобы можно было создать носимое устройство, такое как фитнес-трекер, не требующее батареи. Это довольно интересная концепция, которая может быть реализована в коммерческих устройствах в течение следующего десятилетия.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

3031

15161718192021

25262728293031

123

45678910

17181920212223

2728293031

1234

567891011

891011121314

11121314151617

28293031

1234

12345

6789101112

567891011

12131415161718

19202122232425

3456789

17181920212223

24252627282930

12345

13141516171819

20212223242526

2728293031

15161718192021

22232425262728

2930

Архивы

Мар

Апр

Май

Июн

Июл

Авг

Сен

Окт

Ноя

Дек

Метки

Настройки
для слабовидящих

Анатомия человека

О профессии

Анатомия традиционно и вполне заслуженно относится к числу фундаментальных дисциплин, в русле которых формируются материалистические представления о единстве человека с животным миром на Земле, о связях его организма с окружающей средой, о целостности организма и многообразии проявлений его жизнедеятельности, о развитии структурно-функциональных особенностей организма в онтогенезе и т. п. В 21 веке образовательный процесс в области медицины, в силу насыщенности информационной среды и изменившегося подхода аспирантов к освоению материала, требует применения новых способов подачи информации. Следуя этой тенденции, кафедра анатомии человека Российского Университета Дружбы Народов (РУДН) постоянно совершенствует учебные материалы и методики преподавания: разрабатываются современные учебные пособия, отвечающие повысившимся требованиям аспирантов к излагаемому материалу; совершенствуется система оценки знаний, учитывающая разностороннюю вовлеченность аспирантов в учебный процесс; делается упор на применение мультимедийных средств и интерактивных методик обучения. Специалисты с высшим медицинским, биологическим или фармацевтическим образованием, желающие реализовать свой интеллектуальный потенциал в сфере фундаментальной науки, выбирают обучение в аспирантуре по профилю «Анатомия человека». Выпускник аспирантуры приобретает полный набор универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций об устройстве тела человека на различных уровнях (от организменного до ультрамикроскопического и молекулярного) с учетом многочисленных разнообразных и динамичных формообразующих факторов (возраст, пол, тип телосложения и др. ), осваивает навыки препарирования трупного материала, позволяющие самостоятельно осуществлять исследовательскую и преподавательскую деятельность в рамках данной специальности.

Учебный процесс

Уже на первом курсе происходит интенсивное погружение в специальность. Аспиранты в процессе подготовки изучают полный комплекс образовательных дисциплин, проходят учебные и производственные практики по работе с анатомическими препаратами, с освоением навыков препарирования. Аспиранты, успешно освоившие программу, представляют научный доклад об основных результатах научной работы и сдают государственный экзамен в рамках государственной итоговой аттестации, что позволяет по окончании обучения получить квалификацию «Исследователь. Преподаватель-исследователь».

Практика

В рамках обучения аспиранты проходят научно-исследовательскую и педагогическую практики, а также под руководством профессоров кафедры проводят научные исследования в рамках диссертационной работы, проводят препарирование трупного материала. Анатомия сложилась как аналитическая наука, так как в ее основе лежит анализ, основанный на разложении сложноустроенного организма и отдельных органов на составляющие их элементы. Для этих целей в анатомии используются различные методы: рассечение (препарирование), просветление и избирательная окраска тканей, наливка кровеносных и лимфатических сосудов консервирующими жидкостями и окрашенными массами, рентгенография, компьютерная томография и другие современные методы исследования. Существуют также микроскопические методы познания строения элементов человеческого тела с применением оптических и электронных микроскопов, которые позволяют рассмотреть самые тонкие структуры.

Карьера

Успешно освоив образовательную программу, вы сможете вести научно-исследовательскую работу, преподавать анатомию в российских и зарубежных вузах, приобретёте профессиональные компетенции в создании, переводе, реферировании, редактировании, экспертизе научных публикаций различных типов. Главный инструмент вашей работы – работа с анатомическими препаратами и обучение им студентов. Начиная с должности ассистента выпускник аспирантуры РУДН в будущем сможет стать доцентом, профессором, а также руководителем кафедры анатомии.
В сфере научно-исследовательской деятельности в области морфологии решаются следующие задачи профессиональной деятельности: фундаментальные исследования в области экспериментальной и клинической анатомии,.
В сфере преподавательской деятельности по образовательным программам высшего образования: разработка и совершенствование методов преподавания анатомии с использованием виртуальных компьютерных технологий, отработка навыков препарирования отдельных органов и учебного трупа в целом, разработка учебных курсов по областям профессиональной деятельности, включая подготовку методических материалов, учебных пособий и учебников; ведение научно-исследовательской работы в образовательной организации, в том числе руководство научно-исследовательской работой студентов

Паспорт специальности ВАК 14.

03.01

Шифр специальности:

14.03.01 Анатомия человека

Формула специальности:

Анатомия человека – специальность, занимающаяся изучением происхождения и развития, форм и строения человеческого организма. Анатомия исследует устройство тела человека на различных уровнях (от организменного до ультрамикроскопического и молекулярного) с учетом многочисленных разнообразных и динамичных формообразующих факторов (возраст, пол, тип телосложения и др.).

Специальность отличается тем, что основным объектом ее изучения является тело человека. Вместе с тем широко распространены экспериментально-анатомические исследования, когда моделирование разнообразных средовых и других воздействий в определенной степени может быть перенесено на человека. Значение решения научных проблем данной специальности определяется исследованием неизвестных ранее закономерностей структурно-функциональной организации тела человека, различных его органов и тканей в условиях нормы.

Области исследований:

Исследование строения, макро- и микротопографии органов, их отделов, различных структурных компонентов у человека.
Определение нормативов строения тела, его частей, органов, их компонентов (в условиях нормы) с учетом возрастно-половой и другой типологии.
Анализ и градация разнообразных вариантов, индивидуальных особенностей и аномалий организации тела человека.
Определение анатомических преобразований тела, его частей в онтогенезе.
Изучение изменчивости анатомических структур тела в филогенезе.
Выявление влияния формообразующих факторов (пол, конституция, профессия, этнотерриториальные факторы и др.) строения человеческого тела.

Выявление действия разных экологических влияний, включая неблагоприятные, на развитие и становление тела человека, его отдельных органов, их структур, систем, аппаратов.
Исследование строения тела живого человека с применением разнообразных клинических и инструментальных факторов.

Отрасль наук:

биологические науки

медицинские науки

Строение и функции человеческого организма

Фундаментом человеческого организма является костный скелет, содержащий около 200 костей.

Скелет человека

Длинные (трубчатые) кости в основном составляют скелет верхних и нижних конечностей, плоские имеют вид пластин (грудная клетка, таз), короткие имеют относительно одинаковую ширину, длину и высоту (предплюсна, запястье). Те кости, которые из-за своеобразного строения не походят по своей форме на указанные, называются смешанными (височная кость и позвонки).

Кости человека соединяются между собой в зависимости от их назначения и функций. Выделяют подвижные, малоподвижные и неподвижные соединения.

Подвижные соединения костей осуществляются с помощью различных суставов: шаровидных, яйцевидных, седловидных, блоковидных, цилиндрических, плоских. Отсюда способность выполнять различные движения.

Малоподвижные соединения осуществляются с помощью хрящей -хрящевые сращения (ребра — с грудиной). Сращения посредством костного вещества (костное сращение) делают кости неподвижными (тазовые кости, кости черепа).

Кости служат защитным панцирем для большинства органов, предохраняя их от ударов и повреждений, а также являясь опорой. Панцирь этот довольно надежный, способен вынести большие нагрузки. Например, большеберцовая кость не ломается при воздействии груза в 1650 кг, а бедренная кость выдерживает растяжение в 1500 кг, что в 30 раз превышает обычную нагрузку.

Рис. 9. Скелет человека

I — ключица; 2 — лопатка; 3 — плечевая кость; 4 — лучевая кость; 5 — локтевая кость; 6 — кости запястья; 7 — пястные кости; 8 — фаланги пальцев; 9, 10 — грудина; 11 — ребра; 12, 14 — позвоночник; 13, 15, 16 — тазовые кости; 17 — бедренная кость; 18 — надколенник; 19 — большая берцовая кость; 20 — малая берцовая кость; 21 —таранная кость; 22 — кости предплюсны; 23 — пяточная кость; 24 — плюсневые кости; 25 — фаланги пальцев

В скелете человека различают череп, туловище, верхние и нижние конечности (рис.9).

Осью скелета человека является позвоночный столб, содержащий 33— 34 позвонка. Позвонок представляет собой массивное тело спереди, а сзади—дугу с отходящими от нее отростками. В канале, образованном дугой и телом, находится спинной мозг. К отросткам прикрепляются связки и мышцы,

Между позвонками находятся упругие хрящевидные диски. В зависимости от роста человека их усадка, как утверждают медики, колеблется в течение дня в пределах 0,5 — 5 см.

Грудная клетка состоит из тел грудных позвонков и 12 пар ребер, замыкаемых спереди грудиной. Сзади все ребра прикреплены к позвонкам, а спереди 10 пар верхних ребер соединены с грудной костью. В грудной клетке расположены сердце и легкие.

Конечности (верхние и нижние) делятся на три части. Верхние: плечо, предплечье, кисть; нижние: бедро, голень, стопа. Плечо состоит из плечевой кости, бедро — из бедренной, предплечье — из лучевой и локтевой костей, голень — из малой и большой берцовых костей.

Кисть состоит из запястья (8 костей), пясти (5 костей) — вместе они составляют ладонь — и фаланг пальцев (большой имеет 2 фаланги, остальные—по 3).

Стопа имеет аналогичное строение: предплюсна состоит из 7 костей, плюсна — 5 костей и фаланг пальцев (большой — 2, остальные — 3 фаланги).

Верхний плечевой пояс состоит из двух лопаток, прикрепленных к ребрам, и двух ключиц, которые одним концом прикреплены к одной из лопаток, а другим — к верхнему краю грудины.

Пояс нижних конечностей состоит из таза, который образован тазовыми костями и крестцовыми позвонками. Кости таза прочно соединены между собой и поддерживают органы брюшной полости.

Суставы

Суставы соединяют кости между собой. Полость суставов, где имеется суставная жидкость, заключена в суставную сумку, окруженную мышечной тканью. Суставные поверхности костей покрыты слоем хрящевой ткани.

Мышечная система

Мышечная система играет большую роль в осуществлении двигательной деятельности человека. Мышцы приводят в движение части тела, перемещают его в пространстве, обеспечивают ему определенное положение; принимают активное участие в процессе дыхания, движения крови по кровеносным сосудам.

Мышечная система состоит из двух видов мышечной ткани — гладкой и поперечнополосатой (скелетной). Гладкие мышцы находятся во внутренних органах (желудке, кишечнике и т. д.), кровеносных сосудах.

Скелетных мышц у человека более 600. Каждая представляет собой пучок мышечных волокон толщиной, не превышающей 0,1 мм, длина колеблется от 2 до 12 мм. В самой малойг мышце насчитывается несколько сот волокон, а в самой большой — несколько миллионов.

Например, при необходимости сгибания руки в локтевом суставе происходит значительное укорочение двуглавой мышцы плеча, плечевой мышцы и плечелучевой. Они выполняют одновременную работу в нужном направлении и называются сенергистами. В то же время происходит растягивание трехглавой мышцы плеча — антагониста. Растягиваясь, она находится в напряжении, тем самым создавая плавность движения и высокую точность. Сила сгибателей предплечья составляет около 150 кг и больше, а мышц, сгибающих голень, — 480 кг, что в 6 раз превышает массу тела.

Когда человек поднимает в руке груз массой 10 кг, то работающие мышцы испытывают нагрузку свыше 100 кг: вступает в силу закон рычага. Проигрывая в затрате усилия, выигрывается в расстоянии — предмет смещается не на миллиметры, а на дециметры.

Источником энергии для мышц главным образом является аденозин-трифосфорная кислота (АТФ). В результате сложных химических процессов вырабатывается мышечная энергия. Параллельно в мышцах накапливаются вредные вещества, приводящие к утомлению мышц. Во время отдыха вредные продукты обмена веществ удаляются из мышцы током крови. Через определенный промежуток времени (зависит от степени усталости) работоспособность мышцы восстанавливается.

Органы кровообращения

Центральным органом системы кровообращения является сердце. Оно представляет собой полый мышечный орган, разделенный продольной перегородкой на изолированные друг от друга левую и правую половины. Каждая половина имеет предсердие (в верхней части) и желудочек (в нижней части). Обладая свойством сокращаться, сердце, непрерывно расширяясь, наполняется кровью. При сокращении сердечной мышцы кровь из левого желудочка по артериям расходится по всему организму, из правого — проходит в легкие. Очищенная и обогащенная кислородом кровь с новым расширением сердца попадает из легких в левое предсердие, а из него — в левый желудочек. Из организма по венам возвращается в правое предсердие и снова в правый желудочек.

При каждом сокращении сердца кровь выходит толчками и под большим давлением. Эти толчки называются пульсом.

У здоровых людей в состоянии покоя сердце сокращается 60—70 раз в мин. У спортсменов, особенно выносливых, ритм значительно реже -около 40 раз в мин, т. е. у спортсменов сердце работает более экономично.

Органы дыхания

Центральным органом дыхания являются легкие.

Воздух через нос, гортань и трахею (дыхательное горло) попадает в легкие. Трахея, разделенная на две трубки, идет к левому и правому легким, где разветвляется на мелкие и мельчайшие бронхи и заканчивается альвеолами (легочными пузырьками).

Число дыхательных циклов в покое колеблется в пределах 12— 16 в мин, а при мышечной работе увеличивается до 60 и более. В этом случае альвеолы значительно расширяются, размеры их дыхательной поверхности увеличиваются, что приводит к более активному проникновению кислорода в кровь и выводу из организма углекислоты, тем самым совершенствуется дыхательная система.

Органы пищеварения

Обработка пищи, попадаемой в организм, проходит несколько этапов. Во рту она измельчается (пережевывается) и одновременно, смачиваясь слюной, подвергается химической обработке. Через пищевод продукты питания проходят в желудок. Здесь продолжается механическая (перемешивание, перетирание, разминание) и химическая обработка пищи (ферментами, соляной кислотой, слизью).

Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку, где происходит расщепление белков, жиров, углеводов, а затем в тонкий кишечник для ее окончательного переваривания. В кишечнике происходит всасывание питательных веществ в кровь и лимфу.

Нервная система

Регуляция жизнедеятельности организма осуществляется нервной системой, которая делится на центральную (ЦНС) и периферическую. К ЦНС относятся головной и спинной мозг, который состоит из белого и серого вещества.

Серое вещество состоит из огромного количества клеток, а белое представляет собой огромное скопление нервных волокон. Часть нервных волокон выходит за пределы мозга. Они и составляют периферический отдел нервной системы.

По одним волокнам идут сигналы от ЦНС на периферию — к органам и системам, по другим — в обратном направлении: от периферии к центру — от мышц, внутренних органов, органов чувств (зрение, осязание, слух и т. д.).

Кора головного мозга имеет свойство анализировать отдельно поступающую информацию из периферии, соединять ее в единое целое и в этой взаимосвязи корректировать действия всего организма, обеспечивая адекватность ответной реакции организма воздействию окружающей среды. Параллельно с физиологическими ЦНС выполняет и психомоторные функции.

Колос В. М. Баскетбол: теория, практика. — Мн.: Полымя, 1988. С. 27-29.

Новая технология может позволить дистанционное управление доставкой лекарств, зондированием и другими медицинскими приложениями — ScienceDaily

Исследователи Массачусетского технологического института, работая с учеными из Бригама и женской больницы, разработали новый способ питания и связи с устройствами, имплантированными глубоко в человеческий организм. тело. Такие устройства можно использовать для доставки лекарств, наблюдения за состоянием внутри тела или лечения болезней путем стимуляции мозга электричеством или светом.

Имплантаты питаются от радиоволн, которые могут безопасно проходить через ткани человека.В ходе испытаний на животных исследователи показали, что волны могут приводить в действие устройства, расположенные в тканях глубиной 10 сантиметров на расстоянии 1 метра.

«Несмотря на то, что эти крошечные имплантируемые устройства не имеют батареек, теперь мы можем общаться с ними на расстоянии вне тела. Это открывает совершенно новые типы медицинских приложений», — говорит Фадель Адиб, доцент в Media Lab Массачусетского технологического института и старший научный сотрудник. автор статьи, которая будет представлена на конференции Специальной группы по передаче данных Ассоциации вычислительной техники (SIGCOMM) в августе.

Поскольку они не требуют батареи, устройства могут быть крошечными. В этом исследовании исследователи протестировали прототип размером с рисовое зерно, но они ожидают, что его можно будет сделать еще меньше.

«Возможность обмениваться данными с этими системами без необходимости в батарее была бы значительным достижением. Эти устройства могли бы быть совместимы с условиями обнаружения, а также помогать в доставке лекарства», — говорит Джованни Траверсо, доцент в Бригам и женская больница (BWH), Гарвардская медицинская школа, исследовательский филиал Института интегративных исследований рака Коха Массачусетского технологического института и автор статьи.

Другими авторами статьи являются постдок Media Lab Юнфэй Ма, аспирант Media Lab Чжихонг Луо, а также постдок Института Коха и постдок BWH Кристоф Штайгер.

Беспроводная связь

Медицинские устройства, которые можно проглатывать или имплантировать в организм, могут предложить врачам новые способы диагностики, мониторинга и лечения многих заболеваний. Лаборатория Траверсо в настоящее время работает над различными системами для приема внутрь, которые можно использовать для доставки лекарств, контроля жизненно важных функций и обнаружения движения желудочно-кишечного тракта.

В мозг имплантируемые электроды, передающие электрический ток, используются для метода, известного как глубокая стимуляция мозга, который часто используется для лечения болезни Паркинсона или эпилепсии. Эти электроды теперь управляются устройством, похожим на кардиостимулятор, имплантированным под кожу, что можно исключить, если использовать беспроводное питание. Беспроводные мозговые имплантаты также могут помочь доставлять свет для стимуляции или подавления активности нейронов с помощью оптогенетики, которая пока не адаптирована для использования у людей, но может быть полезна для лечения многих неврологических расстройств.

В настоящее время имплантируемые медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы, содержат собственные батареи, которые занимают большую часть места на устройстве и имеют ограниченный срок службы. Адиб, который предполагает гораздо меньшие по размеру устройства без батарей, изучает возможность беспроводного питания имплантируемых устройств с помощью радиоволн, излучаемых антеннами за пределами тела.

До сих пор этого было трудно достичь, потому что радиоволны имеют тенденцию рассеиваться при прохождении через тело, поэтому они оказываются слишком слабыми, чтобы обеспечить достаточную мощность.Чтобы преодолеть это, исследователи разработали систему, которую они назвали «In Vivo Networking» (IVN). Эта система основана на массиве антенн, излучающих радиоволны немного разных частот. Когда радиоволны распространяются, они по-разному перекрываются и соединяются. В определенных точках, где верхние точки волн перекрываются, они могут обеспечить достаточно энергии для питания имплантированного датчика.

«Мы выбрали частоты, которые немного отличаются друг от друга, и при этом мы знаем, что в какой-то момент они будут одновременно достигать своих максимумов.Когда они одновременно достигают максимума, они могут преодолеть энергетический порог, необходимый для питания устройства », — говорит Адиб.

С новой системой исследователям не нужно знать точное расположение датчиков в теле, так как мощность передается на большую площадь. Это также означает, что они могут питать сразу несколько устройств. В то же время, когда датчики получают всплеск энергии, они также получают сигнал, говорящий им о передаче информации обратно на антенну.Исследователи говорят, что этот сигнал также может быть использован для стимуляции высвобождения лекарства, выброса электричества или импульса света.

Электроэнергия на дальние расстояния

В ходе испытаний на свиньях исследователи показали, что они могут передавать энергию на расстоянии до метра за пределы тела на датчик, который находится на глубине 10 сантиметров в теле. Если датчики расположены очень близко к поверхности кожи, они могут получать питание на расстоянии до 38 метров.

«В настоящее время существует компромисс между тем, насколько глубоко вы можете зайти и насколько далеко вы можете выйти за пределы тела», — говорит Адиб.

В настоящее время исследователи работают над тем, чтобы сделать передачу энергии более эффективной и передать ее на большие расстояния. По словам исследователей, эта технология также может улучшить приложения RFID в других областях, таких как управление запасами, аналитика розничной торговли и «умные» среды, позволяя отслеживать объекты и общаться на больших расстояниях.

Исследование финансировалось Консорциумом Media Lab и Национальными институтами здравоохранения.

Новое носимое устройство превращает тело в аккумулятор | CU Boulder сегодня

Исследователи из CU Boulder разработали новое недорогое носимое устройство, которое превращает человеческое тело в биологический аккумулятор.

Устройство, описанное сегодня в журнале Science Advances , достаточно эластично, поэтому его можно носить как кольцо, браслет или любой другой аксессуар, который касается вашей кожи. Он также использует естественное тепло человека, используя термоэлектрические генераторы для преобразования внутренней температуры тела в электричество.

«В будущем мы хотим иметь возможность питать вашу носимую электронику без необходимости включать батарею», — сказал Цзянлян Сяо, старший автор новой статьи и доцент Университета Пола М.Ради Департамент машиностроения в CU Boulder.

Эта концепция может звучать как что-то из серии фильмов The Matrix , в которых раса роботов поработила людей, чтобы собрать их драгоценную органическую энергию. Сяо и его коллеги не столь амбициозны: их устройства могут генерировать около 1 вольт энергии на каждый квадратный сантиметр кожного пространства — меньшее напряжение на площадь, чем у большинства существующих батарей, но все же достаточно для питания электроники, такой как часы или фитнес-трекеры.

Ученые ранее экспериментировали с аналогичными термоэлектрическими носимыми устройствами, но устройство Xiao эластичное, может самовосстанавливаться при повреждении и полностью пригодно для вторичной переработки, что делает его более чистой альтернативой традиционной электронике.

«Каждый раз, когда вы используете батарею, вы ее разряжаете, и, в конце концов, вам нужно будет заменить ее», — сказал Сяо. «Наше термоэлектрическое устройство хорошо то, что его можно носить, и оно обеспечивает постоянную мощность».

Высокотехнологичные шторы

Проект — не первая попытка Сяо объединить человека и робота.Он и его коллеги ранее экспериментировали с разработкой «электронной кожи», носимых устройств, которые выглядят и ведут себя так же, как настоящая человеческая кожа. Однако для работы этот эпидермис андроида должен быть подключен к внешнему источнику питания.

До сих пор. Последняя инновация группы начинается с основы, сделанной из эластичного материала под названием полиимин. Затем ученые вставляют серию тонких термоэлектрических чипов в эту основу, соединяя их все жидкими металлическими проводами. Конечный продукт выглядит как нечто среднее между пластиковым браслетом и миниатюрной материнской платой компьютера или, возможно, модным бриллиантовым кольцом.

«Наша конструкция делает всю систему растягиваемой, не вызывая больших нагрузок на термоэлектрический материал, который может быть действительно хрупким», — сказал Сяо.

Просто представьте, что вы на пробежку. Во время упражнений ваше тело нагревается, и это тепло будет излучаться в прохладный воздух вокруг вас. Устройство Сяо улавливает этот поток энергии, а не тратит его зря.

«Термоэлектрические генераторы находятся в тесном контакте с человеческим телом, и они могут использовать тепло, которое обычно рассеивается в окружающую среду», — сказал он.

Лего блоки

Он добавил, что вы можете легко увеличить эту мощность, добавив больше блоков генераторов. В этом смысле он сравнивает свой дизайн с популярной детской игрушкой.

«Что я могу сделать, так это объединить эти более мелкие единицы, чтобы получить более крупную единицу», — сказал он. «Это все равно, что собрать кучу маленьких деталей Lego в большую конструкцию. Это дает вам множество возможностей для настройки ».

Сяо и его коллеги подсчитали, например, что человек, совершающий быструю прогулку, может использовать устройство размером с обычный спортивный браслет, чтобы генерировать около 5 вольт электричества — это больше, чем могут собрать батарейки для многих часов.

Как и электронная кожа Сяо, новые устройства устойчивы, как биологическая ткань. Например, если ваше устройство порвется, вы можете сжать сломанные концы вместе, и они снова скрепятся через несколько минут. А когда вы закончите работу с устройством, вы можете окунуть его в специальный раствор, который отделит электронные компоненты и растворяет полииминовую основу — каждый из этих ингредиентов может быть использован повторно.

«Мы стараемся сделать наши устройства как можно более дешевыми и надежными, при этом они будут иметь минимальное воздействие на окружающую среду», — сказал Сяо.

Несмотря на то, что в дизайне все еще есть недостатки, он считает, что устройства его группы могут появиться на рынке через пять-десять лет. Только не говори роботам. Мы не хотим, чтобы они получали какие-либо идеи.

Соавторы новой статьи — исследователи из Харбинского технологического института Китая, Юго-Восточного университета, Университета Чжэцзян, Университета Тунцзи и Университета науки и технологий Хуачжун.

Беспроводная система может питать устройства внутри тела | MIT News

Исследователи Массачусетского технологического института, работая с учеными из Бригама и женской больницы, разработали новый способ питания и связи с устройствами, имплантированными глубоко в тело человека.Такие устройства можно использовать для доставки лекарств, наблюдения за состоянием внутри тела или лечения болезней путем стимуляции мозга электричеством или светом.

Имплантаты питаются от радиоволн, которые могут безопасно проходить через ткани человека. В ходе испытаний на животных исследователи показали, что волны могут приводить в действие устройства, расположенные в тканях глубиной 10 сантиметров на расстоянии 1 метра.

«Несмотря на то, что эти крошечные имплантируемые устройства не имеют батареек, теперь мы можем общаться с ними на расстоянии вне тела.Это открывает совершенно новые типы медицинских приложений », — говорит Фадель Адиб, доцент в Media Lab Массачусетского технологического института и старший автор статьи, которая будет представлена на конференции Специальной группы по передаче данных Ассоциации вычислительной техники (SIGCOMM). в августе.

Исследователи Массачусетского технологического института разработали технологию, с помощью которой можно удаленно запускать «умные таблетки» для доставки лекарств.

«Возможность обмениваться данными с этими системами без необходимости в батарее была бы значительным достижением. Эти устройства могут быть совместимы с определением состояний, а также помогать в доставке лекарств », — говорит Джованни Траверсо, доцент Бригама и женской больницы (BWH) Гарвардской медицинской школы, исследовательского отделения Института интегративного рака Коха при Массачусетском технологическом институте. Исследования и автор статьи.

Беспроводная связь

Медицинские устройства, которые можно проглатывать или имплантировать в организм, могут предложить врачам новые способы диагностики, мониторинга и лечения многих заболеваний. В настоящее время лаборатория Траверсо работает над различными системами для приема внутрь, которые можно использовать для доставки лекарств, контроля жизненно важных функций и обнаружения движения желудочно-кишечного тракта.

«Мы выбрали частоты, которые немного отличаются друг от друга, и при этом мы знаем, что в какой-то момент они достигнут своих максимумов одновременно.Когда они одновременно достигают своего максимума, они могут преодолеть энергетический порог, необходимый для питания устройства », — говорит Адиб.

Электроэнергия на дальние расстояния

В настоящее время исследователи работают над тем, чтобы сделать передачу энергии более эффективной и передать ее на большие расстояния. По словам исследователей, эта технология также может улучшить приложения RFID в других областях, таких как управление запасами, аналитика розничной торговли и «интеллектуальные» среды, позволяя отслеживать объекты и общаться на больших расстояниях.

Исследование финансировалось Консорциумом Media Lab и Национальными институтами здравоохранения.

Энергия человеческого тела Имплантируемое медицинское устройство без батарей

Исследователи из UCLA и Университета Коннектикута разработали новую биологически чистую систему хранения энергии, называемую биологическим суперконденсатором, которая работает с использованием заряженных частиц или ионов из жидкостей человеческого тела.Устройство безвредно для биологических систем организма и может привести к более долговечным кардиостимуляторам и другим имплантируемым медицинским устройствам.

Команду UCLA возглавлял Ричард Канер, выдающийся профессор химии и биохимии, материаловедения и инженерии, а исследователей из Коннектикута возглавлял Джеймс Руслинг, профессор химии и клеточной биологии. Статья об их конструкции была опубликована на этой неделе в журнале Advanced Energy Materials .

Кардиостимуляторы

— которые помогают регулировать аномальный сердечный ритм — и другие имплантируемые устройства спасли бесчисленное количество жизней. Но они питаются от традиционных батарей, которые в конечном итоге разрядятся и должны быть заменены, что означает еще одну болезненную операцию и сопутствующий риск заражения. Кроме того, батареи содержат токсичные материалы, которые могут представлять опасность для пациента в случае утечки.

Исследователи предлагают хранить энергию в этих устройствах без батареи. Суперконденсатор, который они изобрели, заряды, использующие электролиты из биологических жидкостей, таких как сыворотка крови и моча, и он будет работать с другим устройством, называемым сборщиком энергии, который преобразует тепло и движение человеческого тела в электричество — во многом так же, как и самоуправление. заводные часы приводятся в действие движениями тела владельца.Затем это электричество улавливается суперконденсатором.

«Комбинация комбайнов для сбора энергии с суперконденсаторами может обеспечить бесконечную мощность для имплантируемых устройств на всю жизнь, которые, возможно, никогда не потребуют замены», — сказал Махер Эль-Кэди, научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор исследования.

Современные кардиостимуляторы обычно имеют толщину от 6 до 8 миллиметров, а диаметр примерно такой же, как у монеты достоинством в 50 центов; примерно половину этого пространства обычно занимает аккумулятор. Новый суперконденсатор имеет толщину всего 1 микрометр, что намного меньше толщины человеческого волоса, а это означает, что он может повысить энергоэффективность имплантируемых устройств.Он также может сохранять свои рабочие характеристики в течение длительного времени, изгибаться и скручиваться внутри корпуса без каких-либо механических повреждений и накапливать больше заряда, чем энергетические литиевые пленочные батареи сопоставимого размера, которые в настоящее время используются в кардиостимуляторах.

«В отличие от батарей, в которых используются химические реакции с участием токсичных химикатов и электролитов для хранения энергии, этот новый класс биосуперконденсаторов накапливает энергию, используя легко доступные ионы или заряженные молекулы из сыворотки крови», — сказал Ислам Моза из Коннектикута. аспирант и первый автор исследования.

Новый биосуперконденсатор содержит углеродный наноматериал, называемый графеном, покрытый модифицированными человеческими белками в качестве электрода, проводника, через который электричество из сборщика энергии может входить или уходить. Новая платформа может в конечном итоге также использоваться для разработки имплантируемых устройств следующего поколения для ускорения роста костей, ускорения заживления или стимуляции мозга, сказал Канер, который также является членом Калифорнийского института наносистем UCLA.

Хотя суперконденсаторы еще не нашли широкого применения в медицинских устройствах, исследование показывает, что они могут быть пригодны для этой цели.

«Чтобы быть эффективными, безбатарейные кардиостимуляторы должны иметь суперконденсаторы, которые могут улавливать, накапливать и транспортировать энергию, а коммерческие суперконденсаторы слишком медленные, чтобы заставить их работать», — сказал Эль-Кади. «Наши исследования были сосредоточены на индивидуальной разработке нашего суперконденсатора для эффективного захвата энергии и поиске способа сделать его совместимым с человеческим телом».

Среди других авторов статьи — Чалла Кумар из Университета Коннектикута, Ашис Басу и Картик Кадимисетти.Исследование было поддержано Национальным институтом биомедицинской визуализации и биоинженерии Национального института здравоохранения, Национальным институтом гигиены окружающей среды Национального института здоровья и грантом EAGER Национального научного фонда.

Человеческое тело превратилось в батарею с носимым устройством

Недавно разработанное носимое устройство позволяет человеческому телу действовать как батарея, используя энергию тепла тела. Недорогое эластичное устройство, разработанное исследователями из Университета Колорадо в Боулдере, можно носить как кольцо или браслет.С помощью термоэлектрических генераторов внутренняя температура тела преобразуется в электричество.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances .

Цзянлян Сяо — старший автор исследовательской работы и доцент кафедры машиностроения им. Пола М. Рэди в CU Boulder.

«В будущем мы хотим иметь возможность питать вашу носимую электронику без необходимости включать аккумулятор», — сказал Сяо.

Соавторами статьи были различные исследователи из Харбинского технологического института Китая, Юго-восточного университета, Университета Чжэцзян, Университета Тунцзи и Университета науки и технологий Хуачжун.

Носимые устройства генерируют около 1 вольт энергии на квадратный сантиметр кожного пространства, что меньше напряжения на площадь, чем у большинства существующих батарей. И, несмотря на это, они вырабатывают достаточно энергии для электронных устройств, таких как часы. Поскольку полностью перерабатываемое устройство эластично, при повреждении оно может самовосстанавливаться.

«Каждый раз, когда вы используете батарею, вы ее разряжаете, и, в конце концов, вам придется ее заменить», — сказал Сяо. «Наше термоэлектрическое устройство хорошо то, что его можно носить, и оно обеспечивает постоянную мощность.”

Устройство

Основание носимого устройства изготовлено из полиимина, который обеспечивает его эластичность. В основание вставлен ряд тонких термоэлектрических чипов, соединенных жидкометаллическими проводами.

«Термоэлектрические генераторы находятся в тесном контакте с человеческим телом и могут использовать тепло, которое обычно рассеивается в окружающую среду», — продолжил он.

При добавлении дополнительных блоков генераторов мощность может быть увеличена.

«Что я могу сделать, так это объединить эти меньшие единицы, чтобы получить более крупную единицу», — сказал он. «Это все равно, что собрать кучу маленьких деталей Lego в большую конструкцию. Это дает вам множество возможностей для настройки ».

По расчетам команды, быстрая прогулка со спортивным браслетом может генерировать около 5 вольт электричества. Устройство бригады также чрезвычайно устойчиво: два сломанных конца можно сжать вместе, чтобы снова запечатать их в течение нескольких минут.После использования устройство может быть помещено в специальный раствор, который разделяет электронные компоненты при растворении полииминовой основы, что делает его многоразовым.

Сяо считает, что устройство может появиться на рынке через пять-десять лет.

Носимое устройство превращает человеческое тело в полезную батарею

Одна из фундаментальных концепций физики заключается в том, что энергия может быть преобразована из одной формы в другую. Это интересно, потому что это означает, что энергия, обычно используемая биологическими организмами, такими как люди, может быть преобразована в другие формы энергии, полезные для технологий. Например, средний человек потребляет около 100 ватт. Но, как и в любой другой системе, наш организм тратит довольно много энергии, потому что идеальная эффективность невозможна. Как и в случае с автомобилем, неэффективность вашего тела в основном выводится в виде отработанного тепла. Это маленькое носимое устройство собирает отходящее тепло и преобразует его в полезную электроэнергию.

Машины довольно часто используют какой-либо способ сбора потерянной энергии.Например, у многих электромобилей есть функция, называемая рекуперативным торможением. При этом электродвигатели используются в качестве генераторов для сбора кинетической энергии от инерции вашего автомобиля при замедлении. Но мы редко используем потерянную энергию собственного тела. Единственные распространенные устройства, которые в настоящее время делают это, — это часы с автоподзаводом, которые зависят от вашего механизма. Это носимое устройство, созданное исследователями из Университета Колорадо в Боулдере, работает аналогичным образом, собирая тепло, выделяемое вашим телом через кожу.Ключевым компонентом этого устройства является термоэлектрический генератор (ТЭГ), который вырабатывает электричество при разнице температур, например разнице между температурой вашей кожи и температурой окружающего воздуха.

Термоэлектрические генераторы обычно используются для промышленных применений, например как на электростанциях, где они используются для сбора отработанного тепла с целью повышения общей эффективности станции. Это устройство работает точно так же, только в меньшем масштабе. Маленькие ТЭГ помещаются на гибкие носимые пластыри, которые можно прикладывать к вашей коже.Размер этих пятен может варьироваться, чтобы соответствовать разным частям тела. Они не способны производить огромное количество электроэнергии, но небольшого участка достаточно для питания небольших устройств. Он потенциально может питать наручные часы, фитнес-трекер, медицинские устройства, такие как инсулиновые мониторы, и многое другое. Подобные технологии становятся все более востребованными по мере того, как носимые устройства становятся все более распространенными. В настоящее время команда работает над тем, чтобы сделать эту технологию максимально доступной и надежной, и они считают, что она может появиться в потребительских устройствах всего за пять лет.

Устройство нового типа с возможностью беспроводной зарядки

Многие недуги, например, нерегулярное сердцебиение, можно лечить с помощью электростимуляции внутри тела. Но современные технологии делают внутренние устройства, такие как кардиостимуляторы, очень громоздкими, потому что им нужны большие батареи. В некоторых случаях, например, при имплантации головного мозга, размер устройства делает имплантацию невозможной.

Возможно, это не станет серьезным препятствием в будущем, если технология, разработанная исследователями из Стэнфордского университета, окажется успешной.Вместо больших батарей они разработали метод беспроводной зарядки устройств глубоко внутри тела.

Они продемонстрировали использование устройства, регулируя сердцебиение кролика с помощью имплантата размером с рисовое зерно. Если такие устройства можно использовать в организме человека, их можно будет имплантировать даже в мозг для лечения таких состояний, как болезнь Паркинсона, где электрическая стимуляция правых нервных клеток может уменьшить дрожание, вызванное неисправной системой двигательных нейронов.

После того, как устройство вставлено в кролика, оно питается от металлической пластины, удерживаемой снаружи тела.Металлическая пластина подключается к аккумулятору не большего размера, чем в смартфонах. Пластина заряжает батарею за счет явления «индуктивной связи», при котором две катушки, расположенные в непосредственной близости друг от друга, могут обмениваться энергией посредством электромагнитного поля.

«Эти поля не сильно меняются ни в воздухе, ни в биологической ткани, поэтому физическая основа для зарядки медицинского имплантата существенно не отличается от, скажем, зарядки электрической зубной щетки», — сказал Хо. Технология была раскрыта в исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Такая «передача энергии в ближнем поле» ранее считалась слишком слабой для зарядки медицинских устройств. Хо решил эту проблему, сконструировав металлическую пластину таким образом, чтобы электромагнитные поля направлялись к устройству в виде луча.

Однако даже в этом случае мощность, передаваемая на устройство, составляет всего 2000 микроватт, что составляет четверть того, что требуется для питания кардиостимулятора человека, самого важного внутреннего устройства.

В настоящее время кардиостимуляторы оснащены батареей, рассчитанной на десять лет работы.Хотя устройство достаточно энергоэффективно, пользователю требуется серьезная операция по замене громоздкого устройства.

Даже если бы заряд был достаточно сильным, Роберт Пуэрс из Католического университета Лёвена, который разрабатывал свою собственную технологию для зарядки внутренних камер, сказал, что технология Хо не подходит для кардиостимуляторов.

«От кардиостимуляторов требуется 100% надежность, иначе пациент может умереть», — сказал Пуэрс. «Вместо этого это может быть использовано в кохлеарных имплантатах, которые помогают глухим пациентам.”

Другая проблема — это риск. Хо предполагает, что поля такого типа в основном безопасны. Но Пуэрс говорит, что воздействие электромагнитных полей на биологические ткани еще недостаточно изучено.

Любое медицинское устройство должно пройти строгие медицинские испытания, прежде чем оно попадет на рынок. Хо и его руководитель Ада Пун создали компанию Vivonda Medical, чтобы разработать технологию для использования на людях.

В случае успеха может быть много приложений. Помимо болезни Паркинсона и глухоты, другие заболевания, которые можно лечить только с помощью электростимуляции, включают эпилепсию, хроническую боль и недержание мочи.