Нейроновости: обзор публикаций. Неделя 20-26 ноября 2017 года

Дата: 27 ноября 2017, 14:39

Настало время для традиционного понедельничного обзора материалов нашего портала за прошедшую неделю. За эти семь дней было много «вкусного»: целых три материала из Nature и Science, много интересных материалов из рубрики «Нейростарости», биография Пьера Мари и большой обзор о микроглии, а также очень много интересных новых работ.


Нейроновости

Семья Дмитрия Хворостовского призвала поклонников жертвовать на исследования рака мозга

Безусловно лучший российский оперный певец за последние десятилетия, Дмитрий Хворостовский скончался от рака мозга 22 ноября 2017 года в Лондоне. Сегодня на странице артиста в Facebook появилось сообщение о том, что семья призывает многочисленных поклонников певца по всему миру не покупать и не присылать цветы, а пожертвовать аналогичную сумму на борьбу с онкологическими заболеваниями центральной нервной системы.


Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 71: новая глава в отношениях сна и памяти

Используя инновационную технологию NeuroGrid, учёные снова показали, что сон усиливает связь между двумя областями мозга, в которых формируются воспоминания: гиппокампом и корой.

Мы уже писали о том, что, что высокочастотные «всплески» нейронной активности гиппокампа, называемые рябью, имеют самую непосредственную роль в сохранении памяти. Нынешнее же исследование с помощью новой технологии, разработанной в Колумбийском университете Нью-Йорка, подтвердило наличие этой ряби и обнаружило её в определённых областях ассоциациативных зон неокортекса – области на поверхности мозга, которая занимается обработкой сложной сенсорной информации.

Используя ультрасовременную систему NeuroGrid, они сделали возможной одновременную запись нескольких структур мозга крыс, в том числе и глубоких, во время медленного сна (NREM), который продолжается за всю ночь наиболее долго. NeuroGrid состоит из набора крошечных электродов, соединённых вместе, которые укладываются в область мозга так, что каждый электрод может непрерывно контролировать активность одного конкретного набора нейронов.


Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 72: Расшифрована структура белка для оптогенетики

Коллаборация учёных из МФТИ, Forschungszentrum Jülich, ESRF, IBS  и MPI получила трёхмерную структуру канального родопсина ChR2 — мембранного белка, который широко используется в оптогенетике для управления нервными клетками при помощи света. Статья опубликована в престижном журнале Science. Там же вышел отзыв о ее значимости одного из ведущих ученых в этой области.

«Получением структуры, безусловно, занималось много разных групп по всему миру с самого открытия ChR2 в 2003 году, однако без особых успехов — до сих пор структуры белка в его естественном виде известно не было. Наличие структуры позволит оптогенетике делать осмысленные мутации в белке, подстраивая его под конкретные эксперименты. Конечно, раньше это было невозможно и большинство мутаций делались трудоёмким перебором или на основании структур родственных белков», — комментирует открытие Валентин Борщевский, заместитель заведующего лабораторией перспективных исследований мембранных белков МФТИ и первый автор статьи.


Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 73: зонд, который позволяет одновременно записать активность сотен нейронов

Запись электрической активности коры мозга животных – это один из самых распространенных методов в нейробиологии. Современные электроды (если быть более точными – внеклеточные зонды), имплантируемые в мозг, позволяют получать очень хороший сигнал, но вот беда: каждый зонд позволяет достигать замечательного пространственного и временного (субмиллисекундного) разрешения сигнала, но одновременно получать данные с нескольких дюжин нейронов. Новая публикация в Nature американских и бельгийских исследователей призвана исправить ситуацию.

Группа из Медицинского института Говарда Хьюза в сотрудничестве со специалистами Калифорнийского университета, Института науки о мозге имени Аллена и бельгийского научного Центра микро- и наноэлектроники разработали электродную кремниевые зонды Neuropixels длиной в 10 мм и 70х20 микрометров в сечении, на поверхности которых расположено 960 CMOS-датчиков из обладающего низким сопротивлением нитрида титана, которые одновременно передают данные по 384 каналам.


Почему головная боль – самая мучительная?

Головная, а также зубная, ушная, глазная и лицевая боль кажутся более сильными и мучительными, чем другие виды боли, из-за иного механизма обработки сигналов сенсорных нейронов мозгом. Это установила команда учёных из Университета Дьюка.

Болевые сигналы от головы и других частей тела поступают в мозг через разные группы сенсорных нейронов. Однако, даже если предположить, что болезненные ощущения в области головы оказываются сильнее, это не объясняет более выраженного страха и эмоциональных страданий, которые испытывают пациенты с головной (зубной, глазной и прочей) болью. Их самоотчёты подкрепляются результатами функциональной МРТ – головная боль вызывает большую активность в миндалевидном теле – области мозга, участвующей в эмоциональных переживаниях, –чем боль в других частях тела.

Чтобы разобраться в этом феномене, исследователи провели несколько экспериментов на мышах.


Виртуальная реальность: погружение в мышиный мозг (видео)

Новая система на основе погружения в виртуальную реальность позволяет уникальным образом визуализировать анатомические структуры в 3D. Она разработана группой исследователей из Женевского университета и Центра био- и нейроинженерии в Виссе.

Зачем нужна эта система? Своё применение она может найти в разнообразных нейроинженерных разработках, хирургических тренажерах и инструментах позиционирования. Её описание представлено 15 ноября на ежегодном конгрессе Society for Neuroscience в Вашингтоне.

Теперь пользователи VR-очков могут заглянуть прямо внутрь мышиного мозга и увидеть его 3D-структуру в клеточном разрешении. Интерактивные ручные манипуляторы позволяют легко взаимодействовать с данными и выполнять зуммирование, выделение, выбор и фрагментацию виртуального объекта.


При обучении важно избавиться от лишних нейронов

Оказывается, со временем мозг удаляет или переназначает на новые задачи нейроны, которые создаёт в процессе обучения новым знаниям или навыкам.

«Объём мозговой материи увеличивается на начальных этапах обучения, а затем частично или полностью ренормализуется», –  говорит Элизабет Венгер, невролог из Института развития человека Общества Макса Планка в Берлине. «Кажется, это эффективный способ для мозга: сначала изучить все возможности, затребовать различные структуры и типы клеток, а затем выбрать лучшие и избавиться от тех, которые больше не нужны».

Нейроны и глиальные клетки здесь выступают в качестве актёров, прослушивающихся для фильма, который режиссирует мозг. На «пробы» приглашается избыточное количество кандидатов, и основываясь на том, какие клетки функционируют наиболее эффективно, мозг отклоняет лишних или назначает их на другие роли.


Люди с ранней стадией деменции хуже распознают лица

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, исследователи из Университета Кумамото выяснили, что пожилые люди с умеренным когнитивным расстройством (MCI) распознают и запоминают лица хуже, чем их здоровые сверстники. Также их поведение при запоминании лица отличается от стандартного, и этот факт поможет добавить новую методику для раннего распознавания предвестников болезни Альцгеймера.

MCI представляет собой состояние, в котором когнитивные функции, такие как память или способность мыслить, уменьшаются, но остаются на уровне, который существенно не влияет на повседневную жизнь.

Исследования визуализации головного мозга показывают, что его области, отвечающие за память и визуальную обработку человеческих лиц у людей с MCI, структурно и функционально трансформируются.

Исследователи показывали испытуемым из групп MCI и контрольной (HCs) изображения дома или человеческого лица, которые требовалось запомнить и найти в позднее выданных наборах изображений домов и лиц. У испытуемых с MCI эффективность запоминания оказалась ниже для изображений лица, чем для изображений дома, а у контрольной группы этой разницы между наборами не наблюдалось.


Память записывается на «низких частотах»

Группа нейробиологов из Университета Пенсильвании построила первую карту электрической активности мозга, основанную на данных почти 300 пациентов со вживлёнными в мозговую ткань электродами. Оказалось, что для связи между фронтальной и височными долями – ключевыми областями мозга, которые участвуют в обработке памяти – в первую очередь характерны низкочастотные ритмы активности.

Эта работа, опубликованная в журнале Nature Communications, стала частью проекта «Восстановление активной памяти» (RAM), который ведёт Агенство перспективных исследований в области обороны (DARPA) в США. Она разъясняет, как разные области мозга взаимодействуют во время когнитивных процессов, например, при формировании памяти. Хоть многие учёные до этого и пытались изучить эти функции с помощью неинвазивной фМР-визуализации, но всё же самые точные данные могут поступать только из глубин мозга нейрохирургических пациентов.


 Нейростарости

 

Боль и удовольствие от грустной музыки

Kiss me hard before you go

Summertime sadness… 

Узнаёте песню Ланы Дель Рэй? Считается, что она одна из самых «грустных летних песен». А вот что же происходит с нами, когда мы вспоминаем или слушаем сей незатейливый мотивчик? Уж точно не грустим. Исследователи из университетов Дарема, Великобритания, Ювяскюля и Финляндии заявили, что грустная музыка представляет собой своеобразную терапию для души и может поднять настроение. Или наоборот.

В эксперименте участвовали 2436 человек. Музыковеды и нейрофизиологи провели три крупномасштабных исследования в Великобритании и Франции, чтобы выяснить, как отражаются в мозге эмоциональные переживания при прослушивании грустной музыки.

В публикации научного журнала PLOS ONE исследователи указали, что большинство опрошенных имели приятное «послевкусие» от услышанной музыки. Оно приводило к улучшению настроения, чувству удовольствия, комфорта, воспоминаниям о путешествиях.

Тем не менее, значительная часть людей также сообщили о переживаниях, во время прослушивания, которые связаны с личной потерей (смерть близкого человека, развод, разлад) или другими значительными невзгодами в жизни.


Парацетамол убивает сострадание

Парацетамол — хорошо известное лекарство. Его применяют где можно, и где нельзя. Безрецептурность и дешевизна этого препарата вкупе с активной рекламой лекарств, содержащих ацетаминофен (парацетамол, ацетаминофен, APAP — равнозначные названия препарата) делают особенно тревожными результаты ученых из Университета Огайо, опубликованные в Social Cognitive and Affective Neuroscience. Оказывается, парацетамол не только сбивает температуру и обезболивает, он еще и мешает воспринимать чужую боль. Или радость. Другими словами, это лекарство убивает эмпатию.

 


Бессонница на МРТ

Бессонница, или, говоря научным языком, инсомния — очень распространённая проблема. Китайские учёные, занявшиеся изучением инсомний, при помощи весьма замысловатой техники МРТ сумели показать, что этот недуг связан с изменениями в белом веществе головного мозга. Статья об открытии опубликована в журнале Radiology.

Учёные из 2-го госпиталя провинции Гуандун, расположенного в городе Гуанчжоу применили для изучения бессонницы на материале 23 страдающих первичной (не вызванной лекарствами) инсомнией и 30 здоровых человек метод диффузионно-тензорной визуализации.

Результаты трактографии показали, что у пациентов с инсомнией значительно снижена целостность проводящих путей в белом веществе  в некоторых правополушарных регионах и в таламусе, отвечающем за сознание, сон и бодтствование. Более того, аномалии в таламусе и мозолистом теле — самом крупном скоплении белого вещества в мозге оказались связаны с длительностью бессонницы у пациентов и уровнем депрессии по шкале самооценки.


Антидепрессанты: все ли так «чисто», как кажется?

Есть ли среди ваших знакомых кто-то, страдающий от депрессии? Лечится ли он? Помогает ли ему назначенное лечение? Не так давно мы писали о существовании феномена рефрактерной депрессии, не поддающейся стандартной терапии, от которой могут помочь разве что галлюциногенные грибы. Но как оказалось, дело может быть не столько в устойчивости заболевания, сколько в эффективности назначаемых препаратов.

Группа учёных из Оксфорда решила провести большое исследование по сравнению эффективности самых часто назначаемых антидепрессантов с плацебо. О результатах сообщает The Lancet.

Подтолкнул их к проведению этого исследования ряд неблагоприятных фактов, таких как появление или усиление суицидальных наклонностей при приеме венлафаксина. Помимо этого учёные обеспокоены «недодиагностикой» детей и подростков (по словам исследователей, депрессией из этих возрастных групп страдают 3-8 процентов человек), что в будущем приводит к ухудшению их состояния. Такой же результат получается и при назначении сомнительно работающих препаратов тем, у кого заболевание все-таки диагностировано, ведь без предполагаемого эффекта улучшений дождаться сложно.


Гонки опухолей мозга

Исследователи Госпиталя Джонса Хопкинса сообщили, что они разработали экспериментальный лабораторный тест, с помощью которого можно точно хронометрировать движение опухолевых клеток человеческого мозга вдоль маленькой стеклянной «дорожки». Тест прошел испытания на клетках 14 пациентов с глиобластомой (опухолью головного мозга) и, по словам исследователей, имеет потенциал для прогнозирования скорости роста опухолей.

«Когда я провожу операцию по удалению опухоли мозга, пациенты всегда спрашивают меня: «Доктор, сколько мне осталось?» Я не могу дать им точного ответа, — делится доктор медицинских наук Альфредо Кинонес-Инохоса (Alfredo Quinones-Hinojosa), директор программы хирургии опухолей мозга и профессор нейрохирургии в Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса. — Но теперь, возможно, мы сможем делать более определенные прогнозы, подбирать подходящую схему лечения и даже разрабатывать новые способы лечения».


Ночные перекусы плохо влияют на мозг

О вреде ночных перекусов нам говорят на всех ресурсах, посвященных здоровому образу жизни. Но обычно говорят о повышенном риске развития классической триады «ожирение-метаболический синдром-диабет» и последующих за ними проблемах, включая сердечно-сосудистые заболевания.

Учёные из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) впервые смогли наглядно продемонстрировать вред ночных перекусов для когнитивных функций. Правда, для получения экспериментальных данных нейробиологи обошлись без добровольцев и вообще без людей: «ночные экскурсии к холодильнику» обрушились на лабораторных мышей. Если быть точными – «дневные экскурсии», поскольку грызуны ведут ночной образ жизни. Результаты бесчеловечных (мышиных) экспериментов опубликованы в журнале eLife.


Статьи

Нейроперсоналии: Пьер Мари

В прошлом году группа американских врачей поставила диагноз героине классической американской картины «Мир Кристины». Полушуточный «консилиум» наконец-то установил, что соседка Энди Уайетта, которую он изобразил на полотне, болела синдромом Шарко-Мари-Тута. Обладатель центральной фамилии в этом перечне – Пьер Мари – стал центральной фигурой мировой неврологии за полвека до создания картины – на рубеже XIX-XX вв.


Нейронауки для всех. Детали: микроглия — на страже здоровья и пластичности мозга

Микроглия – это настоящая многофункциональная аварийно-спасательная и очень хозяйственная бригада мозга. Она «выносит» из него «мусор», помогает бороться с инфекциями, включает при необходимости химическую «сирену», призывая на помощь иммунные клетки, переключает связи с поврежденных нейронов на уцелевшие и вообще выполняет массу всего крайне полезного. И подробнее об этом мы рассказываем в очередной статье из цикла «Нейронауки для всех», подготовленной нашими коллегами Михаилом Диконенко и Романом Деевым из Военно-медицинской академии и Рязанского государственного медицинского университета.


Подготовил Алексей Паевский

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

 

Powered by WPeMatico

Яндекс.Метрика