Обнаружена новая функция мозжечка


Зелёный флуоресцентный белок в клетках мозжечка позволяет наблюдать за их активностью в реальном времени.
Зелёный флуоресцентный белок в клетках мозжечка позволяет наблюдать за их активностью в реальном времени.

Мозжечок занимает всего 10% объёма головного мозга. При этом он содержит около 50% нейронов последнего. Несмотря на то, что «вычислительная мощность» мозжечка очевидно велика, считалось, что к сознанию эта часть мозга отношения практически не имеет. Предполагалось, что мозжечок помогает нам, например, поддерживать тело в вертикальном положении или дышать — то есть, занимается организацией физических действий. Но теперь нейрофизиологам удалось обнаружить, что мозжечок участвует в работе системы вознаграждения — одного из основных механизмов, определяющих нашу мотивацию и управляющих поведением.

Это открытие позволяет предположить, что принцип работы нейронов, занимающих большую часть мозжечка — так называемых «гранулярных клеток» — отличается от наших о нём представлений. (далее…)

Мозг в десять раз активнее, чем считалось раньше


Дендриты (выделены зелёным цветом) оказались активнее тела нейрона.
Дендриты (выделены зелёным цветом) оказались активнее тела нейрона.Источник: Калифорнийский университет.

Учёные Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles) зарегистрировали электрическую активность дендритов у крыс, которые свободно двигаются. Оказалось, что отростки нейронов генерируют импульсы в десять раз чаще, чем тело клетки. Так же появились основания предполагать, что специфическая активность дендритов позволяет им производить не только цифровые вычисления, но и аналоговые. Результаты исследования опубликованы в журнале Science. (далее…)

Реконструкция и моделирование неокортикальных микроконтуров



(далее…)

Обнаружен новый механизм, управляющий работой синапсов


Каждый нейрон в головном мозге соединён с 10 тыс. себе подобных. Работой этой огромной сети управляют сложные механизмы, пока не вполне изученные.
Каждый нейрон в головном мозге соединён с 10 тыс. себе подобных. Работой этой огромной сети управляют сложные механизмы, пока не вполне изученные.

Учёные обнаружили принципиально новый процесс, лежащий в основе взаимодействия нервных клеток между собой. Оказалось, что работа синапсов — участков, в которых нервные клетки контактируют друг с другом, — управляется не только NMDA-рецепторами (их роль в этом процессе уже была известна ранее), но и так называемыми «каинатными рецепторами». Этот механизм играет важную роль в запоминании и обучении.

«Это открытие чрезвычайно значимо. В будущем оно поможет нам лучше понять, как работают память и мышление, как устроена нейропластичность, как происходит формирование и стабилизация нейронных сетей», — рассказал ведущий автор исследования Джереми Хенли (Jeremy Henley) из Бристольского университета (University of Bristol). Учёный также добавил, что проделанная работа проложила новые пути к пониманию принципов работы синапсов на молекулярном уровне.

Человеческий мозг содержит около 100 млрд нервных клеток. И каждая из них соединена — через синапсы — с 10 тыс. других. Эти связи могут ослабевать или, наоборот, становиться более прочными в результате процессов, идущих в головном мозге. Десятилетиями учёные пытались выяснить, как именно это происходит.

До недавнего времени едва ли не единственным известным механизмом, влияющим на изменение объёма проходящей через синапс информации, была долговременная потенциация (long-term potentiation, LTP). (далее…)

Мозг пациентов с СДВГ обладает рядом анатомических особенностей


Риталин с успехом применяется для лечения пациентов с СДВГ во многих странах. В России он запрещён.
Риталин (метилфенидат) с успехом применяется для лечения пациентов с СДВГ во многих странах. В России он запрещён.

Объём мозга людей, страдающих синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) несколько меньше, чем объём мозга людей без этого диагноза. К такому выводу пришли исследователи, опубликовавшие результаты своей работы в издании The Lancet Psychiatry. Различия были обнаружены в ходе изучения МРТ головного мозга.

СДВГ — это нарушение нервно-психического развития, встречающееся, в среднем, у каждого 20-го ребёнка или подростка. Приблизительно у 2/3 пациентов симптомы сохраняются и во взрослом возрасте.

Работая над проектом, исследователи пересмотрели данные многочисленных предыдущих работ, посвящённых изучению СДВГ. Всего в выборку вошли 1713 пациентов с СДВГ и 1529 без него. Возраст участников составил от 4 до 63 лет. (далее…)

Синтез патологического белка при болезни Альцгеймера можно остановить


Изменение структуры тау-белка приводит к разрушению микротрубочек и формированию узлов или клубков, состоящих из патологического протеина.
Изменение структуры тау-белка приводит к разрушению микротрубочек и формированию узлов или клубков, состоящих из патологического протеина.

Процесс повреждения мозга, обусловленный воздействием токсичной разновидности тау-белка, можно не только остановить, но и в определённой степени обратить вспять. Для этого, как сообщается в новом исследовании, необходимо использовать специфические антисмысловые олигонуклеотиды, блокирующие синтез белка тау в клетках. Теоретически, эти соединения могли бы использоваться в лечении различных нейродегенеративных заболеваний.

В норме клетки человеческого организма синтезируют тау-белок. Он участвует в стабилизации микротрубочек, органоидов, формирующих клеточный «скелет». Однако при некоторых заболеваниях патологическая модификация тау-белка образует нейрофибриллярные клубки внутри клеток мозга. Это происходит, в частности, при болезни Альцгеймера, лобно-височной деменции, хронической травматической энцефалопатии и прогрессирующем надъядерном параличе. В настоящее время не существует средств, способных уменьшить вред от воздействия токсичной разновидности тау-белка. (далее…)

Обнаружен агрессивный подтип клеток нервной системы


Астроциты — это клетки, которые в норме должны защищать нейроны и помогать им образовывать новые связи. Однако в некоторых случаях астроциты оказываются агрессивны по отношению к нейронам и другим клеткам нервной системы.
Астроциты — это клетки, которые в норме должны защищать нейроны и помогать им образовывать новые связи. Однако в некоторых случаях астроциты оказываются агрессивны по отношению к нейронам и другим клеткам нервной системы.

На протяжении многих лет изучение нейродегенеративных заболеваний и повреждений спинного и головного мозга было сосредоточено на вреде, который эти болезни наносят нервным клеткам или нейронам. Однако в рамках нового исследования учёные решили изучить работу астроцитов. В норме астроциты должны окружать и защищать нейроны, способствуя нормальному функционированию последних. Но, как оказалось, иногда в организме может возникнуть подвид астроцитов, занимающихся уничтожением нейронов, а не восстановлением их после болезни или травмы.

В международном исследовании приняли участие специалисты из Медицинской школы Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine) и Мельбурнского университета (University of Melbourne). Результаты работы опубликованы в издании Nature.

Авторы работы полагают, что сделанное ими открытие может привести к появлению новых подходов к лечению черепно-мозговых травм и таких серьёзных неврологических заболеваний, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. (далее…)

Парализованные люди смогли общаться при помощи нейроинтерфейса


23-летняя участница исследования отвечает на вопросы при помощи нейроинтефейса.
23-летняя участница исследования отвечает на вопросы при помощи нейроинтефейса.

Синдром «запертого человека», также называемый синдромом «запертого внутри» или синдромом изоляции — это состояние, при котором пациент не способен реагировать на внешние стимулы из-за полного паралича скелетной мускулатуры. Больные не могут ходить, говорить, выражать эмоции при помощи мимики или даже подавать знаки, моргая. Годами врачи полагали, что пациенты, страдающие этим синдромом, несчастны из-за низкого качества жизни. Также считалось, что у больных отсутствует целенаправленное мышление, необходимое для коммуникации. Оба предположения оказались ошибочными.

В ходе исследования, проведённого учёными из Центра био- и нейроинжиниринга Висса (Wyss Center for Bio and Neuroengineering) в Женеве, Швейцария, выяснилось, что целенаправленное мышление у «запертых внутри» пациентов имеется. Кроме того, когда больные получили возможность «говорить» в результате подключения к новому нейроинтерфейсу, они сообщили, что «счастливы», несмотря на своё состояние.

Для исследования учёные отобрали четырёх пациентов, у которых синдром изоляции развился из-за бокового амиотрофического склероза. (далее…)

Методы нейробиологии протестировали на игровой консоли


Исследователи изучили микропроцессор приставки Atari 2600 с помощью методов нейробиологии. Результаты оказались печальными.
Исследователи изучили микропроцессор приставки Atari 2600 с помощью методов нейробиологии. Результаты оказались печальными.

Учёные Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley) и Северо-Западного университета (Northwestern University) запустили на старой игровой консоли Atari 2600 несколько популярных видеоигр и проанализировали её работу с помощью методов современной нейробиологии — всё для того, чтобы выяснить, может ли наука в нынешнем состоянии понять мозг. Оказалось, что в случае с машиной этот подход не очень эффективен — и учёные сомневаются, что на мозге он работает лучше. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Computational Biology.

Считается, что нейробиологи пока не разобрались в работе мозга потому, что им не хватает информации. Что если собрать большие и сложные массивы данных и проанализировать их с помощью продвинутых алгоритмов, мы наконец проникнем в тайны природы. Таких баз данных пока не существует, но даже если бы существовали, мы не могли бы узнать, насколько информация, полученная с помощью алгоритмов, соответствует действительности. Не уведут ли такие «открытия» дальше от истины? Учёные решили проверить это на примере «модельного организма» — системы, созданной самим человеком, изученной вдоль и поперёк. Они попытались исследовать работу микропроцессора приставки Atari 2600 с помощью методов нейробиологии — точнее, их «машинных» аналогов. (далее…)