Коротко

В этот день в 1957 году в Брюсселе была основана Всемирная федерация неврологов. Сейчас в федерацию входят свыше 120 профессиональных ассоциаций неврологов множества стран.

Ежегодно Всемирная федерация неврологов организует мероприятия, посвященные Всемирному дню мозга. На них встречаются ведущие ученые, нейрохирурги, неврологи и невропатологи.

Интересные факты о мозге:

• Мозг человека содержит около 100 миллиардов нейронов, которые соединены друг с другом синапсами. Эти связи могут разрушаться и формироваться заново, что позволяет нам обучаться.

• Благодаря нейропластичности мозг постоянно меняется, реагируя на полученный опыт.

• Новые нейроны образуются в течение всей жизни. Этот процесс называется нейрогенез, и он происходит только в определенных областях мозга — гиппокампе и полосатом теле.

• Нейроны передают сигналы со скоростью до 100 м/с (360 км/ч).

• Информация о доминировании правого или левого полушария — это миф.

• Мозг использует всего 20 ватт. Компьютеру с такой же мощностью потребовалось бы 12 гигаватт.

• То, что мы используем только 10% нашего мозга — это миф. Некоторые области мозга более активны в тот или иной момент, но мы используем их все.

• Деменция — это не одна болезнь. Термин «деменция» используется для описания набора симптомов, вызванных ухудшением состояния мозга, обычно связанным с накоплением токсичных белков. Симптомы деменции вызывают более 50 состояний.

• Мозг также содержит другие типы клеток, такие как глия. Глиальные клетки питают, поддерживают и защищают нейроны от повреждения.

Наши статьи, связанные с нейронауками:

Опубликован первый клеточный атлас мозга млекопитающего

При травме мозга белок свертывания крови приводит к потере нейронов

Биоэтики обсудили возможность возникновения сознания у органоидов мозга

«Окно в череп» позволило исследовать активность мозга человека с помощью УЗИ

Палеолитическая диета — популярный выбор для людей, стремящихся похудеть и нормализовать уровень сахара. Ученые проверили на мышах, насколько диета безопасна. При палеодиете человек потребляет большое количество белка, а значит, у него вырабатывается много аммония, от которого организм избавляется при помощи фермента глутаматдегидрогеназы в печени. Нормальные мыши, получавшие диету с повышенным содержанием белка, приспосабливались к высокому уровню аммония. Но если глутаматдегидрогеназы было недостаточно, аммоний накапливался и приводил к неврологическим повреждениям. Авторы исследования призывают принимать взвешенное решение при выборе диеты. Подробнее.

Обычно измерение уровня экспрессии или передачи сигнала требует уничтожения клетки или визуализации в течение определенного времени. Ученые заставили саму клетку записывать историю происходящих с ней изменений в геноме. Метод назвали enhancer-driven genomic recording of transcriptional activity in multiplex (ENGRAM). В ответ на сигнал клетка производит гидовые РНК и с помощью праймированного редактирования вставляет в геном баркоды, специфичные для сигнала. Метод опробовали на стволовых клетках в процессе формирования гаструлоидов. Подробнее. 

Для терапии мышечной дистрофии Дюшенна необходимо доставить в клетки рабочие копии белка дистрофина. Проблема в том, что ген, кодирующий дистрофин, очень велик и не помещается в обычные векторы. Ученые предложили новый подход и опробовали его на мышах. Они доставили ген и «инструкцию» по его сборке в двух-трех аденоассоциированных вирусных векторах. Терапия не только затормозила болезнь у модельных животных, но и обратила вспять повреждения. Авторы также снизили дозу векторов, необходимую для достижения эффекта. Они надеются начать клинические испытания через два года. Подробнее. 

Ученые установили новые критерии для диагностики возрастной потери памяти, затрагивающей в первую очередь лимбическую систему. Для нее характерно накопление белка TDP-43, и ранее ее выявляли только посмертно. У такого состояния лучше прогноз, чем у болезни Альцгеймера, с которой его часто путают. Часто симптомы ограничиваются потерей памяти и не затрагивают другие когнитивные функции, к тому же они появляются в более старшем возрасте. Диагностика основана на оценке возраста, тяжести проблем с памятью, сканов мозга и биомаркеров. Подробнее.

Порядка 8% генома человека состоит из эндогенных ретровирусов. Ученые предположили, что они могут играть роль в развитии рака. Они проанализировали геномные данные 21 типа рака и показали, что ретровирусы LTR10 активны в нескольких из них, включая рак легких и колоректальный рак. Подавление активности ретровирусов также «успокаивало» близлежащие гены, в том числе ассоциированные с опухолеобразованием, например, XRCC4. При этом противораковая терапия работала лучше. Эти гены в основном принадлежали к сигнальному пути MAP-киназ. Подробнее. 

Известно, что ожирение ассоциировано с худшим состоянием сердца, однако долговременное влияние ожирения на сердечную мышцу не до конца изучено. Авторы исследования, опубликованного в European Heart Journal, долгие годы отслеживали состояние здоровья группы людей, родившихся в Англии, Шотландии или Уэльсе в 1946 году. Они многократно измеряли ИМТ и отношение окружностей талии и бедер, а также оценивали здоровье сердца в 60–64 года, в частности, массу левого желудочка, с помощью эхокардиографии. Оказывается, люди, чей ИМТ был выше нормы в любой момент после 20 лет, имели более высокую массу левого желудочка в 60 лет. Так, повышение ИМТ на пять единиц в 43 года было ассоциировано с увеличением массы левого желудочка на 15%. При этом ИМТ в 60 лет не влиял на эту закономерность. По мнению авторов, это указывает на важность поддержания нормального веса в любом возрасте. Пока невозможно утверждать однозначно, что лишний вес в молодом возрасте повреждает сердце, можно говорить только о связи этих двух явлений.

Исследователи из Даремского университета (Великобритания) и коллабораторы проанализировали биомаркеры крови британских спортсменов, чтобы определить эффект многократных сотрясений мозга на здоровье. В исследовании приняли участие 56 мужчин, отошедших от спорта в среднем семь лет назад: 30 бывших игроков в контактный спорт (регби), у которых было зафиксировано более пяти сотрясений мозга, и 26 бывших спортсменов, у которых не было сотрясений.

Анализ показал, что многократные сотрясения были ассоциированы с более высокими значениями таких биомаркеров, как общий тау и фосфорилированный тау 181 (p-tau181). Также в этой группе были выше уровни амилоида-бета 42 (Aβ42), p-tau217 и p-tau231, но эти закономерности не были значимыми. Напротив, в группе сотрясения мозга экзосомы были крупнее, а уровень ретинол-связывающего белка 4 (RBP-4) был снижен. Общий тау и p-tau181 играют важную роль в развитии болезни Альцгеймера и заболеваний двигательных нейронов. RBP-4 необходим для развития и работы мозга. По мнению авторов, дальнейший анализ биомаркеров поможет разработать диагностическую систему для раннего выявления нейродегенеративных заболеваний у спортсменов.

Ученые из США усовершенствовали технологию органа-на-чипе, вырастив на чипе сразу три вида ткани: костного мозга (для оценки острого радиационного повреждения), сердечной мышцы (для оценки хронического повреждения) и печени. Они связаны системой циркуляции и «общаются» друг с другом через эндотелиальный барьер. Это необходимо для лучшего понимания эффекта космического излучения на организм человека при долговременных космических полетах. Система получена из плюрипотентных стволовых клеток человека и обладает рядом преимуществ по сравнению как с животными моделями, так и с отдельными клетками. Подробнее.

Грибок Pseudogymnoascus destructans вызывает у летучих мышей смертельно опасное заболевание — синдром белого носа. Он заражает мышей во время торпора, когда метаболизм замедляется, а температура падает. Ученые показали, что грибок поражает в первую очередь кератиноциты, используя рецептор EGFR. Гифы грибка проникают внутрь клеток, не убивая их, чтобы не «привлекать внимание» иммунной системы. Когда метаболизм летучей мыши активируется после торпора, грибок «прячется» в пораженных клетках, окутывает свои споры меланином и подавляет апоптоз. Подробнее.

Австрийские и американские исследователи показали, что дети в 12 месяцев уже обладают творческими способностями, то есть могут объединять знакомые концепции в новые структуры. Авторы предположили, что это необходимо для освоения языка. Они обучили 60 детей двум придуманным словам, означающим «один» и «два», после чего предложили объединить эти слова с различными объектами, такими как «утки», выбирая нужные изображение из предложенных. Ученые отслеживали взгляд детей, которые концентрировались на изображениях. Таким образом определялись способности детей комбинировать понятия в реальном времени, а не припоминать уже изученные концепции. Подробнее.

Инфекции и нейродегенеративные заболевания провоцируют воспаление в мозге, что (по неизвестной причине) приводит к развитию мышечной слабости. Авторы статьи в Science Immunology смоделировали на мушках и мышах три заболевания — заражение кишечной палочкой и SARS-CoV-2 и болезнь Альцгеймера. Они показали, что под действием воспалительных белков в мозге высвобождаются активные формы кислорода, что приводит к выработке интерлейкина 6 (и аналогичного белка у мушек). Интерлейкин 6 подавляет выработку энергии митохондриями скелетных мышц через JAK-STAT сигналинг. Авторы предположили, что таким образом мозг концентрирует ресурсы для борьбы с болезнью. Подробнее. 

Выращивание лосося в инкубаторах повысило объемы вылавливаемой рыбы. Однако ученые показали, что выпускаемые на свободу рыбы спариваются с дикими особями, что снижает генетическое разнообразие последних. Популяции с более низким генетическим разнообразием обладают меньшей устойчивостью к изменяющимся условиям. Подробнее.

Ученые определили энергетические потребности летучих мышей. Работа на эту тему вышла в журнале Proceedings of the Royal Society B. Для этого они измерили пульс летучих мышей в различных состояниях, в том числе в свободном полете, с помощью трансмиттера весом 0,8 г. Проблема в том, что ресивер должен находиться на расстоянии нескольких сотен метров от трансмиттера. Это легко проделать днем, когда летучая мышь отдыхает, но не ночью, когда она охотится, иногда отлетая на несколько километров. Чтобы не потерять сигнал, исследователи летали за летучими мышами на небольшом самолете. Оказалось, что во время полета пульс летучих мышей достигает 900 ударов в минуту. Звук с такой частотой слышится для человеческого уха как просто высокий писк. Подробнее.

Исследователи использовали праймированное редактирование, чтобы скорректировать самую часто встречающуюся мутацию в гене CFTR — F508del. Наличие этой мутации приводит к развитию муковисцидоза. Работа была опубликована в Nature Biomedical Engineering. Улучшенный метод редактирования позволил скорректировать около 60% делеций в человеческих клетках легких и 25% делеций в клетках, полученных напрямую от пациентов. Ранее этот показатель не достигал и 1%. Также в 3,5 раза снизилось количество нежелательных инделов. Подробнее. 

В Nature опубликовано исследование, которое может помочь в борьбе с остеопорозом. Существует несколько гормонов, которые влияют на структуру и состав костей млекопитающих, в их число входит эстроген. Уровень эстрогена падает после менопаузы, что снижает прочность костей. Интересно, что эстроген снижается и после родов, одновременно скелет матери испытывает стресс из-за потери кальция, который идет на выработку молока. Однако не так много женщин испытывают проблемы с прочностью скелета в период лактации. Оказалось, что мозг вырабатывает белок CCN3 (cellular communication network factor 3), которая поддерживает целостность костей, увеличивая количество стволовых клеток скелета. Подробнее.

Динго, населяющие Австралию, делятся на восточную и западную группы. Считалось, что разделение произошло в результате деятельности людей после колонизации материка. Однако анализ 42 останков древних динго, умерших 400–2746 лет назад, показал, что это не так, и разделение произошло тысячи лет назад. Также исследование показало, что динго не так часто скрещивались с домашними собаками, как принято считать, и сохраняют генетическое разнообразие своих предков. Подробнее. 

Исследователи идентифицировали группу нейронов в парасубталамическом ядре, которая активируется при переедании. Искусственная активация этих нейронов у мышей тормозила начало поглощения пищи после того, как еда становилась доступной. Неожиданно, такие мыши также пили больше воды. Таким образом, эти нейроны участвуют в принятии решения о том, что пора что-то съесть. Эта активность нарушена при некоторых расстройствах пищевого поведения, так что открытие может иметь важное значение для терапии. Подробнее. 

Магнитотактические бактерии (МТБ) — это прокариоты, которые содержат биогенные магнитные кристаллы железа (магнетосомы) и ориентируют свое движение по силовым линиям магнитного поля Земли; такое движение называется магнитотаксисом. Все больше данных указывают на то, что МТБ могут быть компонентами микробиомов животных. Однако их трудно культивировать in vitro, так как они обитают на кислородно-бескислородном интерфейсе.

Роберт Фитак (Университет Центральной Флориды, Орландо) — сторонник гипотезы, согласно которой МТБ могут быть симбионтами животных, способных ориентироваться по геомагнитному полю. Он провел поиск в Архиве прочтений последовательностей (Sequence Read Archive, SRA) созданном Национальным центром биотехнологической информации. Этот общедоступный репозиторий недавно сделал возможными крупномасштабные интерактивные запросы через облачные среды и теперь предоставляет также информацию о таксономической принадлежности ридов. Фитак получил набор данных, который включает сотни миллионов последовательностей, принадлежащих 214 таксонам МТБ. Находки были ассоциированы с различными группами животных; особенно богатыми МТБ оказались рептилии и плоские черви.

Сейчас Фитак и его студенты ищут последовательности МТБ у зеленых и головастых морских черепах, которые ориентируются по магнитному полю во время миграций. У черепах исследуют «слезы» (секрет окологлазных солевых желез), так как их легко собирать, а протоки расположены близко к нервам.

Ученые использовали различные скаффолды при культивировании миобластов для воссоздания структуры стейка или фрикаделек. Однако вкусу уделяли не так много внимания, а ведь в том числе от вкуса зависит, будет ли искусственное мясо пользоваться спросом.

Исследователи из Южной Кореи использовали новый скаффолд из желатина, который остается стабильным при культивировании клеток, но при готовке (нагревании выше 150 °C) выделяет вещества, подобные тем, что получаются при реакции Майяра во время жарки естественного мяса. Реакция Майяра происходит между аминокислотами и сахарами при нагревании с образованием летучих соединений, придающих вкус мясу или хлебу. Химический анализ (проведенный в том числе с помощью электронного носа) показал, что по вкусу культивируемое мясо было похоже на говядину, приготовленную на гриле.

Ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 (SGLT2i) в комбинации с агонистами рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 (GLP1-RA) обеспечивают дополнительную защиту сердца и почек у пациентов с диабетом. Это показало исследование, результаты которого опубликованы в The Lancet Diabetes & Endocrinology.

SGLTi, также называемые глифлозинами, — это класс препаратов, снижающих уровень глюкозы в крови за счет усиления ее выведения с мочой. Агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 усиливают высвобождение инсулина и чувствительность к нему. Уже было показано, что оба класса препаратов улучшают состояние сердечно-сосудистой системы при диабете. Теперь же ученые из консорциума SMART-C провели метаанализ по данным 12 масштабных плацебо-контролируемых исследований глифлозинов с участием 73 238 пациентов с диабетом, 3 065 из которых уже принимали GLP1-RA. Глифлозины снижали риск основных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий на 11%, риск госпитализации — на 23% по сравнению с плацебо. В комбинации с GLP1-RA они снижали риск прогрессирования хронической болезни почек на 33%, а ежегодную потерю функции почек — почти на 60%. Новых проблем с безопасностью при использовании такой комбинации выявлено не было.

Авторы полагают, что комбинацию препаратов имеет смысл назначать пациентам с диабетом в качестве дополнительной защиты сердца и почек.

Препарат OXO-001 компании Oxolife (Испания) на 7% повысил число детей, родившихся живыми, при ЭКО. Результаты клинического испытания были представлены на ежегодной встрече Европейского общества репродукции человека и эмбриологии. В исследовании приняли участие 42 женщины, получавшие плацебо, и 54 женщины, получавшие OXO-001 ежедневно. В группе препарата больше женщин забеременели (76% против 52%), у них чаще регистрировали сердцебиение плода на 10 неделе (46% против 36%), у них было больше живорождений (43% против 36%). Подробнее.

Авторы работы, опубликованной в Cell Metabolism, показали, что островки поджелудочной железы 140 доноров по-разному отвечают на различные нутриенты. Большая часть островков, как и ожидалось, сильнее всего реагировала на углеводы (глюкозу), но около 9% островков сильно реагировали на белки (аминокислоты), а 8% — на жиры, причем сильнее, чем на глюкозу. Это противоречит представлению о том, что жиры не влияют на выработку инсулина. Результаты могут быть важны для составления рекомендаций по питанию. Подробнее.

Продолжаются споры о влиянии климата и человеческой деятельности на исчезновение многих видов мегафауны и в особенности — крупных травоядных животных в течение последних 50 000 лет. Авторы обзорной статьи в Cambridge Prisms: Extinction считают, что главную роль играла именно деятельность человека. Так, более ранние изменения климата в течение последней пары миллионов лет не приводили к селективному вымиранию мегафауны. Также вымирание происходило как в климатически стабильных, так и в нестабильных регионах. Были найдены археологические свидетельства эффективной охоты ранних современных людей на представителей мегафауны, для которых характерны длинный гестационный период, малое количество потомков и долгий период до достижения половой зрелости, а потому они особенно чувствительны к снижению численности. Подробнее. 

Синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa быстро эволюционировала и широко распространилась за последние 200 лет. Вероятно, этому способствовали изменения в поведении человека. Особенно чувствительны к P. aeruginosa люди с ХОБЛ, муковисцидозом и бронхоэктатической болезнью. Авторы публикации в Science проанализировали 10 000 образцов, включая клинические и выделенные из окружающей среды. Оказалось, что причина почти 7 из 10 инфекций — в 21 генетическом клоне. Эти клоны быстро эволюционировали и распространились в результате миграции населения в густонаселенные районы, где загрязнение воздуха повысило чувствительность легких к инфекции. Часть клонов предпочитает заражать людей с муковисцидозом, часть — без. У людей с этой болезнью синегнойная палочка заражает макрофаги. Подробнее. 

Исследователи составили атлас 3’-нетранслируемых областей (3′-НТО) генов нематоды Caenorhabditis elegans. Результаты были опубликованы в Nucleic Acids Research. 3′-НТО играют важную роль в стабильности, локализации и трансляции мРНК. Атлас покрывает 97,4% от 20 362 белоккодирующих генов нематоды (подтвержденных экспериментально). Подробнее.