Генерализованные эпилептические приступы индуцируются мозжечком

Считается, что в норме аксоны имеют форму трубок с более-менее постоянным диаметром и редкими расширениями, содержащими нейротрансмиттеры. Однако исследование, опубликованное в Nature Neuroscience, показало, что аксоны скорее напоминают бусины на нитке. «Нитка» имеет 60 нм в диаметре, а «бусина» — 200 нм. Такие структуры ранее уже были замечены в мозге, но их связывали с патологическими состояниями, например, с болезнью Паркинсона.

Авторы получили электронно-микроскопические изображения замороженных нейронов мыши. Обычно при электронной микроскопии ткань фиксируют и высушивают, что меняет ее форму. Ученые рассматривали нейроны, выращенные в лаборатории, нейроны взрослых мышей и мышиных эмбрионов. Клетки не содержали миелиновой оболочки. Были сделаны десятки тысяч снимков, и на каждом была видна структура «бусины на нитке».

Повышение концентрации сахаров в растворе или снижение натяжения мембраны аксона уменьшали размер «бусины». А если убрать из мембраны нейрона холестерин, то уменьшается количество «бусин» и снижается способность аксонов передавать электрический сигнал. Высокочастотная электрическая стимуляция нейронов приводила к набуханию «бусин» вдоль аксонов в среднем на 8% в длину и на 17% в ширину в течение как минимум 30 минут после стимуляции, а также увеличивала скорость прохождения электрических сигналов. Авторы планируют в дальнейшем проанализировать нейроны человека.

Впрочем, некоторые ученые сомневаются в новом открытии. Они считают, что наблюдаемая картина может быть артефактом, появившимся в результате подготовки образца.

Женщины в два раза чаще, чем мужчины, страдают от депрессии. При этом они же зачастую испытывают более выраженные физические симптомы. Исследователи из Китая и Великобритании проанализировали данные 600 000 человек из европейской популяции и 8000 — из восточноазиатской и показали, что существует причинно-следственная связь между депрессией и дисменореей (болезненной менструацией). Напротив, не было выявлено признаков того, что дисменорея может быть причиной депрессии. Также авторы исследования показали, что болезненные ощущения при месячных может усиливать бессонница, которую часто испытывают люди с депрессией. По мнению авторов, борьба с бессонницей способна помочь контролировать оба состояния.

Самки мышей спят меньше, просыпаются чаще и хуже восстанавливаются во сне, чем самцы. Это установили ученые из США, которые обратили внимание на роль физиологических факторов в формировании половых различий — у людей разный режим сна мужчин и женщин зачастую объясняют социальной ролью и особенностями образа жизни, но исследователи пришли к выводу, что это не совсем так.

В течение 48 часов мыши находились в пьезоэлектрических клетках, которые позволяют неинвазивно регистрировать физиологические параметры животных. Таким способом измеряли общую продолжительность сна, фазу быстрых движений глаз (REM), NREM-фазу и бодрствование. Анализ этих данных выявил существенные половые различия. Самки мышей в целом спали меньше, причем в первую очередь сокращалась NREM-фаза. Фаза быстрых движений глаз, напротив, была у них продолжительнее, чем у самцов. Исследователи также провели симуляцию, в которой смоделировали гипотетическое вмешательство, влияющее на сон самок, но не самцов. Реакцию на это вмешательство удавалось выявить только в том случае, когда самцы и самки были равномерно представлены в выборке. Если же самок было недостаточно, засечь эффект не удавалось — результаты искажались из-за соотношения полов. Авторы работы призывают учитывать выявленные различия в исследованиях сна и включать в выборку оба пола.

Агрегаты α-синуклеина накапливаются в мозге при многих нейродегенеративных заболеваниях. Анализ их структуры с помощью криоэлектронной микроскопии выявил электронно-плотную небелковую сердцевину протофиламентов. Авторы статьи в PLoS Biology смоделировали молекулярную динамику формирования фибрилл α-синуклеина в присутствии полифосфата и пришли к выводу, что именно полифосфат может быть неизвестным электронно-плотным веществом в середине филаментов.

Исследователи опирались на предыдущие работы, в которых было показано, что полифосфат — консервативный полианион — ускоряет формирование α-синуклеиновых фибрилл. Эксперименты по докингу показали, что полифосфат связывается с богатым лизином участком белка и тем самым нейтрализует отталкивание между положительно заряженными остатками лизина. Из-за этого изменяется конформация и стабильность филамента, что, в свою очередь, стимулирует образование фибрилл.

Исследование электрофизиологической активности с помощью микроэлектродов затруднено тем, что оно не позволяет охватить всю сложность 3D-структуры, например, органоида мозга. Авторы статьи в Science Advances представили e-Flower — микроэлектродный массив, способный самостоятельно обволакивать сфероиды мозга и регистрировать их активность.

Устройство состоит из четырех гибких лепестков с платиновыми электродами. При попадании жидкости (среды для культивирования) на лепестки они сворачиваются вокруг сфероида — это обеспечивается тем, что гидрогель в составе конструкции набухает в жидкости и меняет форму. Интересно, что к такому открытию привела особенность гидрогеля, которая изначально представляла проблему для исследователей. Один из сотрудников проекта разрабатывал мягкие нейроимпланты и обнаружил, что они непредсказуемо скручивались при контакте с водой, и это происходило как раз из-за набухания гидрогеля. Когда ученые смогли контролировать этот процесс, они создали e-Flower. Он совместим со стандартными системами регистрации электрофизиологической активности и не требует дополнительного оборудования или реагентов. Кривизна лепестка при погружении в жидкость способна достигать 300 мкм, изменение формы происходит за несколько минут и не повреждает сфероиды, вокруг которых оборачивается устройство. Кривизну и степень сворачивания устройства можно регулировать, варьируя состав среды и концентрацию сшивающего агента при приготовлении гидрогеля. Регистрация спонтанной активности нейронов по всей поверхности сфероида подтверждает, что e-Flower применим для комплексного измерения сигналов, которое не было возможно ранее.