Утренний кофе. Агрессия бонобо и изоляция гну

Исследователи из Великобритании и Китая продемонстрировали, насколько сон важен для когнитивных функций подростков. Для этого они проанализировали данные о паттернах сна 3200 подростков 11–12 лет, полученные в рамках исследования Adolescent Brain Cognitive Development, и дополнительно данные о сне 1190 подростков 13–14 лет. Они в течение долгого времени носили беспроводные устройства, которые определяли продолжительность и качество сна. Всех участников разделили на три группы. Первая (39%) спала меньше всего, в среднем 7 часов 10 минут. Эти участники обычно поздно ложились и рано вставали. Вторая группа (24%) спала в среднем 7 часов 21 минуту, третья (37%) — 7 часов 25 минут. Успеваемость в школе значимо не отличалась между группами, но третья группа лучше, чем вторая, справлялась с когнитивными тестами, которые проверяли словарный запас, способность к чтению, решению проблем и сосредоточению, а вторая группа справлялась лучше, чем первая. Несмотря на небольшую разницу в продолжительности сна, исследователи видели отличия в структуре и активности мозга участников разных групп. Для подростков рекомендованная продолжительность сна составляет 8–10 часов. Подробнее. 

Австралийские ученые привлекли к исследованию 55 студентов университетов 18–38 лет и оценили их потребление жиров и сахаров по результатам опросников. После этого студентам предлагалось найти «сокровище» в виртуальном лабиринте, используя ориентиры вокруг. На прохождение лабиринта отводилось четыре минуты. Участники проходили лабиринт шесть раз, на седьмой они должны были вспомнить, где раньше находилось «сокровище». Задания такого типа позволяют оценить активность гиппокампа. Студенты, в диете которых присутствовало большое количество насыщенных жиров и простых сахаров, хуже справлялись с задачей. Но авторы считают, что снижение способностей к ориентированию в пространстве из-за диеты обратимы. Подробнее.

Ученые из Германии визуализировали выброс нейротрансмиттера глутамата в мозге мыши. Они показали, что при недостатке кислорода и нутриентов (например, при инсульте) во внеклеточное пространство попадает аномально большое количество глутамата, причем этот процесс «подпитывает» сам себя и в итоге приводит к повреждению нейронов. Снизить уровень внеклеточного глутамата можно, если подавить активность его рецепторов. Однако пока неясно, какие клетки отвечают за выброс нейротрасмиттера. Подробнее. 

Исследователи из США создали «умные» бинты, которые не только убирают излишки жидкости из раны, но и анализируют ее на биомаркеры воспаления и инфекции. Бинты используют микрофлюидные технологии для отвода жидкости, а сенсоры выявляют такие молекулы, как оксид азота (биомаркер воспаления) и перекись водорода (биомаркер инфекции), за 1–3 дня до появления симптомов. Также бинты определяют pH и температуру. Систему назвали iCares, большую часть ее компонентов можно напечатать на 3D-принтере. Она предназначена в первую очередь для хронических ран, плохо заживающих из-за, например, диабета. Подробнее. 

По-прежнему растет число случаев колоректального рака среди молодых людей. Международная группа ученых проанализировала 981 раковый геном от пациентов из 11 стран. Авторы выявили паттерны мутаций ДНК, характерные для воздействия бактериального токсина колибактина, в некоторых геномах. В геномах рака с ранним началом (у пациентов моложе 40) эти паттерны встречались в 3,3 раза чаще, чем с поздним (старше 70). Анализ также показал, что эти мутации возникают рано, в первые 10 лет жизни. Данных еще недостаточно, чтобы подтвердить причинно-следственную связь между воздействием токсина и колоректальным раком. Также для колоректального рака в некоторых странах — например, в Аргентине, Бразилии, Колумбии, России и Таиланде — характерны определенные мутационные сигнатуры. Это говорит о том, что повышать риски рака могут и какие-то местные факторы. Подробнее.

Расщепления губы и неба («заячью губу» и «волчью пасть» соответственно) вызывают как генетические факторы, так и факторы окружающей среды. Международная группа исследователей проанализировала роль варианта, ассоциированного с этими нарушениями и выявленного в рамках GWAS. Он находится в последовательности энхансера, который активен в эмбриональной черепно-лицевой ткани человека. Этот энхансер расположен неподалеку от гена DDX, необходимого для сплайсинга некоторых тРНК. По мнению авторов, недостаток тРНК может приводить к деформациям губы и неба. Ранее было показано, что нарушение синтеза тРНК ассоциировано также с задержками нейроразвития. Подробнее. 

Японские исследователи проанализировали, насколько генеративный искусственный интеллект (ИИ) хорош в постановке диагноза. Для этого они использовали данные 83 исследований, опубликованных между июнем 2018 года и июнем 2024-го. Чаще всего диагноз ставил ChatGPT. Оказалось, что точность специалистов при постановке диагноза была выше на 15,8%, чем у ИИ. Средняя диагностическая точность ИИ составляла 52,1%, и самые современные модели приближались к точности врачей, не специализировавшихся на данных заболеваниях. Подробнее. 

Исследователи из Китая создали «умные» стельки, которые содержат 22 датчика давления и могут подзаряжаться от солнечных панелей на поверхности ботинка. Эти стельки в реальном времени отслеживают, как человек стоит, ходит и бегает. Анализ этих процессов может выявлять ранние отклонения, связанные с такими заболеваниями, как диабетические язвы стопы, подошвенный фасциит и болезнь Паркинсона. Система также использует машинное обучение для анализа и классификации различных типов движения. Это позволяет давать персонализированные рекомендации для поддержания здоровья, включая коррекцию осанки, профилактику травм и мониторинг реабилитации. Подробнее. 

Исследователи из Канады и США открыли новый вид бабочек, обитающих на территории Канады. Этих маленьких коричнево-серых насекомых ранее причисляли к виду Satyrium semiluna, но теперь стало понятно, что это новый вид — Satyrium curiosolus. Полногеномное секвенирование показало, что у этих бабочек очень низок уровень генетического разнообразия по сравнению с ближайшим родственным видом. Популяция S. curiosolus невелика, но стабильно существует уже десятки тысяч лет. Возможно, эти насекомые устранили часть своих вредных рецессивных генетических вариаций в ходе долгой истории инбридинга. Также интерес представляют симбиотические отношения гусениц S. curiosolus и муравьев Lasius ponderosae. Муравьи получают от гусениц выделения с высоким содержанием сахара, а взамен защищают их от паразитов и хищников. Гусеницы также прячутся в колониях муравьев от опасностей или при жаркой погоде. Подробнее. 

Предки крокодилов пережили два массовых вымирания. Исследователи из США проанализировали строение зубов и, соответственно, диету современных и вымерших крокодиломорфов, чтобы понять, почему одни виды выжили, тогда как другие вымерли. Они предположили, что дело в гибкости выживших видов, которые могут приспособиться ко многим условиям обитания и разнообразной пище. Такая «неразборчивость» характерна и для других опытных «выживальщиков», например, млекопитающих. Авторы предупреждают, что выводы, построенные на данных миллионной давности, сложно применить к современным условиям и к задаче по сохранению видов. Вряд ли на основе этой информации можно понять, какие современные виды вымрут, а какие выживут. Подробнее. 

Печень человека разделена на три зоны, которые формируются различными субпопуляциями гепатоцитов. Исследователи из США впервые воспроизвели архитектуру печени в органоиде, полученном из индуцированных плюрипотентных клеток человека. Когда такие органоиды пересадили крысам, желчные протоки которых были перевязаны, выживаемость животных выросла почти в два раза. В краткосрочной перспективе эти органоиды помогут в изучении таких заболеваний, как диабет, алкогольные поражения печени и вирусный гепатит. Это может ускорить разработку лекарств и других подходов к восстановлению здоровья печени. В долгосрочной перспективе это еще один шаг на пути к выращиванию собственной печени пациента вместо того, чтобы ждать, пока станет доступен донорский орган. Подробнее.

Женщины чаще страдают от деменции, так что японские исследователи проанализировали факторы риска развития этого заболевания, специфичные для женщин. Они использовали данные 4726 женщин из британского исследования старения и разделили их на три группы: в одной менопауза наступила до 40 лет, во второй — с 40 до 49, в третьей — после 50 лет. У женщин с ранней менопаузой за два года сильнее ухудшились результаты когнитивных тестов, чем у женщин с поздней менопаузой. Авторы учитывали такие факторы, как изначальный уровень когнитивных навыков и повышенный риск депрессии у женщин с ранней менопаузой, которая сама по себе является фактором риска деменции. Подробнее. 

Авторы статьи в журнале Brain нашли область мозга, отвечающую за способность делать выводы и решать новые и нестандартные задачи. Они давали задания 247 пациентам, у которых разные области мозга были повреждены из-за инсульта или опухоли. Задачи были как на поиск отношений между словами (Если Сара умнее Дианы, и Сара умнее Хизер, то умнее ли Диана, чем Хизер?), так и на поиск закономерностей (На какой набор цифр больше всего похожа последовательность 1,2,3 — на 5,6,7 или 6,5,7?). Люди с повреждением правой лобной доли справлялись с обоими тестами гораздо хуже, чем те, у кого были повреждения в других областях мозга. Они допустили примерно на 15% больше ошибок, чем другие пациенты и здоровые люди. Подробнее.

Опиоидная система мозга участвует в вознаграждении важных для выживания и репродукции действий, таких как питание и секс. Но исследователи из Финляндии показали, что она же отвечает за удовольствие, получаемое от любимой музыки. ПЭТ-исследования и фМРТ показали, что любимая музыка провоцировала высвобождение опиоидов в нескольких областях мозга, связанных с удовольствием. Высвобождение опиоидов также было связано с тем, как часто участники испытывали приятную дрожь во время прослушивания музыки. Кроме того, индивидуальные различия в количестве опиоидных рецепторов коррелировали с активацией мозга во время прослушивания музыки: чем больше опиоидных рецепторов было у участников, тем сильнее реагировал их мозг при МРТ-сканировании. Ранние исследования показывали, что музыка облегчает боль, и авторы считают, что выброс опиоидов может объяснить это явление. Подробнее. 

Австралийские исследователи показали, что характер певчих птиц находит отражение в их песнях. Они анализировали песни прекрасного расписного малюра (Malurus cyaneus), самки которого поют, как и самцы. Также авторы оценивали агрессивность птиц с помощью зеркала и склонность к исследовательскому поведению в новой среде. Птицы, более склонные к исследованиям, имели больше различных элементов в песне. Возможно, они просто встречают больше «учителей» в своей жизни. А у более агрессивных птиц в песнях было меньше слогов. Выявленные закономерности не зависели от пола и возраста. Подробнее.

Кокцидиоидомикоз (калифорнийскую лихорадку) вызывают грибы рода Coccidioides, обитающие в почве. Споры поднимаются в воздух при засухе и могут заражать людей. Однако кокцидиоидомикозом болеют еще и собаки, которые роются в земле. Исследователи из США показали, что собак можно использовать в качестве модельных животных для изучения этой болезни, а также для анализа ее распространения. Авторы проанализировали образцы крови 834 899 собак, отобранные в 2012–2022 гг. Антитела к Coccidioides были найдены в 37,6% случаев. Ареал распространения болезни вырос — с 2,4% округов США в 2012 году до 12,4% в 2022-м. CDC считает, что лихорадка является эндемичной в шести штатах, включая Аризону, Калифорнию, Неваду, Нью-Мексико, Техас и Юту. Исследование выявило кокцидиоидомикоз у собак в этих штатах, но также в Орегоне, Вашингтоне, Айдахо, Монтане, Вайоминге и Колорадо. Эта картина схожа с полученной для людей. Более того, у собак кокцидиоидомикоз проявляется схожим образом — кашель при поражении легких, возможность распространения на кости, мозг и кожу; также возможен летальный исход. Подробнее. 

Телеоцерасы (Teleoceras major), вымершие носороги, по-видимому, жили в больших стадах, которые исследователи из США назвали суперстадами. Более сотни останков этих животных были найдены около водопоя на территории парка Ashfall Fossil Beds в Небраске; они погибли в результате извержения Йеллоустонского супервулкана, но не сразу, как жители Помпей, а от голода, когда слой пепла покрыл растительность. Долгое время оставалось неясным, были ли эти телеоцерасы членами одного стада, или они собрались в одном месте, спасаясь от катастрофы. Ученые проанализировали изотопный состав зубов животных и показали, что они не перемещались активно в течение жизни. Авторы работы считают, что миграция телеоцерасов была затруднена из-за того, что они предпочитали селиться рядом с водой, как современные бегемоты. Подробнее. 

Шведские исследователи обнаружили микрочастицы титана в тканях вокруг зубных имплантов. При этом количество частиц различалось у разных людей, но не зависело от того, были ли окружающие ткани воспалены. Исследователи считают, что микрочастицы образуются в процессе установки импланта. Чем больше было частиц, тем сильнее изменялась экспрессия 14 генов, связанных с воспалением и регенерацией. Но пока неясно, влияли ли частицы на эти гены напрямую, или дело в различиях между людьми. Подробнее.

Исследователи из Японии показали, что звук определенной частоты воздействует на внутреннее ухо и может снизить интенсивность симптомов укачивания у мышей и людей. Частота этого звука находится в пределах повседневного шумового воздействия, так что считается безопасной. На мышей воздействовали в течение 5 минут перед встряхиванием, на людей — 1 минуту перед качелями, симулятором вождения или поездкой на автомобиле. Головокружение и тошнота у людей снижались. Подробнее. 

Ученые из Финляндии и Сингапура проанализировали данные об эффекте джетлага, собранные с помощью устройства Oura Ring. Преимущество исследования состояло в том, что сон анализировался долгое время до и после поездки. К тому же это были случайные люди, а не спортсмены или военнослужащие, как в ранних опытах. Оказалось, что продолжительность сна восстанавливалась быстро, в течение нескольких дней, но вот количество пробуждений ночью и архитектура сна сбивались на 15 дней и более. При путешествии на восток джетлаг был более выраженным, но только до трех временных зон, после этого разница стиралась. Пол не влиял на результаты, но на молодых людей смена часовых поясов воздействовала немного сильнее, чем на людей старшего возраста. Подробнее. 

Чтобы человек почувствовал боль, нервный сигнал от кожи должен пройти через ганглий заднего корешка, дорсальную часть спинного мозга, таламус и соматосенсорную кору. Исследователи из США создали органоиды из клеток добровольцев, моделирующие каждый элемент этого пути, и соединили их нейронными связями, чтобы получить так называемый ассемблоид. Каждый органоид состоит почти из миллиона клеток, вся конструкция, по словам авторов, напоминает крохотную связку сосисок. В какой-то момент по ассемблоиду начинали проходить спонтанные волны синхронной нейронной активности. Стимулирование сенсорного органоида капсаицином немедленно вызывало волны активности всего ассемблоида. Авторы проверили, как поведут себя конструкты с мутацией в гене, кодирующем натриевый канал Nav1.7 (более чувствительные к боли), а также с нефункциональным Nav1.7 (неспособные ощущать боль). Подробнее. 

Рассматривая картинки в учебнике биологии, мы можем вообразить, что понимаем, как устроена клетка, но это не так, утверждают авторы статьи в Nature. Однако их работа приблизила нас к этому пониманию. Исследователи создали наиболее полную на данный момент карту клетки линии U2OS, ассоциированной с педиатрическими опухолями. Они изолировали отдельные белки и отслеживали их связи с другими белками, а также проанализировали более 20 тысяч изображений клеток, в которых белки были «подсвечены» флуоресцентными метками. Авторы с помощью искусственного интеллекта открыли 975 новых функций известных белков. Они идентифицировали 21 белковый конструкт, в котором часто возникают мутации при педиатрических раках. Авторы призывают отойти от изучения индивидуальных мутаций и рассматривать клеточные механизмы, нарушаемые этими мутациями. Подробнее. 

Работа в ночную смену повышает риск сердечно-сосудистых нарушений. Однако авторы исследования в Nature Communications показали, что риски можно снизить, если есть только днем. В течение двух недель они управляли всеми аспектами среды и поведения 20 молодых добровольцев, у которых не было доступа к окнам, часам или электронным устройствам, так что они не могли знать о времени суток. Исследователи симулировали работу в ночную смену у добровольцев и прием пищи днем и ночью или только днем. Также они измеряли различные факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, включая маркеры вегетативной нервной системы, ингибитор активатора плазминогена 1 (увеличивает риск образования тромбов) и артериальное давление. Факторы риска увеличивались у людей, питавшихся днем и ночью, но не только днем, хотя диета и количество пищи не различались между группами. Подробнее.

Потребление большого количества алкоголя повышает риск развития гиалинового артериосклероза (перерождения стенок артериол). Ученые из Бразилии и США проанализировали посмертные образцы мозга 1781 человека со средним возрастом 75 лет на момент смерти. Из них 965 человек никогда не пили алкоголь, 319 пили умеренно, 129 пили много, а 368 пили много в прошлом. В первой группе сосудистые нарушения мозга были выявлены у 40% человек, во второй — у 45%, в третьей — у 44%, в четвертой — у 50%. Если учесть возраст, курение и физическую активность, то потребление большого количества алкоголя повышало риск сосудистых нарушений на 133%, потребление в прошлом — на 89%, умеренное потребление — на 60%. Также злоупотребление алкоголем как в прошлом, так и до конца жизни повышало риск образования агрегатов тау-белка. Много пьющие люди умирали в среднем на 13 лет раньше непьющих. Подробнее. 

Ученые из Великобритании, США и Китая проанализировали окаменелости Северной Америки, образовавшиеся в течение 18 млн лет до падения астероида, который стал причиной вымирания динозавров 66 млн лет назад. Если судить только по найденным окаменелостям (около 8000 штук), может показаться, что число видов динозавров достигло пика 75 млн лет назад, а в течение 9 млн лет до астероида постепенно снижалось. Но авторы нового исследования считают, что в окаменелости, относящиеся к тому периоду, просто сложнее обнаружить. Используя методы, обычно применяемые экологами и специалистами по биоразнообразию, они разбили карту Северной Америки на клетки и оценили вероятность существования динозавров в каждой из них за 18 млн лет до астероида, исходя из геологии, географии и климата. Доля клеток, которые, вероятно, занимали четыре изученных клады динозавров, в целом оставалась постоянной, то есть потенциальная область их обитания оставалась стабильной, а риск вымирания — низким. Одновременно они оценили вероятность обнаружения окаменелостей в каждой клетке: учитывали площадь территории, доступной исследователям, насколько обнажена соответствующая порода и сколько раз пытались найти окаменелости в этой клетке. Вероятность обнаружения окаменелостей, относящихся к рассматриваемому периоду, была небольшой, в основном по причине низкой доступности нужной породы. Подробнее.