Нейро-Новости

19 января 2009

Покорителям Марса обеспечено сумасшествие

Опыты на крысах показали, что ждет межпланетных путешественников. В списке возможных опасностей: проблемы с памятью, изменения во внутренних органах и социопатия. Виной этому отсутствие земного магнитного поля. Авторами исследования выступили ученые из НИИ биологии и биофизики Томского госуниверситета и Института медико-биологических проблем РАН.

Лабораторных крыс поместили в специальную установку, имитирующую полное отсутствие магнитного поля нашей планеты. В камере 35 суток под постоянным видеонаблюдением находились 12 белых крыс-самцов. "Первое, что бросилось в глаза, - крысы в безмагнитных условиях постоянно дерутся. Агрессивность была бешеная. Крысы дерутся, потом в изнеможении спят, они даже не поднимались, когда их начинали кормить", - сообщила одна из руководителей исследования, директор НИИ биофизики Наталья Кривова. Вдобавок к этому были отмечены нарушения памяти.

Будучи помещенными в камеру повторно крысы принимались изучать помещение, так будто бы они находились здесь впервые. Наблюдались и физиологические изменения. Ученые отмечают, что ранее их японские коллеги проводили схожие эксперименты на тритонах.

Результаты исследований оказались неутешительными: у потомства испытуемых неправильно формировались позвоночник и глаза, появлялись двухголовые особи. По словам ведущего научного сотрудника ИМБП Кирилла Труханова, магнитное поле Земли влияет на все живые организмы. "В истории существования биосферы поле менялось и в какие-то моменты становилось нулевым. Есть предположение, что некоторые катастрофы в биоте, скажем, вымирание динозавров, связаны именно с исчезновением магнитного поля в какой-то момент", - предполагает Труханов.

Ныне существующие пилотируемые космолеты перемещаются на небольших высотах, где зафиксировано лишь незначительное ослабление магнитного поля. Но и этого бывает достаточно: при полете "Аполлона-11" на Луну возникла жесткая конфликтная ситуация, окончившаяся нервным срывом у одного из космонавтов. Вопрос о том, что в таком случае может произойти в ходе межпланетных экспедиций, где магнитное поле отсутствует как факт, остается открытым.

Единственный выход, по мнению Труханова, - генерация на космическом корабле искусственного магнитного поля.

Александр КУЗЬМИН

Постоянный адрес статьи:

http://www.utro.ru/articles/2008/10/01/771829.shtml

* * * * *

Мозг может работать на альтернативном топливе

Европейские физиологи пришли к выводу, что при максимальных нагрузках человеческий мозг может задействовать дополнительные источники энергии, повышая тем самым общую эффективность работы организма, в первую очередь – мышечных тканей.

Оказывается, способности вводить в действие энергетические резервы есть не только у Терминатора, но и у человека. Пусть это получается и не столь красиво ("поиск альтернативных источников завершён – пип-пип-пип"), зато не менее успешно.

Чтобы обеспечить метаболические процессы необходимой энергией, мы расщепляем углеводы (сахарá), полученные вместе с пищей, и перерабатываем их в глюкозу. Если нагрузки велики, этот процесс сопровождается образованием солей молочной кислоты (лактатов).

В ходе ряда исследований уже было установлено, что мышечные ткани могут прибегать к своеобразной повторной переработке лактатов. Однако до сих пор считалось, что это прерогатива двигательной системы.

Группе учёных из Нидерландов и Дании под руководством Йоханнеса ван Лисхаута (Johannes Van Lieshout) из Академического медицинского центра при университете Амстердама (Academisch Medisch Centrum) удалось показать, что аналогичные реакции осуществляются и в головном мозге. Причём используются для стимуляции умственной активности побочные продукты мышечной деятельности.

Отчёт об этой работе опубликован в журнале Федерации американских обществ экспериментальной биологии (FASEB).

Физиологи исследовали состав крови добровольцев, которым предлагалось выполнить комплекс энергичных упражнений. Выяснилось, что поступающая к центральному отделу нервной системы кровь содержит значительно большее количество лактатов, чем следующая в обратном направлении.

Дальнейшее изучение химического состава системы энергоснабжения показало, что мозг использовал соли молочный кислоты, вырабатывающиеся в ходе физических нагрузок, в качестве топлива для своей работы.

Более того, такой механизм энергопотребления оказался своеобразным очистителем организма от лактатов, снимая боль и оставляя "на пропитание" мышечным тканям необходимую им глюкозу.

По мнению авторов исследования, полученные данные помогут разработать новые препараты для целого ряда заболеваний центральной нервной системы.

А главный редактор FASEB доктор Джеральд Вайсманн (Gerald Weissmann) полагает, что с эволюционной точки зрения возникновение механизма "замещения" наиболее разумно связать с древними пищевыми цепочками: нашим далёким предкам часто приходилось убегать от хищников и при этом ещё и соображать, и следы запутывать.

  Источник membrana.ru

* * * * *

Морской огурец поможет электродам размякать в мозге

Далеко не всем хотелось бы стать морскими огурцами. Дескать, что это за жизнь? Однако не торопитесь выражать пренебрежение и отвращение к иглокожим беспозвоночным. Эти создания, кажется, неплохо помогли людям. Осталось только правильно воспользоваться их поддержкой — и всем нам скоро просто не хватит слов благодарности в их адрес. Огурчики. Огуречики…

Морские огурцы (они же морские кубышки, они же голотурии) относятся к классу беспозвоночных типа иглокожих. Они чем-то похожи на больших червяков — и по виду, и наощупь. (Вы когда-нибудь щупали червяка? Пощупайте!) В общем, как может показаться, совершенно беспомощные твари.

Если же морской огурец попадает в опасную ситуацию, он быстро обзаводится своеобразной защитой: его поверхность мгновенно затвердевает, становясь как бы бронированной. Как рассказывают биологи, твёрдость шкуры обеспечивают многочисленные коллагеновые волокна, находящиеся внутри неё.

В отличие от аналогичных волокон, упрочивающих, например, кожу у современных акул (и укреплявших её у ихтиозавров), волокна у голотурий находятся внутри мягких тканей, поэтому практически не защищают. Но это если ничего не угрожает.

Когда же огурцу по какой-то причине становится страшно, в его организме вырабатывается особое вещество, которое заставляет эти самые мягкие ткани временно затвердевать, и они (будучи к тому же снабжёнными упомянутыми волокнами) становятся очень жёсткими.В итоге получается морской огурец в панцире, а никакой не дряблый червяк.

И вот учёные - медики, химики и биологи - из исследовательского коллектива медицинского центра Кливлендского совета ветеранов Луи Стокса (Louis Stokes Cleveland Department of Veterans Affairs Medical Center — DVA) и университета Кейс Вестерн Резерв (Case Western Reserve University — CWRU) неожиданно поняли: в этой тактике что-то есть. Что же?

Они вспомнили, что передовая нейрохирургия постоянно сталкивается с тем, что электроды, внедрённые в мозг, повреждают ткани. Причём разрушение происходит не только в момент введения электрода, но и при его нахождении в мозге.

Поделать с этим ничего нельзя, ведь сейчас электроды металлические, но даже если их изготавливать из более мягких материалов, они всё равно будут травмировать. И даже если это не вредит нервной системе, то мешает работе самого электрода: в месте его внедрения образуется рубцовая ткань, которая ухудшает контакт. Из-за этого спустя какое-то время мозг начинает хуже воспринимать импульсы от внешней аппаратуры (с этой бедой медики столкнулись во время испытаний мозгового сенсора-имплантата, "подслушивающего" человеческие мысли).

Кливлендские спецы поняли, что справиться с проблемой поможет биомиметическая (то есть подражающая живой природе) стратегия. По их мысли, для электродов нужно использовать материал, который будет, как и полагается, "втыкаться" в кору мозга, а потом размягчаться. И этот материал они разработали, опираясь на знания о структуре кожи морского огурца.

Как можно узнать из их статьи, вышедшей в журнале Science, полимер, созданный учёными, в обычном состоянии по твёрдости напоминает пластик, из которого делают компакт-диски. В другом состоянии он сравним с мягкой резиной.

Чтобы уменьшить твёрдость материала, нужно всего лишь опустить его в очищенную воду. Ценно то, что "переключение" между этими состояниями происходит достаточно быстро.

Однако, как говорится, лучше один раз увидеть (файл MPG, 5,84 мегабайта). Поясним: в этом ролике некий тёмный кусочек некоего вещества используется как эталон твёрдости (это как бы мозг), а прозрачный — и есть новый полимер. Здесь "переключение" длится порядка 15 минут; температура воды — 37° по Цельсию.

В реальности, скорее всего, ничего в воду окунать не придётся: организм содержит достаточно жидкости, которая прекрасно размягчит электрод на основе полимера. А в случае нейрохирургических операций её роль сможет сыграть спинномозговая жидкость.

Один из авторов разработки, аспирант CWRU Кадхираван Шанмуганатан (Kadhiravan Shanmuganathan), заметил, что вещество практически не разбухает, а значит, не будет доставлять неудобств при использовании.

Увы, создатели нового полимера ничего не рассказали о том, какова электропроводность их материала. Она ведь должна быть высокой, ибо электрод на то и нужен, чтоб проводить ток.

Конечно, можно просто сделать кусочек такого полимера, с вставленными внутрь тонкими металлическими проводками (которые, в принципе, мягкие сами по себе). Можно использовать и бактериальные провода, но это уже совсем фантастика.

Впрочем, это уже вопросы практического применения, до которого пока очень далеко. Если электроды в конце концов сделать не получится, то будет, конечно, жалко, но не очень. Ведь некоторые виды морских огурцов — трепанги — довольно вкусные. Главное — хорошо приготовить. И чёрт с ней, с биомиметикой, в самом-то деле!..

Источник membrana.ru

* * * * * *

Магнитно-резонансная томография мозга поможет вывести работников на чистую воду

Сразу несколько исследовательских групп выдвинули идею об использовании процедуры ядерно-магнитно-резонансной томографии мозга в качестве своего рода «детектора лжи». Как это будет работать? Уже существующие полиграфы (детекторы лжи) способны отслеживать и оценивать те «эмоциональные индикаторы», которые некоторые умельцы способны контролировать, тем самым обманывая умную машину.

Что касается выявления истины с использованием процедуры магнитной резонансной томографии, то этот способ выглядит более надежным: в процессе тестирования отслеживаются изменения в потоках крови в некоторых областях головного мозга, которые человек, как считается, контролировать не может. В течение нескольких лет проводились эксперименты, в ходе которых выяснилось, что некоторые области мозга активируются только тогда, когда человек лжет.

Именно на этом принципе и будет основано применение таких детекторов лжи. %1% Использование подобных технологий может оказаться весьма полезным в самых разных ситуациях – к примеру, при расследовании преступлений. Вместе с тем, многие люди считают, что это приведет к нарушениям их «прайвеси» (неприкосновенности частной жизни), в то время как другие настаивают на том, что результаты исследования мозга могут быть с легкостью сфальсифицированы, и что этот метод вообще не дает достоверных результатов. В общем, хотя сама идея кажется неплохой, окончания этой истории в обозримом времени явно не предвидится.

Источник: news.webpanel.ru

* * * * *

Свет помог глухим услышать звук

Инфракрасный свет стимулирует работу нейронов во внутреннем ухе не хуже, чем звуковые волны - такое открытие сделали исследователи из американского Северо-Западного университета (Northwestern University). Новые виды кохлеарных имплантатов, основанные на этом явлении, значительно улучшат жизнь глухих людей.

В здоровом внутреннем ухе волосковые клетки (hair cell), реагирующие на звук, заставляют работать нейроны, которые пересылают сигналы в мозг.

Однако эти рецепторы могут быть повреждены из-за болезни или какой-либо травмы, а также врождённого дефекта. Всё это приводит к глухоте. Но современная медицина может справиться с этой проблемой: людям устанавливают кохлеарные имплантаты, которые воздействуют напрямую на нейроны.

На сегодняшний день эти устройства позволяют глухому ребёнку научиться говорить почти так же хорошо, как и здоровому. Конечно, слух нельзя назвать идеальным, в частности, пользователи таких имплантатов плохо воспринимают музыку, им тяжело общаться в условиях сильного шума и с носителями тональных языков вроде мандаринского наречия китайского языка.

Это и понятно, ведь в отличие от трёх тысяч волосковых клеток в здоровом ухе имплантат обеспечивает работу всего лишь примерно 20 нейронов.

Большее количество электродов (много больше 20) значительно улучшило бы звуковое восприятие глухих людей. Но реализовать это на практике не получается, так как ткани проводят электричество и сигналы от разных электродов начинают интерферировать.

В то же время свет лазера проще направить точно на нерв, он не распространяется во все стороны. Таким образом, имплантат может обеспечить нейроны большим количеством информации.

Чтобы проверить эту идею, Клаус-Питер Рихтер (Claus-Peter Richter) и его коллеги направили инфракрасный свет прямо на нейроны во внутреннем ухе глухих морских свинок. Параллельно учёные записывали картину электрической активности в нижнем холмике, участке мозга, расположенном между внутренним ухом и корой головного мозга.

Полученные "карты" достаточно хорошо рассказывают о качестве звука, поступающего в ухо, и соответственно – о количестве информации, приходящей в мозг.

Если сравнить работу старых х кохлеарных имплантатов и новой технологии, то в первом случае рисунки получаются размытыми, а во втором — имеют чёткие контуры, как у здоровых морских свинок. Именно об этом и доложили биологи на конференции Medical Bionics, прошедшей недавно в Лорне, Австралия.

Пока остаётся загадкой, как свет возбуждает нейроны, ведь в них нет светочувствительных белков. Рихтер считает, что важную роль играет тепло, которое "сопровождает" инфракрасное излучение.

Отметим, изначально это явление было открыто хирургами, которые пытались соединить нервы лазером.

На данный момент учёные пытаются установить, как влияет на нейроны длительное нагревание. Если не будет обнаружено никаких отрицательных эффектов, они планируют создать оптическое волокно и лазеры, способные провести свет прямо во внутреннее ухо.

Узнайте также о том, почему детям с имплантатами запрещают кататься с горки, как учёные смогли стимулировать рост волосковых клеток генетически и при помощи стволовых клеток, а ещё создали трёхмерную молекулярную модель внутреннего уха.

 Источник: New Scientist

   * * * * * *

Ученые нашли главный белок, отвечающий за память

Исследователи из Университета Хайфы обнаружили особый белок, который отвечает за процесс формирования долговременной памяти. Это открытие поможет ученым понять один из наиболее комплексных процессов в природе - процесс создания и консолидации памяти в человеческом мозге, сообщает Medical News Today.

Человеческий мозг постоянно получает сенсорные стимулы из внешнего мира: звуки, вкусовые, зрительные и тактильные ощущения, запахи. Однако очень малая часть этих стимулов, записанных в кратковременной памяти, действительно становится частью долговоременной памяти.

Команда ученых под руководством профессора Коби Розенблюма и его ассистентки Алины Елкоби попыталась найти белок, вовлеченный в процесс формирования памяти. Эксперимент проводился на мышах. Специалисты исследовали механизм формирования вкусовой памяти у грызунов и обнаружили ключевой компонент этого процесса - белок PSD-95. Данный протеин вырабатывается во "вкусовом центре" коры головного мозга только в период формирования воспоминаний. Когда же мышь ощущает уже известный ей вкус, белок PSD-95 не синтезируется.

Чтобы продемонстрировать, насколько белок важен в процессе формирования памяти, ученые экспериментировали с двумя группами животных. Первая группа - это обычные мыши, а вторая - генетически измененные грызуны, у которых можно отключать выработку PSD-95. Результаты работы показали, что те мыши, у которых белок PSD-95 не вырабатывается, помнят о новых вкусовых ощущениях на протяжении суток, а потом забывают. Но старые воспоминания, сформированные до того, как белок был "выключен", у ГМ-мышей сохранялись. Таким образом, получается, что белок PSD-95 играет большую роль в механизме перехода кратковременной памяти в долговременную, но он не используется для хранения сформированной долговременной памяти.

Ожидается, что открытие израильских ученых в будущем может помочь в создании лекарств и методов терапии таких неизлечимых сегодня недугов, как болезни Паркинсона и Альцгеймера

 * * * * * *

Разработана технология чтения снов

Японские ученые научились выводить изображение «из головы» спящего человека на экран

Наука проникла в самые сокровенные области человеческого подсознания. Если раньше ясновидцы толковали сны и читали мысли, основываясь на своих сверхъестественных способностях, то сегодня их роль выполняют компьютеры, во много раз увеличивающие точность полученных данных. А в четверг стало известно, что японские ученые научились выводить на мониторы сны людей, напрямую перехватывая их из мозга спящего человека.

Группа японских ученых разработала специальное программное обеспечение и придумала устройство, которое обрабатывает и выводит на компьютерный экран мысли и сны в такой форме, в которой они появляются в мозгу человека.

Ранее исследователи создали технологию, способную воспроизводить простейшие изображения «из головы». Однако прогресс не стоит на месте. Новая разработка позволяет раскрывать содержание человеческих снов и других умственных процессов.

«Это первое в мире открытие, которое позволяет визуализировать то, что видят люди во сне, то, что происходит во время мозговой активности человека, – заявил представитель лаборатории нейронных вычислений ATR. – С помощью этой технологии станет возможным запоминать и воспроизводить изображения, которые люди получают во время сна».

Ученые во главе с исследователем Юкиясо Камитани сосредоточились на процедуре распознания изображений на сетчатке человеческого глаза, пишет Daily Telegraph.

Когда человек смотрит на объект, его глаз распознает картинку, которая затем превращается в электрические сигналы, посылаемые в зрительную кору мозга.

Исследование показывает, как электрические сигналы получаются и трансформируются в изображение. Так, например, когда ученые показывали испытуемым слово из шести букв «нейрон», они затем последовательно выводились на экране компьютера. Прошел целый век с тех пор, как Зигмунд Фрейд опубликовал работу о толковании снов, чем положил начало большой науке о сновидениях. За это время тема снов и работы мозга человека во время сна широко изучалась многими учеными со всего мира. Однако все они исследовали сны с точки зрения психиатрии. Так, Элла Фриман Шарп сопоставила механизмы работы сновидений и законы языка поэзии, а Бион исследовал способность человеческого мозга удерживать чувства и мысли. Сесиль де Монжуа выяснила у своих пациентов, что сны могут брать на себя часть дневного «груза».

В прошлом году Daily Telegraph провел собственное исследование, которое показало, что сны заостряют внимание человека на травмах, полученных в детстве.

Работая со сновидениями, можно исцелять, предсказывать будущее, предотвращать нежелательные события, однако с проникновением науки все глубже и глубже в область бессознательного ученые, скорее всего, смогут найти объяснения потусторонним процессам

* * * * * *

 

Вернуться назад