×
 

мозг

Космонавты вырастили на МКС маленькие человеческие мозги

Астронавт Майк Барратт обрабатывает образцы мозговых органоидов на борту МКС.

Астронавт Майк Барратт обрабатывает образцы мозговых органоидов на борту МКС.

© NASA

Учёные вырастили крошечные человеческие мозги в космосе, чтобы исследовать новые методы лечения болезней Альцгеймера, Паркинсона и травм позвоночника. Благодаря низкой гравитации на Международной космической станции (МКС), команда вырастила органоиды мозга всего за 72 часа, тогда как на Земле этот процесс занял бы месяцы.

Органоиды представляют собой выращенные массы клеток, которые имитируют функции настоящего человеческого органа. Благодаря такой схожести можно тестировать новые методы лечения и проводить другие исследования на крошечных органах. В данном случае исследователи изучали потенциал нового лечения, которое использует перепрограммированный вирус для доставки полезной генной терапии к клеткам нервной системы. Такие модифицированные вирусы называются вирусными векторами, и подразумевается, что новое лечение должно помочь пациентам с нейродегенеративными заболеваниями.

Специалисты Axonis Тиа Дей и Шейн Хегарти готовятся к исследованию.
Специалисты Axonis Тиа Дей и Шейн Хегарти готовятся к исследованию.© Axonis Therapeutics

Изначально вирусный вектор проверили на мышах, однако учёным было нужно подтверждение на людях. Поэтому компания Axionis Therapeutics решила провести испытания в космосе, поскольку на Земле органоиды человеческого мозга сплющиваются в двухмерные одиночные слои из-за гравитации. Ещё в августе 2023 года компания развернула выращивание клеток нервной системы на МКС, а затем команда исследователей ввела эти материалы в систему культивирования.

После этого в машину загрузили вирусный вектор с флуоресцентным белком. Если вирус успешно проникает в нейроны и загружает в них ген, эти клетки начинают светиться неоново-зелёным цветом. В итоге клетки за 72 часа не только организовались в трёхмерные органоиды человеческого мозга, но и засветились. Микроскопия подтвердила большие скопления зелёной светящейся ткани.

Светящиеся нейроны.
Светящиеся нейроны.© Axonis Therapeutics

Именно так вирусы вызывают болезнь у своих хозяев, внедряя генетический материал в клетки и размножаясь там. Однако учёные могут перепрограммировать вирусы, чтобы они переносили полезные генные модификации, которые помогут лечить травмы и заболевания вроде болезни Альцгеймера. Главный прорыв заключается в том, что в космосе можно быстро собрать зрелый мозг в условиях микрогравитации, что невозможно на Земле.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Крысы научились водить машинки и кайфовать от скорости как люди

© Kelly Lambert/Creative Commons

© Kelly Lambert/Creative Commons

© Kelly Lambert/Creative Commons

Учёные научили крыс водить машинки, — более того, последние исследования показывают, что животные наслаждаются скоростью и свободной дорогой так же, как и люди. Келли Ламберт, нейробиолог из Университета Ричмонда, провела новые тесты, чтобы определить, как крысы выполняют задачу по вождению и делают ли они это ради собственного удовольствия.

Машинка из пластикового контейнера сделана довольно просто: в ней есть три медных стержня, — левое, центральное и правое рулевое управление, которые позволяют зверьку ехать в любом направлении. Первоначально наградой за поездку было сладкое лакомство, однако новый когнитивный тест показал, что крысы с нетерпением ждут поездки не столько ради еды, сколько ради удовольствия от процесса. Как сказала Ламберт, когда она входит в лабораторию, крысы подбегают к краю клетки и подпрыгивают как собаки перед прогулкой.

В последнем тесте крысы получили новую машинку под названием Rat Car II, которая обладает защищённой от крыс проводкой и эргономичными рычагами управления. Крысам был предоставлен выбор: короткий или длинный путь к их любимым хрустяшкам. К удивлению команды, две из трёх крыс выбрали длинный маршрут, а в других тестах животные даже нажимали на газ, пока лаборант ещё держал машинку в руках. Эта реакция говорит о том, что крысы действительно наслаждаются самим процессом вождения.

Поднятые хвостики зверьков также демонстрировали волнение перед поездкой, и эта реакция называется хвостом Штрауба, — признак выброса огромного количества эндорфинов и дофамина, аналогичные эффекту от морфина. Это означает, что мозг крысы очень нейропластичен, как и наш, и способен развивать дополнительные навыки, а также планировать и предвкушать поездку. Учёные заключили, что планирование и наслаждение самим путешествием, а не мгновенным результатом — это ключ к здоровому мозгу, о чём нам лишний раз напомнили животные.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Против болезни Альцгеймера придумали «таблетки с упражнениями»

© Ridus.ru

О том, что физическая нагрузка полезна для здоровья, знают даже дети, поскольку упражнения защищают всё тело от старения, включая головной мозг. Однако, к сожалению, спортивная активность доступна далеко не каждому по многим причинам, — например, из-за болезней или травм. Поэтому исследователи из Университета Южной Калифорнии придумали, как буквально поместить эффект от упражнений в препарат, который смогут принять все.

Причина, по которой упражнения полезны, кроется в сети под названием «ось мышцы-мозг», которая защищает организм от преждевременного износа. Эта ось при физической нагрузке высвобождает небольшие белки миокины, которые обладают нейропротекторными свойствами. Считается, что миокины активно защищают мозг от болезни Альцгеймера, при которой нарушается общение нейронов друг с другом из-за накопления вредных бета-амилоидных бляшек.

Одна таблетка с миокинами могла бы заменить час упражнений.
Одна таблетка с миокинами могла бы заменить час упражнений.© Richard Newstead / Getty Images

Поэтому исследователи обратили внимание именно на этот механизм, тщательно изучив группу мышей с болезнью Альцгеймера. За основу была взята женская модель болезни, но некоторых мышей генетически модифицировали при помощи миокинов для улучшения функции скелетных мышц. Как выяснилось, модифицированные животные лучше справлялись с когнитивными тестами, включая строительство гнезда или навигацию в лабиринте.

Когда мышам ввели дозу миокинов, у них снизился уровень накопления бета-амилоида в коре и гиппокампе мозга. Кроме того, у зверьков активировались нейронные пути, которые обычно реагируют на упражнения. Учёные считают, что такой же препарат с миокинами, но для людей, может помочь группам населения, которые не могут заниматься спортом. И хотя сперва эта концепция должна пройти более серьёзное тестирование, команда убеждена, что «упражнения в таблетках» принесут значительную пользу людям с риском развития деменции.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Хвост мышей оказался очень важен в лечении заболеваний мозга

© animals.pibig.info

© animals.pibig.info

© animals.pibig.info

Мыши часто используются в медицинских экспериментах, поскольку генетически и биологически они очень похожи на людей. Однако есть одна вещь, которая существенно отличает этих грызунов от нас — это хвост. Здоровые мыши лучше людей сохраняют равновесие, а это имеет решающее значение при разработке лекарств от болезни Паркинсона, рассеянного склероза и других нейродегенеративных заболеваний.

Поэтому японские исследователи из Окинавского института науки и технологий решили выяснить, какие именно функции выполняет хвост в мышином теле. Используя экспериментальную установку, высокоскоростную видеосъёмку и математическое моделирование, учёные изучили, как мыши размахивают хвостом, чтобы сохранять равновесие. Долгое время предполагалось, что грызуны используют свой хвост в качестве пассивного противовеса, но оказалось, что это не так.

Чтобы восстановить равновесие, когда поверхность наклоняется, мыши чрезвычайно быстро вращают хвостом в противоположном направлении наклона. Скорость взмаха хвоста создаёт угловой момент, уводя тело зверьков в сторону и предотвращая падение, — наподобие хлыста, при помощи которого можно подтянуться. Кроме того, мыши активно пользуются хвостом, чтобы сохранять равновесие при передвижении по узким платформам, непрерывно дёргая им в противоположном направлении.

Эта роль хвоста в поддержании равновесия раньше часто упускалась из виду в экспериментах, однако данная часть тела играет решающую роль в нейробиологических функциях зверьков. А это означает, что необходимо учитывать этот фактор, когда учёные выявляют и лечат проблемы с равновесием у людей.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Китайские учёные воскресили мозг свиньи через час после её смерти

© Ridus.ru

© Ridus.ru

© Ridus.ru

Китайские исследователи из Гуандунского научного центра оживили мозг свиньи через час после того, как он был извлечён из тела. При этом восстановили не только жизненные функции органа, но и мозговые волны, считающиеся признаком сознательной активности животного. Это стало возможным благодаря обыкновенной печени, которая защитила мозг от повреждений.

Когда сердце останавливается, все органы начинают испытывать острую нехватку кислорода, — этот процесс известен как ишемия и он вызывает необратимые повреждения мозга в течение нескольких минут. Именно поэтому при реанимации важна каждая секунда и поэтому китайские специалисты решили попробовать продлить этот период, проведя эксперимент на свинье. Как показали предыдущие исследования, пациенты со здоровой печенью быстрее восстанавливаются после остановки сердца, поэтому учёные сочли, что существует связь между печенью и тем, как мозг реагирует на ишемию.

Транскриптомный анализ показал, что печень защищает мозг от повреждений за счёт увеличения выработки кетоновых тел.
Транскриптомный анализ показал, что печень защищает мозг от повреждений за счёт увеличения выработки кетоновых тел.© embopress.org

Чтобы проверить свою теорию, специалисты вызвали ишемию у 17 лабораторных мини-свиней. У первой группы приток крови был ограничен только мозгом, а у второй группы животных учёные также отключили кровообращение в печени. Когда мозг свиней был удалён и препарирован, исследователи обнаружили, что животные со здоровой печенью пострадали намного меньше. Основываясь на этом открытии, специалисты решили разработать систему жизнеобеспечения, которая основана на печени.

Обычно базовая система жизнеобеспечения состоит из искусственного сердца и лёгких, однако модифицированная версия добавила в этот контур живую печень, чтобы свежая кровь перекачивалась через неё, а затем поступала в мозг. После этого мозг свиней извлекли и подключили либо к базовой системе жизнеобеспечения, либо к модифицированной.

Мозг был возвращён к жизни при помощи модифицированной системы жизнеобеспечения, которая включает живую, здоровую печень вместе с искусственным сердцем и лёгкими. Эта система смогла вернуть мозг свиньи к сознательной функции на срок до шести часов.
Мозг был возвращён к жизни при помощи модифицированной системы жизнеобеспечения, которая включает живую, здоровую печень вместе с искусственным сердцем и лёгкими. Эта система смогла вернуть мозг свиньи к сознательной функции на срок до трёх часов.© embopress.org

Исследователи отключали мозг на разные периоды времени и выяснили, что самый длинный интервал, который позволил оживить орган, составил 50 минут. Мозг, отсоединённый от тела и подключённый к новой системе жизнеобеспечения, всё ещё производил альфа- и бета-волны, которые указывают на сознательную активность.

Даже мозг, оставленный на целый час, можно было вернуть к сознательной активности, хотя она быстро исчезла через три часа. Конечно, это не означает, что теперь мы сможем воскрешать мёртвых людей, однако эта методика позволит продлить интервал реанимации. И если включить здоровую печень в процесс жизнеобеспечения, врачи получат целый час, в течение которого можно попытаться оживить пациента.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Обнаружена причина возникновения слуховых галлюцинаций

© Shutterstock

Некоторые люди с шизофренией слышат голоса в голове, которые кажутся им речью незнакомца или сверхъестественной силы. Такие галлюцинации могут происходить из-за того, что у пациентов нарушена «шумовая» сигнализация в двигательной системе мозга, — на это, по крайней мере, указывает новое исследование Шанхайской лаборатории психических расстройств.

Хотя не у всех больных шизофренией есть такие галлюцинации, некоторые пациенты испытывают трудности с различением собственных мыслей и внешних голосов. Предыдущие исследования уже выявили, что часть проблемы связана с коррелятивным типом мозгового сигнала, который обычно подавляет звук собственного голоса человека во время разговора, но «сломан» у пациентов с шизофренией. Однако это лишь часть головоломки, поскольку это не объясняет появление продуктивных галлюцинаторных симптомов.

В возникновении слуховых галлюцинаций оказались замешаны двигательные нейроны.
В возникновении слуховых галлюцинаций оказались замешаны двигательные нейроны.© studarium.ru

Поэтому авторы нового исследования выдвинули гипотезу, что голоса вызваны эфферентным типом сигнала. Дело в том, что, когда человек хочет говорить, его двигательная система генерирует очень точный сигнал, который указывает на то, что он хочет сказать. Обычно этот сигнал нацелен на нейроны в слуховой системе, но у некоторых людей с шизофренией может быть слишком «шумный» тип сигнала, вызывающий слуховые галлюцинации. В данном случае «шумный» означает, что у таких пациентов эти сигналы не нацелены на слуховой вывод и они неточны.

Чтобы проверить свою гипотезу, команда изучила данные электроэнцефалографии (ЭЭГ) 40 пациентов с шизофренией, половина из которых слышит голоса. Результаты показали, что слуховые реакции не были подавлены ни в одной из групп, а это подтверждает, что у всех участников был «сломанный» коррелятивный тип мозгового сигнала. Однако у людей со слуховыми галлюцинациями также присутствовал неадекватный эфферентный сигнал, который активировал нейронные реакции на звуки, отличные от тех, которые произносил человек.

Это означает, что гипотеза исследователей верна, и причина слуховых галлюцинаций не только в слуховой системе, но и в сетевых нейронных связях двигательной системы. Иными словами, если учёные хотят создать эффективное средство от галлюцинаций, им стоит обратить внимание на моторно-сенсорные процессы в мозге человека.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Составлена первая в мире карта мозга плодовой мушки с 139 255 нейронами

© FlyWire

Международный исследовательский консорциум представил сегодня первую полную схему всего мозга плодовой мушки. Сама карта сопровождается набором статей, демонстрирующих, что этот прорыв уже приводит к новым научным открытиям.

Карты, которые показывают каждый нейрон в мозге и все бесчисленные связи между ними, называются коннектомами. Первым организмом, который был картирован таким образом, стал червь Caenorhabditis elegans, но у него нет мозга, только нервное кольцо. Если же мы хотим понять, как работает человеческий мозг, нам нужно искать в другом месте.

Именно поэтому была выбрана плодовая мушка (Drosophila melanogaster) — один из самых полезных модельных организмов в нейробиологии. Мушки могут ходить, летать и ориентироваться в пространстве, а самцы даже поют самкам благодаря 139 255 нейронам в мозге, которые соединены 50 миллионами синапсов. Вот почему было так важно картировать мозг дрозофилы, — это помогает понять, как все нейроны соединяются вместе и помогают думать.

Однако эта задача оказалась сложной, несмотря на то, что понадобилось картировать лишь 140 000 нейронов, в то время как человеческий мозг содержит свыше 80 миллиардов нейронов. Чтобы составить карту, учёные сделали 21 миллион изображений мозга плодовой мушки, а при помощи искусственного интеллекта эти изображения превратились в 3D-реконструкцию отдельных нейронов. Чтобы вычитать этот черновик, консорциум привлёк помощь сотен исследователей со всего мира, поскольку одному человеку понадобилось бы 33 года для решения этой задачи.

Синапсы плодовой мушки.
Синапсы плодовой мушки.© FlyWire

В итоге карта мозга была вычитана, а исследователи выделили 8400 типов нейронов, среди которых 4500 являются совершенно новыми для науки. Благодаря этой карте мы можем заглянуть глубоко внутрь мозга мушки и даже увидеть слуховые нейроны, которые помогают самке выбирать лучших партнёров по их пению. Однако человеческий мозг непостижимо сложнее, поэтому сперва команда хочет взять задачу попроще и реконструировать мозг мыши.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

COVID-19 приводит к старению мозга на 20 лет

© medicine.uq.edu.au

Как выяснилось, у людей, переболевших тяжёлой формой COVID-19, наблюдаются изменения в головном мозге, эквивалентные 20-летнему старению. Результаты нового исследования, проведённого в Великобритании, показывают, что неврологические осложнения сохраняются у этих пациентов даже спустя годы после выздоровления.

Хотя у многих людей, заразившихся коронавирусом, чаще наблюдаются респираторные симптомы, напоминающие грипп, вирус SARS-CoV-2 намного коварнее и может поражать несколько систем организма. Такие симптомы, как туман в голове, остаются у многих пациентов даже после констатированного выздоровления. Чтобы понять, как с этим справляться, исследователи из Ливерпульского университета и Королевского колледжа Лондона совместно провели нейробиологическое исследование с участием 351 человека.

Как оказалось, коронавирус повреждает мозг, приводя к уменьшению серого вещества.
Как показала МРТ, коронавирус повреждает мозг, приводя к уменьшению серого вещества.© Depositphotos

Все добровольцы переболели тяжёлой формой COVID-19, при этом их данные сравнили с 3000 контрольных участников, у которых не было острых неврологических осложнений. В итоге у обеих групп когнитивные способности оказались хуже, чем у здоровых людей. Такой уровень умственной активности можно ожидать от человека на 20 лет старше, что не соответствовало возрасту переболевших.

Когда пациентам сделали магнитно-резонансную томографию через 12–18 месяцев после госпитализации, выяснилось, что у этих людей уменьшилось количество серого вещества в некоторых частях мозга, а уровень белков, связанных с повреждением мозга, повысился. Неясно, насколько эти результаты можно применить в отношении тех, кто переболел лёгкой формой COVID-19, однако учёные указывают на то, что врачи должны учитывать когнитивный дефицит, возникающий как осложнение перенесённой инфекции.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Оказалось, что мозг либералов и консерваторов отличается

© Pinterest

Оказывается, у консервативных и либеральных избирателей действительно есть существенные различия, которые распространяются до самых глубин мозга. Хотя эти контрасты менее значительны, чем можно предположить, они всё же есть, и даже сами исследователи были удивлены тем, что между структурой мозга и политической принадлежностью существует связь.

О находке сообщила объединённая команда из греческого Американского колледжа и Амстердамского университета, которая изучила МРТ-сканы 928 голландцев в возрасте от 19 до 26 лет. Выборка отражала актуальный политический ландшафт Нидерландов, где существует многопартийная система, в том числе консервативных и либеральных направлений. Сравнивая данные сканирования с анкетами, где участников спрашивали об их политических взглядах, исследователи увидели некоторые закономерности.

У консерваторов серого вещества в миндалевидном теле оказалось больше.
У консерваторов серого вещества в миндалевидном теле оказалось больше.© present5.com

Как выяснилось, у консерваторов увеличено количество серого вещества в миндалевидном теле, или амигдале, — парной структуре, расположенной в височных долях мозга. Амигдала выполняет много важнейших функций, в том числе контролирует восприятие и понимание угроз, поэтому вполне логично, что люди, чувствительные к опасности, чувствуют более высокую потребность в защищённости и стабильности.

Миндалевидное тело людей с консервативными взглядами оказалось больше, чем у либеральных избирателей, а совершенно новым открытием стало то, что у консерваторов активнее правая веретенообразная извилина. Этот регион связан с распознаванием лиц, то есть консерваторы больше склонны думать о конкретных политиках, чем сторонники прогрессивизма, и, возможно, более привержены своим лидерам. Исследователи заключили, что идеология — это не просто социальное явление, но и сложный, многомерный конструкт, который в том числе отражается в анатомии мозга.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Космическое излучение оказало странное влияние на мозг

© Depositphotos

Наша планета защищает нас от многих вредных воздействий, включая радиацию и высокие дозы ультрафиолета, которые исходят от Солнца. То же магнитное поле спасает и космонавтов, которые пребывают на МКС или выходят на околоземную орбиту для проведения исследований. Однако на других планетах человеку придётся столкнуться с космическим излучением практически «голым», и до сих пор неизвестно, как хрупкое тело переживёт это воздействие.

Конечно, то, что корпускулярное излучение негативно повлияет на любой живой организм, очевидно, однако исследования российских учёных продемонстрировали и обратный эффект от такого события. Как показали эксперименты учёных из НМИЦ психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского, которым содействовали специалисты из Федерального исследовательского центра проблем химической физики РАН, ионизирующее облучение включает в мозге особые адаптивные механизмы, которые способствуют росту и развитию нейронов в центральной нервной системе.

Хотя в эксперименте участвовали крысы, их организм очень похож на человеческий, поэтому можно прогнозировать, что произойдёт с космонавтом на основе новых данных.
Хотя в эксперименте участвовали крысы, их организм очень похож на человеческий, поэтому можно прогнозировать, что произойдёт с космонавтом на основе новых данных.© РАН

Для изучения этого необычного эффекта исследователи подвергли семь крыс воздействию гамма-лучей из цезия-137, добавив к этому облучение из ядер углерода-12, — эта комбинация имитирует космическое излучение. Эффект оказался поразительным: кратковременное воздействие такого излучения не только влияет на мозг негативно, но и оказывает положительный эффект, усиливая адаптацию и регенерацию нейронов.

Учёные предполагают, что так происходит из-за повышения концентрации холина и снижения концентрации 5-гидроксииндолуксусной кислоты в зоне прилежащего ядра — последнее отвечает за систему вознаграждения и формирует реакцию на раздражители. Как поясняют авторы исследования, подобное воздействие приводит к повышению активности животных, хотя и влечёт за собой повреждение головного мозга. А это означает, что в перспективе человек всё-таки способен адаптироваться даже к такому жёсткому излучению, хотя и ценой собственного здоровья.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−