25 ноября 2020, среда, 11:42
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Нейробиологические открытия-2014

Модель нейронных связей в человеческом мозге
Модель нейронных связей в человеческом мозге
Radu Jianu/Brown University

Говоря о самых ярких научных открытиях, мы зачастую имеем в виду самые понятные из них. Это особенно актуально сейчас, когда ежедневно в мире выходит тысячи статей только в одной конкретной области науки. Понять, какие из них наиболее важны, можно только в долгосрочной перспективе. Меж тем основную массу их читателей составляет небольшой круг узких специалистов, чьи приоритеты могут существенно отличаться даже внутри одной исследовательской лаборатории. Поэтому специалист составит для себя персональный список, а мы пойдем по более простому пути.

Передача информации от мозга к мозгу

Интерфейсы "мозг-компьютер" сейчас если не на пике популярности, то по крайней мере близки к нему. Один из выдающихся экспериментов ушедшего года включал в себя первое удачное испытание системы "мозг-компьютер-мозг". Органы чувств испытуемых при этом не задействовали, так что эксперимент с некоторой натяжкой можно назвать первой демонстрацией телепатии.

"Отправитель информации" должен был подумать об одном из двух элементарных слов ("привет" или "пока"). В этот момент электроэнцефалограф регистрировал электрическую активность нейронов этого испытуемого, а компьютер преобразовывал ее в одну из двух последовательностей единиц и нулей. В таком виде информация передавалась на транскраниальные магнитные стимуляторы (ТМС) трем другим испытуемым — "получателям". После повторного преобразования ТМС воздействовал на мозг реципиента слабыми магнитными полями, и получатели информации видели последовательность вспышек — фосфенов, свою для каждого слова.

Отправитель и получатели находились на разных континентах — в Азии (Индия) и Европе (Франция) соответственно. При этом, несмотря на столь внушительные расстояния, доля ошибок при передаче данных (через интернет) была невелика — 15%. Вполне допустимо для первого раза.

Управление генами силой мысли

Заголовок не лукавит, однако здесь не обойтись без оговорок. Во-первых, под силой мысли понимается мозговая активность, регистрируемая на ЭЭГ — примерно такая же, как в предыдущей истории. Во-вторых, перед тем как управлять работой гена, нужно модифицировать его так, чтобы его экспрессию можно было регулировать методами оптогенетики.

В работе ученых из Швейцарской высшей технической школы Цюриха эти условия были выполнены. В качестве подопытных выступили трансгенные мыши, которым под кожу имплантировали клетки с измененным геном SEAP. Добровольцы (а в этой роли уже выступали люди) должны были выполнять одну из трех задач, сидя перед монитором: концентрировать внимание, медитировать или пытаться сознательно менять степень внимания. В это время энцефалографы регистрировали мозговую активность испытуемых. Затем сигналы передавали на инфракрасные лампы под кожей мышей. При определенных параметрах мозговой активности лампы загорались, ген SEAP активировался, и вырабатывался флуоресцентный белок.

В перспективе можно будет управлять и работой собственных генов. А это значит, что у нас появится возможность лечить себя или товарищей все той же "силой мысли". Направляя внимание на тот или иной объект, мы сможем активировать конкретный ген, продукт которого и будет лекарством против определенного заболевания.

Трехмерная нервная ткань в пробирке

В Университете Тафтса в Бостоне создали искусственную нервную ткань. И пусть по своей вычислительной мощности она далека даже от мозга грызуна, смысл открытия не в этом. Впервые удалось получить кусочек ткани, у которой общий принцип строения такой же, как у целого мозга. В ней выделяется белое (аксоны нейронов) и серое (их тела и дендриты) вещество, присутствует нейроглия ("вспомогательные" клетки нервной ткани), а главное — искусственная нервная ткань трехмерна. В принципе, без этого последнего свойства было бы сложно добиться "правильной" структуры.

Основу образца составил каркас из фиброина шелка, залитый коллагеновым гелем. Нейроны, взятые из мозга крысы, без глии нормально функционируют на таком каркасе всего сутки. Зато с добавлением нейроглии срок жизни искусственной ткани удалось увеличить до пяти недель.

Имея искусственную трехмерную нервную ткань, можно, не используя лабораторных животных, в полной мере изучить, как мозг реагирует на травматическое воздействие.

Нейроглия в зубах теряет специализацию

Прошедший год был богат на неприятные истории со стволовыми клетками, которые планировали получать из специализированных клеток взрослых грызунов. Однако есть находка, достоверность которой сейчас не ставится под сомнение. Элементы нейроглии из веточек лицевого нерва, которые дают нашим зубам чувствительность, буквально сбегают в пульпу и там теряют специализацию, самопроизвольно становясь мезенхимальными стволовыми клетками. Это выяснила группа исследователей под руководством выходца из России Игоря Адамейко при окрашивании нейроглии в нервах, посылающих болевые сигналы от зубов и десен в мозг, флуоресцентными красителями.

Приложение находки для медицины очевидно: при условии, что станут понятны механизмы такого превращения, мы получаем этичный и достаточно дешевый источник стволовых клеток и новых зубов. Однако в плане науки вывод еще интереснее. Ранее считалось, что естественным путем, без кропотливой работы ученых, потерять специализацию не может ни одна клетка. Теперь же мы видим, что такие процессы происходят, и не где-нибудь, а в одной из самых специализированных тканей. Как знать, какие еще фундаментальные факты о нервной ткани нам не известны?

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.