нейроны

Разработана таблетка от шизофрении, восстанавливающая нервы

© DALL-E

Компания Spinogenix уже известна своим прошлым изобретением, — таблетками, которые восстанавливают потерянные связи в мозге у людей с боковым амиотрофическим склерозом (БАС). Теперь же эта фирма нацелилась на другое изнурительное заболевание нервной системы: шизофрению. Это серьёзное хроническое состояние, которое влияет на то, как люди воспринимают мир, чувствуют и думают.

Отличительной чертой шизофрении является психоз с галлюцинациями и бредом, который называется продуктивной симптоматикой и который, как считается, вызван повышенной активностью дофамина в мозге. Однако сниженная активность дофамина вызывает негативные симптомы, такие как апатия, отсутствие эмоций, ангедония (неспособность чувствовать удовольствие) и агрессия. Современные нейролептики блокируют выработку дофамина, однако они не способны полностью вылечить человека от заболевания.

Шизофрения неизлечима, и помимо страданий от болезни пациенты также сталкиваются с сильной стигматизацией в обществе.
Шизофрения неизлечима, и помимо страданий от болезни пациенты также сталкиваются с сильной стигматизацией в обществе.© Shutterstock

Поэтому создатели нового препарата решили пойти иным путём и обратить вспять потерю синапсов при шизофрении. Разработка получила название SPG302 и она обладает уникальной способностью восстанавливать связи, через которые нервные клетки общаются. Механизм действия препарата опирается на исследование, которое предполагает, что шизофрения связана с потерей глутаминергических синапсов, — основных возбуждающих синапсов в мозге, которые используют аминокислоту глутамат в качестве нейротрансмиттера.

После захвата глутамата астроциты превращают его в глутамин и отправляют обратно в нейроны, а функций у глутамина очень много, от запоминания и обучения до настроения и двигательной активности. Поэтому SPG302 быстро восстанавливает эти жизненно важные синапсы, действуя совершенно иначе, чем типичные нейролептики и не подавляя активность мозга. Создатели препарата считают, что за таким регенеративным подходом будущее, поэтому компания уже запланировала клинические испытания. Если всё пройдёт успешно, пациентам будет достаточно одной таблетки в день, чтобы обуздать шизофрению.


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


Нам важно ваше мнение!

+0

 

Оказалось, что галлюцинации порождают особые VIP-нейроны

х/ф «Страх и ненависть в Лас-Вегасе».

х/ф «Страх и ненависть в Лас-Вегасе».

© Swartz Brothers Art

Возможно, исследователи из Университетского колледжа Лондона раскрыли механизм возникновения галлюцинаций, поскольку они выяснили, как две важнейшие области мозга работают вместе, когда происходит что-то неожиданное. Открытие основано на том факте, что наш мозг — это машина прогнозирования. В своей сути, мы не видим то, что видят наши глаза в конкретную секунду: сперва мозг угадывает, что мы видим, а потом уже сверяет эту информацию с органами чувств.

Иными словами, мозг использует предыдущие знания — то, что нейробиологи называют «внутренней моделью», — чтобы предвидеть, что произойдёт в следующую секунду. Однако иногда эти прогнозы оказываются неверными. И когда возникает несоответствие между тем, что ожидается, и тем, что происходит на самом деле, мозг обновляет свою внутреннюю модель, чтобы привести организм в состояние повышенной готовности.

Мозг сверяет свои предсказания с органами чувств, а если информации не хватает — может и дорисовать недостающее. Так слабослышащие или слабовидящие люди могут видеть галлюцинации, возникающие из-за нехватки информации.
Мозг сверяет свои предсказания с органами чувств, а если информации не хватает — может и дорисовать недостающее. Так слабослышащие или слабовидящие люди могут видеть галлюцинации, возникающие из-за нехватки сенсорных данных.© Pinterest

Этот процесс учёные подробно продемонстрировали на мышах, которых научили бегать в среде виртуальной реальности, поощряя зверьков за прогресс клубничным молоком. Пока мыши бегали по виртуальному коридору, исследователи выводили неожиданные изображения, регистрируя активность нейронов зрительной коры животных при помощи двухфотонной кальцевой визуализации.

Когда мыши сталкивались с неожиданным изображением, мозг выборочно усиливал активность нейронов, чтобы обратить внимание на то, что оказалось за пределами его предсказаний. Ключевыми для этого сигнала оказались две отдельные группы клеток, — интернейроны в неокортексе, также известные как VIP-нейроны. Когда эти нейроны активны, они создают мощное взаимодействие между неокортексом и таламусом.

Нейроны зрительной коры головного мозга мыши. VIP-нейроны выделены пурпурным цветом.
Нейроны зрительной коры головного мозга мыши. VIP-нейроны выделены пурпурным цветом.© SWC Hofer Lab

По сути, это природный коммутатор, который включается при ошибке прогнозирования и диктует таламусу, как взаимодействовать с неокортексом. Это настолько запутанный процесс, что область исследования таламуса даже была в шутку названа «могилой амбициозных аспирантов» из-за её сложности. Однако понимание этого процесса раскрывает одну из возможных причин возникновения расстройств шизофренического спектра.

Когда по каким-то причинам сигнализация не срабатывает и VIP-нейроны не включаются, мозг неправильно интерпретирует информацию, которую он получает от органов чувств, — так и возникают галлюцинации. И наоборот, у аутичных людей слишком много этих сигналов, из-за чего возникает болезненная сенсорная перегрузка. Иными словами, гиперчувствительность — это тоже плохо для нашего мозга, и команда намерена продолжить исследования, чтобы пролить свет на то, как мы воспринимаем мир.


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


Нам важно ваше мнение!

+0

 

На снимке мозга в рекордном масштабе нашли аномальные нейроны

© Гарвардский университет

Учёные из американского Гарвардского университета смогли увидеть крошечный участок головного мозга при помощи снимка с рекордной детализацией. Полученная фотография подробно отображает все связи между нейронами, причём некоторые клетки мозга выглядят очень необычными и даже аномальными.

Атлас мозга сформировали на основе образца, который взяли из коры головного мозга у женщины с эпилепсией. Этот участок отвечает за обучение и обработку сигналов, однако многие его особенности ранее были неизвестны. Команда погрузила образец в консерванты, а затем разрезала его на 5000 срезов толщиной всего в 34 нанометра.

Полученный атлас головного мозга показал удивительные типы нейронов, неизвестные науке ранее.
Полученный атлас головного мозга показал удивительные типы нейронов, неизвестные науке ранее.© Гарвардский университет

После этого снимки загрузили в искусственный интеллект, который соединил изображения и сформировал своеобразный атлас головного мозга. Трёхмерная карта показала учёным удивительный мир нейронов, который в данном случае содержал около 57 тысяч клеток и 150 миллионов синапсов, соединяющих нейроны между собой.

Карта получилась поистине огромной, и на некоторых её участках исследователи увидели странные нейроны, которые отличались от остальных. К примеру, некоторые клетки образовывали до 50 связей друг с другом, тогда как в норме их обычно не больше двух, а другие сформировали сложные связи сами с собой. Из-за величины атласа специалисты пока что изучили лишь крохотную его часть, поэтому им ещё предстоит проверить всё вручную, однако полученные знания могут произвести революцию в области лечения психиатрических заболеваний.


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


Нам важно ваше мнение!

+0

 

В процессе эволюции мозг развил уникальную сверхспособность ради музыки

© culture.ru

Команда из американского Калифорнийского университета выяснила, что мозг особым образом реагирует на музыку, тонко различая высоту звука и предугадывая каждую ноту. Оказывается, наши нейроны вполне успешно понимают контекст, закодированный в музыке, — наподобие того, как они различают эмоциональность речи.

Уже было известно ранее, что в слуховой коре мозга есть специальные нейроны, которые предсказывают фонему речи на основе имеющихся знаний. Это похоже на работу нейросети, которая, обучившись на определённом массиве информации, предугадывает слова пользователя и готовит на них ответ. Однако до сих пор не было известно, есть ли у нас подобная специфическая система, которая обрабатывает конкретно музыку.

В процессе эволюции у нас развились особые нейроны, которые научились предугадывать следующие ноты.
В процессе эволюции у нас развились особые нейроны, которые научились предугадывать следующие ноты.© Dreamstime

Чтобы это понять, нейрохирурги из университета попросили у восьми добровольцев измерить работу их мозга, пока пациенты проходили хирургическое лечение эпилепсии. Во время операции участникам включили музыку и речь и, как оказалось, мозг задействовал одни и те же нейроны как для оценки высоты тона в музыке, так и для оценки речи. Однако за предугадывание контекста отвечали совершенно разные группы нейронов.

Таким образом, используя уже знакомые музыкальные паттерны, слуховая кора предугадывает, какие ноты прозвучат в мелодии дальше. Для такой сложной работы нейроны обучились абстрактной обработке контекста нот, которая побуждает нас испытывать тонкие эмоции во время прослушивания музыки. Учёные заключили, что подобная суперспособность развилась у нас в ходе эволюции, поскольку она помогала предугадывать события.


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


Нам важно ваше мнение!

+0

 

Обнаружен способ продлить жизнь при помощи особых нейронов

© Depositphotos

Команды со всего мира уже давно ищут способ замедлить процесс старения — это одна из ключевых задач человечества. И, похоже, теперь мы стали на шаг ближе к этой цели, поскольку учёные из Вашингтонского университета (США) обнаружили особый механизм в мозге, который прямо влияет на старение организма.

Секрет крылся в системе, которая отвечает за производство энергии в теле. С возрастом эта система начинает работать медленнее, поэтому в том числе мы накапливаем лишний жир и быстрее устаём. Однако в эксперименте на мышах этот механизм удалось активировать заново, улучшив состояние здоровья зверьков и продлив их жизнь.

Прорыв случился, когда учёные обнаружили определённый набор нейронов в области мозга, известной как дорсомедиальный гипоталамус. Как оказалось, в активном состоянии эти нейроны производят белок Ppp1r17, который запускает целую цепочку событий. Сперва белок активирует белую жировую ткань, а это в свою очередь приводит к высвобождению жирных кислот и фермента eNAMPT. Эти вещества поддерживают функции мозга, а также делают организм устойчивее и сильнее.

Слева: густая сеть нейронов между мозгом и жировой тканью у молодых мышей. Справа: эта сеть становится более разреженной по мере естественного старения.
Слева: густая сеть нейронов между мозгом и жировой тканью у молодых мышей. Справа: эта сеть становится более разреженной по мере естественного старения. © Вашингтонский университет

Хотя этот механизм отлично работает в молодости, с возрастом он замедляется из-за естественного старения. Со временем нервная система перестаёт посылать сигналы белой жировой ткани, что приводит к накоплению жира и уменьшению количества энергии. Однако этот процесс можно обратить вспять, если заново активировать специфические нейроны. И у команды это получилось благодаря отключению генов, участвующих в данном процессе.

В итоге мыши стали более активными и, что важнее, прожили дольше, чем контрольные животные, примерно на 7%. Исследователи убеждены, что данный механизм можно применить и к людям, чтобы добиться увеличения продолжительности жизни человека и улучшения здоровья пожилых пациентов. Однако прежде предстоит пройти длинный путь, состоящий из многочисленных исследований и тестирований.


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


Нам важно ваше мнение!

+0

 

Из человеческих клеток вырастили антроботов, вылечивших нейроны

© Университет Тафтса

Исследователи из Университета Тафтса и Гарвардского института Висса попытались создать собственных биологических роботов из клеток трахеи человека, которые смогут двигаться самостоятельно и работать вместе. Такие биоботы могли бы работать без генетических модификаций и восстанавливать повреждённые клетки организма самостоятельно.

В качестве отправной точки учёные использовали предыдущие аналогичные работы, где их коллеги вырастили многоклеточного биобота из клеток эмбриона лягушки. Этот ксенобот оказался способен к навигации и самовосстановлению, что вдохновило исследователей на создание собственного бота, но только из клеток взрослого человека, а не лягушки.

Команда начала с клеток трахеи человека и вырастила многоклеточные сфероиды, у которых есть реснички, — микроскопические волосоподобные структуры, вибрирующие при движении. Для своих целей учёные модифицировали сфероиды, чтобы реснички находились снаружи, а не внутри.

Через несколько дней новые клетки, которые авторы назвали антроботами, начали шевелиться благодаря движению ресничек. Некоторые боты обрели сферическую форму и были полностью покрыты ресничками, а другие были похожи на футбольный мяч с пятнистым покрытием. Распределение ресничек влияло на то, как двигались эти боты: они петляли, извивались и кружили по прямым или изогнутым траекториям.

Рой антроботов.
Рой антроботов.© Университет Тафтса

Чтобы проверить потенциал своих новых созданий, исследователи вырастили слой человеческих нейронов и поцарапали эти клетки металлическим стержнем, чтобы создать «рану». После этого учёные поместили в чашку с нейронами антроботов и принялись наблюдать за их взаимодействием. Боты быстро сориентировались и заполнили полость раны, создав мост из нейронов. Удивительно, но обыкновенные клетки трахеи без каких-либо модификаций ДНК стимулировали рост в области повреждения, причём без них рана не зарастала.

Авторы разработки сравнили этот процесс со строительством, где антроботы в роли кирпичиков объединились в особую структуру, чтобы затянуть рану. Эти структуры можно было бы использовать в будущем, чтобы очищать артерии от бляшек, восстанавливать повреждённый спинной мозг или доставлять лекарства в повреждённые ткани, — потенциал новых антроботов безграничен.


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


Нам важно ваше мнение!

+0