Новую рабочую неделю, в которой мы узнаем имена новых нобелевских лауреатов, мы традиционно начинаем с дайджеста новостей прошлой недели, за которую мы узнали что-то новое о развитии мозга неандертальцев, о новых клетках головного мозга и о том, почему пиво так приятно.
Рисунок Сантьяго Рамон-и-Кахаля
Как ошибка в клеточных сигналах может привести к возникновению аутизма
Исследование группы учёных Школы медицины Университета Северной Каролины показывает, что удаление специфического белка в клетках-предшественниках приводит к нарушению развития мозга. Исследователи предполагают, что нарушение передачи клеточных сигналов может спровоцировать развитие аутизма, так как некоторые гены, ассоциированные с аутизмом экспрессируются уже в клетках-предшественниках нейронов.
По мере развития мозга эмбриона происходит крайне сложный каскад клеточных событий, начиная с клеток-предшественников нейронов – стволовых клеток, которые впоследствии преобразуются исключительно в нейроны, благодаря чему формируется кора головного мозга. Если этот каскад «неисправен», если хоть один белок в нём не выполняет свою работу, тогда мозг может развиться неправильно.
Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 67: как рос мозг неандертальца
Новое исследование, опубликованное в журнале Science, относится скорее к области палеоантропологии, однако важно и для нейронаук. Испанские и немецкие антропологи впервые обнаружили достаточно полные останки ребенка неандертальца. Частичного скелета с остатками черепа хватило, чтобы понять: мозг у нас и у неандертальцев развивался по-разному.
В новой статье внимание уделяется останкам, которые получили название El Sidrón J1, которые представляют собой неполный скелет из 138 отдельных образцов, включая 30 молочных и коренных зубов. Использование гистологии зубов позволило оценить возраст мальчика – между 7 и 8 годами (точная оценка – 7,7 лет). Исследователям удалось увидеть два кардинальных отличия развития неандертальца от развития современного человека.
Во-первых, у ребенка El Sidron J1 ещ1ё срослись ещё не все позвонки. У представителей вида Homo Sapiens аналогичный процесс завершается в 4–6 лет. А во-вторых, что самое интересное, изучение сохранившейся теменной части черепа позволило оценить объём головного мозга ребенка: 1330 кубических сантиметров, что составляет 85% от объёма мозга взрослого неандертальца.
При черепно-мозговой травме поможет витамин B1
Ученые выяснили, что при введении в организм пациента с черепно-мозговой травмой витамина В1 функции мозга восстанавливаются. Исследование специалистов факультета биоинженерии и биоинформатики и Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова опубликуют в журнале Shock.
Учёные обнаружили, что дисфункцию митохондриального полиферментного комплекса 2-оксоглутарат-дегидрогеназы при травме можно исправить, если ввести в организм тиамин, также известный как витамин В1 (тиамин).
Медузы тоже хотят спать
Учёные выяснили, что развитие центральной нервной системы не является основной причиной появления сна. В новой работе исследователи пронаблюдали за медузами и обнаружили цикличную смену времени бодрствования и отдыха.
Известно, что сон необходим организму для восстановления сил после долгих часов работы, а также для поддержания нормального внутреннего состояния — гомеостаза. Ответственность за регулирование процесса сна несут специальные нейроны, которые были обнаружены не только у млекопитающих, но и у рыб, насекомых, круглых червей. До недавнего времени для учёных такое обстоятельство означало, что сон возник вместе с развитием центральной нервной системой (ЦНС) как защитная реакция при утомлении. Недавняя работа исследователей позволила по-новому взглянуть на эту ситуацию: потребность в отдыхе обнаружили у животных без ЦНС.
Подробная карта пространства находится в теменной коре
В исследовании, которое появилось в сентябрьском номере журнала Neuron, команда во главе с Брюсом МакНотоном (Bruce McNaughton) из Школы биологических наук Университета Ayala поясняет, как мозг способен понимать и сообщать нам, насколько быстро и в каком направлении изменяется наше местоположение.
Теменная кора – это часть мозга, которая обрабатывает визуальные и прочие сенсорные данные, чтобы постоянно обновлять информацию о скорости и направлении движения. По сути в этой области коры строится виртуальная карта пространства, карта нашего тела, а также того, как наше тело в пространстве располагается.
Стимуляция блуждающего нерва частично вернула сознание «вегетативному» пациенту
Проблема восстановления пациентов из вегетативного состояния стоит в неврологическом сообществе давно и остро. Особенно обострилась эта дискуссия тогда, когда появилась возможность искусственного поддержания жизнеобеспечения в этих пациентах и возможности донорства ими органов. Поэтому каждое сообщение о восстановлении сознания вызывает очень большой интерес.
Новый случай описан в журнале Current Biology и опирается на применение уже знакомого неврологам метода – стимуляции блуждающего нерва (vagus), которая используется, например, при терапии эпилепсии и лечении депрессии. Неврологи из Университета Клода Бернара в Лионе имплантировали пациенту, который провел 15 лет в вегетативном состоянии стимулятор блуждающего нерва. После месяца стимуляции у мужчины начали наблюдаться заметные улучшения состояния.
Иммунные клетки помогут восстановиться после инсульта
Нейтрофилы известны нам как «пехота» в войне организма с инфекцией. Оказалось, что у них есть и другая функция: новое исследование показало, что эти иммунные клетки могут играть решающую роль в защите мозга от инсульта, а также использоваться при лечении внутримозговых кровоизлияний.
Проведенные за последние десятки лет исследования говорят о том, что нейтрофилы одними из первых реагируют на кровоизлияние: при этом они могут как повредить, так и исцелить мозг. Сейчас исследователи обнаружили, что интерлейкин-27 (ИЛ-27), контролирующий активность иммунных клеток, поможет нейтрофилам приносить только пользу.
Медвежья услуга» нейропластичности при болезни Паркинсона
В новом исследовании, опубликованном в Neuron, ученые Северо-Западного университета выяснили, что чрезмерная активность бледного шара ведет к нарушению движений на поздних стадиях болезни Паркинсона.
Авторы исследования пришли к выводу, что традиционная модель болезни Паркинсона не совсем правильная. По словам Марка Бевана — доктора философии, профессора физиологии Медицинского колледжа Северо-Западного Университета — преобладает мнение, что симптомы болезни Паркинсона, в том числе постоянно повышенный мышечный тонус связаны с деструктурированием субталамического ядра, входящего в состав базальных ганглиев.
Научно доказано: скука вгоняет в сон
Мы часто боремся со сном и бодрствуем тогда, когда нужно максимально сосредоточиться для того, чтобы сделать что-то нужное, но испытываем непреодолимое желание заснуть тогда, когда нам скучно и нет мотивации к действию. Исследователи из Университета Цукубы выяснили, откуда берётся эта связь сонливости и скуки. В статье, опубликованной в Nature Communications, говорится о том, что часть мозга, связанная с мотивацией и удовольствием – прилежащее ядро – также может вызывать сон.
Как бутылка поможет создать защиту от черепно-мозговых травм
Исследование, проведённое в Университете Бригама Янга, демонстрирует альтернативный метод для прогнозирования кавитации. Его можно использовать для того, чтобы лучше спрогнозировать формирование травм головного мозга, полученных в результате высокоскоростных и больших по силе воздействий.
Судя по многочисленным видеороликам на канале «YouTube», достаточно сильный удар по верхней части бутылки, наполненной жидкостью, может легко разрушить её дно. Применив к изучению этого феномена научный метод, учёные теперь надеются использовать новые знания, чтобы преуспеть в гораздо более серьёзном деле: исследовании мозга.
Мозг диктует то, как организм должен развиваться
Согласно исследованию учёных Университета Тафтса, мозг начинает играть крайне важную роль в становлении организма намного раньше, чем считалось до этого. Например, мозг лягушки в эмбриональной фазе напрямую влияет на рост мышц и нервов и защищает эмбрион от агентов, которые могут привести к дефектам развития. При этом сам он продолжает развиваться.
Статья, опубликованная в Nature Communications, поможет расширить понимание человеческой нейропластичности и найти более эффективные способы для устранения врождённых дефектов, лечения травм и регенерации сложно устроенных органов.
Оптогенетика получит новый молекулярный «стартер»
Молекулярные биологи изучили белок, который станет новым инструментом в оптогенетике и может быть использован для управления мышечными и нервными клетками. Работа по исследованию светочувствительного белка NsXeR из класса ксенородопсинов опубликована в журнале Science Advances международным коллективом учёных из МФТИ, Института структурной биологии и исследовательского центра Юлих.
Авторы работы описали новый инструмент для оптогенетики — белок NsXeR из класса ксенородопсинов. Он способен активировать отдельные нейроны, заставляя их посылать заданные сигналы в нервную систему под действием света. Помимо применений в исследованиях нервной системы ксенородопсины могут занять нишу управления мышечными клетками.
В пиве найдено вещество, повышающее настроение
В преддверии одного из любимейших немцами, да и вообще людьми по всему миру праздников – Октоберфеста – исследователи из Университета Фридрих-Александер Эрланген-Нюрнберг (FAU) научно показали: пиво действительно поднимает настроение. Они изучили 13 000 пищевых компонентов для того, чтобы выяснить, насколько они стимулируют центр вознаграждения в мозге и улучшают самочувствие. Оказалось, что хорденин (hordenine), который содержится в ячменном солоде и, соответственно, в пиве, отлично справляется с этой задачей.
Обнаружены клетки мозга, контролирующие аппетит
Учёные Уорикского Университета в Ковентри обнаружили, что танициты контролируют аппетит. Они улавливают аминокислоты в пище и непосредственно «сообщают» мозгу, когда человек насытился. Результаты исследования, опубликованного в журнале Molecular Metabolism, могут радикально изменить принципы диет.
Найден механизм, дающий представление об уровне освещённости
Нейробиологи из Бостонской детской больницы описали то, как мы ощущаем максимальную и минимальную освещённость в среде обитания. Они обнаружили и описали в журнале Cell, как клетки в сетчатке глаза распределяются связями по определённым нейронам, настроенным на различные диапазоны интенсивности света.
Новая разработка позволит снять тревогу
В Лондонской больнице Chelsea and Westminster Hospital завершились испытания специального устройства для снижения стресса перед операцией — Breathing Stone. Разработка помогла 200 пациентам с помощью настройки их дыхания преодолеть тревогу перед хирургическими вмешательствами.
Ситуация с повышенной загрузкой медицинского персонала, наблюдаемая в лондонских больницах, становится одной из причин скопления очередей и повышения уровня стресса пациентов перед операцией. Для того чтобы улучшить это положение, больницы стараются изменить качество ожидания и используют различные программы и стратегии. В рамках этого Chelsea and Westminster Hospital совместно с благотворительной организацией CW+ и сотрудниками BioBeats разработали Breathing Stone – «дыхательный камень».
Подготовил Алексей Паевский
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
