Заместитель главного редактора портала Neuronovosti.Ru Aнна Хоружая заняла второе место в конкурсе Tech in Media`17 в номинации «Науки о жизни». Анна участвовала в конкурсе с циклом статей «Нейронауки для всех». Мы воспользовались этим поводом для того, чтобы собрать все материалы цикла в одной новости. Цикл пока что делится на четыре тематические группы: базовые статьи, рубрика «Детали» — о различных клетках и функциональных участках головного мозга и рубрика «Методы», о методах нейронаук, а также рубрика «История болезни» — о различных неврологических заболеваниях. Количество материалов постоянно растет.
Базовые статьи
Базовые статьи: как появляется нервная система
Давайте заглянем в наше далёкое-далёкое прошлое – в то время, когда каждый из нас был ещё яйцеклеткой с двойным ядром, образовавшимся сразу после слияния с ней сперматозоида. Наверняка вы видели прекрасные анимационные фильмы, созданные нашими зарубежными коллегами, которые демонстрируют весь процесс метаморфоз одной клетки в целый организм вплоть до его рождения. Но что в этот момент происходит с нервной системой? Как появляется наиболее сложный в организации орган со всеми путями и «нитями», что связывают его даже с самыми дальними уголкам тела? В этом мы сегодня с вами попытаемся разобраться.
А начинается всё с деления.
Базовые статьи: клетки нервной системы
Наш мозг – огромный мегаполис, дорожная инфраструктура которого напоминает связи и проводящие пути; по ним с огромной скоростью и частотой подобно спорткарам проносятся сигналы, а разные линии жилых районов имитируют различные уровни организации головного мозга. Здесь есть разделение труда, «неравноправие», доминирование, свои валюты и множество других вещей, которые так или иначе напоминают жизнь людей в крупном городе-миллионнике. Наша нервная система состоит из приблизительно 86 миллиардов нервных, и почти такого же количества (85 миллиардов глиальных клеток и от ста до пятисот триллионов синапсов (соединений). При этом она чрезвычайно разнолика и имеет в своём арсенале около сотни клеточных типов, которые способны строить тысячи связей между собой и создавать настоящие клеточные ансамбли.
Базовые статьи: потенциал покоя
Итак, когда мы с вами немного разобрались со строением нервной ткани и её основных единиц, давайте поговорим об одной из её основных функций — передаче информации. На что похож язык нейронов, из каких «слова» он состоит, какая особенность микростроения позволяет клеткам «разговаривать» и почему покой дорогого стоит? Сегодня мы попытаемся ответить на все эти вопросы.
На самом деле процесс, о котором мы будем вести беседу, обеспечивает возможность жизни как таковой в принципе. Благодаря ему бьётся наше сердце, дышат лёгкие, работают мозг, периферическая нервная система, обеспечивая слаженное взаимодействие всех органов. Не было бы этого всего – не было бы жизни, и как только клетки теряют свою некоторую характерную особенность, которая помогает обеспечивать их взаимодействие со средой, они погибают. Что же это?
Базовые статьи: потенциал действия
…На них надвигалась огромная волна. Однако, всё, что они могли делать – наблюдать, как она стремительно приближается, безжалостно переворачивая привычное равновесие. Они жили вмурованными в двухслойную почву под ногами, оберегали свои врата от внешних посягательств и не впервые переносили подобное цунами, но каждый раз испытывали леденящий всё их естество трепет. В течение лишь нескольких миллисекунд один за одним всё ближе распахивались врата их товарищей, не выдерживая напора, и в них с бешенной силой и победными возгласами устремлялись толпы постоянно дежуривших неподалёку «противников»… Они понимали, что до полной капитуляции оставались считанные мгновения. За их спинами уже расположились налившиеся силой воины, которые были готовы, как только падут последние двери, нестись что есть мочи к следующей крепости, унося с собой необходимые для доставки союзникам ценные сведения. Три… Два… Один.
Детали
Детали: клетки Пуркинье
Нервная система состоит из большого количества типов клеток, а мозг имеет много различных отделов, которые постоянно упоминаются в наших новостях и статьях. Первая статья цикла «детали» будет посвящена одному из самых известных типов клеток в мозжечке (структуре, статья о которой еще впереди): клеткам Пуркинье.
Детали: стриатум
Когда в очередной научной новости рассказывается о поведении человека, мотивации к деятельности или о том, как лучше обучаться, то почти всегда упоминается система вознаграждения. Об анатомической структуре мозга, которая как раз за это отвечает, и пойдёт речь.
Детали: таламус и его ядра
Рассказы о том, что в мозге даже совсем небольшие структуры выполняют важные функции, уже давно ни у кого не вызывают удивления. Но всё же осознание того, что участки ещё меньшего размера в тех же самых структурах тоже по-разному работают и много за что ответственны, вызывает восхищение. Пришёл черёд рассказать про крохотный таламус и его ядра.
Детали: ядра гипоталамуса
Структура мозга настолько сложна и состоит из такого большого числа компонентов, что порой небольшие группы находящихся рядом нейронов могут иметь разные функции. Так и с ядрами гипоталамуса, о некоторых из которых мы уже упоминали. Но мы говорили вскользь, а хотелось бы рассказать немного подробнее, чтобы дать общее представление об их расположении, многочисленности и разнообразии функций. И ещё раз убедиться в том, насколько сложна регуляция всего организма.
Методы: электроэнцефалография
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод исследования головного мозга, с помощью которого можно «прочитать» его электрическую активность и представить результаты в виде графического изображения.
Мозг — структура очень замысловатая, в нем постоянно происходят сложные колебательные электрические процессы, которые можно зарегистрировать, расположив электроды на поверхности мозгового вещества, если черепная коробка отсутствует (электрокортикография) или на коже головы. Так каким же образом нейроны дают кожным электродам снаружи запечатлеть их активность?
Методы: транскраниальная магнитная стимуляция
Почти наверняка при слове «лечение» всем на ум приходит ассоциация с лекарствами, которые нужно принимать внутрь, вводить с помощью шприца, системы или наносить на кожу. Получается, что под лечением зачастую подразумевается использование каких-то конкретных веществ. Но это не совсем верно, и не стоит забывать про другие возможности воздействия на организм человека. Например, про транскраниальную магнитную стимуляцию, о которой мы поговорим сегодня.
Методы: компьютерная томография
Мы уже опубликовали четыре материала, рассказывающие самые основы нейронаук. Но ни одна наука не может существовать без инструментов, которыми она получает знания. К медицинским и биологическим наукам (к коим относятся нейронауки) это справедливо вдвойне. Поэтому параллельно с общим курсом «нейрофизиологии для чайников» мы будем вести еще две серии рассказов: о методах нейронаук и о нейроанатомии, каждой из сотен деталей мозга, имеющих свою функцию и название. Сегодня мы поговорим об одном из способов узнать, что творится у нас в голове, не вскрывая черепную коробку: компьютерной томографии.
Методы: магниторезонансная томография
Мы продолжаем рассказывать об основных инструментальных методах нейронаук. И сейчас дошла очередь до любимой игрушки доктора Грегори Хауса, грозы терминаторов последнего поколения: МРТ. Магниторезонансная томография (МРТ) — метод получения изображений внутренних органов человека, основанный на явлении ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). Что же это такое?
Методы нейронаук: фМРТ — измеряем активность
Магниторезонансная томография дает исследователю очень много информации об анатомическом строении органа, ткани или другого объекта, который попадает в поле видимости. Однако, чтобы сложилась целостная картина происходящих процессов, не хватает данных о функциональной активности. И для этого как раз существует BOLD-функциональная магнитно-резонансная томография (BOLD — blood oxygenation level dependent contrast, или контрастность, зависящая от степени насыщения крови кислородом).
Методы: позитронно-эмиссионная томография
Медицина знает немало случаев, когда у внешне здоровых людей обнаруживались запущенные злокачественные новообразования либо с затрагиванием множества регионарных лимфоузлов, либо и вовсе с метастазами в другие системы органов. При этом людей ранее даже могли обследовать, делая рентген или проводя КТ. Очень точно опухоли мозга – например, глиомы – видит МРТ. Но иногда для того, чтобы найти опухолевый процесс на ранней стадии развития, бывает недостаточно даже сверхточных «фотографий» внутренних органов. Кроме того, очень хочется увидеть активность работы мозга – и функциональной магниторезонансной томографии может не хватить. И тогда в действие вступает позитронно-эмиссионная томография или просто ПЭТ (не путать с материалом для бутылок – полиэтилентерефталатом!).
Методы: оптогенетика
Возможность стирать память или задавать новые воспоминания, управлять движениями и поведением кажется уделом фантастических фильмов, но на самом деле этот способ уже появился и называется он «оптогенетика». В ней объединяются воедино знания о генах, законы оптической физики и чистая нейровизуализация, позволяющая точно картировать области различных функций. Всё, что вам нужно – найти предполагаемые клетки, которые могут участвовать, например, в процессах запоминания, генетически их изменить, встроив светочувствительный белок, а затем подвести свет, который будет в определённое время их «включать» или «выключать». И все, «инструмент» по управлению функциями мозга готов.
Методы: гамма-нож
Что первое может прийти в голову людям, услышавшим термин «гамма-нож»? Возможно, у некоторых в памяти всплывут сцены из фильма «Звездные войны», а кто-то подумает о фантастическом оружии будущего по типу бластеров. На самом деле никакое это не будущее, а уже вполне настоящее, причём, приносящее немалую пользу людям уже в течение как минимум 50 лет. И да, его можно назвать оружием, только борется оно не с солдатами-повстанцами, а с внутренними «врагами» в теле человека, и, если быть совсем точными – с опухолями головного мозга. Совершенно верно, гамма-нож – одна из типов операций в стереотаксической радиохирургии, которая позволяет без внедрения в ткани головного мозга точечно воздействовать гамма-лучами на опухоль и её обезвреживать, прекращая рост клеток.
История болезни
История болезни: глиомы
Рак мозга – один из самых страшных диагнозов. Но обычно, когда так говорят, принято считать, что в мозге возникает опухоль из нервных клеток. И чаще всего это не так. Четыре пятых от всего количества злокачественных опухолей мозга занимают опухоли, вырастающие из ростков глии, «вспомогательных» клеток нервной системы – астроцитов и олигодендроцитов (подробнее о том, из каких клеток состоит мозг, можно прочитать в нашей статье).
История болезни. Аутизм: 50 оттенков одного заболевания
Термин «расстройство аутистического спектра» регулярно использовался ещё до выхода последней версии международного диагностического и статистического руководства по психическим расстройствам DSM-5. Само же нарушение, скорее всего, существовало на всём протяжении истории человечества, по крайней мере, если считать аутизм неврологическим расстройством, а не последствием плохого воспитания или каких-либо факторов внешней среды. Несмотря на всю сложность и серьёзность, аутизм не считали отдельным самостоятельным расстройством почти до середины XX века. По словам Адама Фейнштайна, автора книги «История аутизма: беседы с пионерами», на полное описание истории такого комплексного нарушения потребовалось бы несколько томов. В этой статье мы лишь коротко расскажем о некоторых основных моментах «становления» РАС.
Подготовил Алексей Паевский
Powered by WPeMatico
