один из самых известных экспертов по исследованиям мозга в России, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных, заведующий лабораторией нейрофиз. «Мы приходим к совершенно новому классу антидепрессантов». Нейробиолог Рауль Гайнетдинов — о том, как в России разрабатывают революционные средства против заболеваний мозга. Исследования в данной области подчеркивают два основных отличия между работой мозга и компьютеров.
Meta✴ готовит смарт-браслет с возможностью считывания сигналов мозга
Новости психологии: ученые использовали новые мощные методы визуализации мозга, чтобы выявить нейрохимический дисбаланс в области лобных долей у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством. Новое исследование раскрывает последствия инсульта для мозга. Главная» О Центре» Новости» Электроэнцефалография высокого разрешения в исследованиях нейросетей мозга при нейродегенеративных заболеваниях. Исследование: психологические травмы навсегда меняют наш мозг. Кроме того, последние исследования воздействия медитации на человека показали, что интенсивная умственная тренировка может изменить как структуру, так и функцию мозга. Недавние исследования показали, что нейроны растут до конца человеческой жизни.
Институт исследований мозга выявил, как у людей появляются ближайшие планы
Последние исследования показали, что диета может влиять на сложные механизмы старения и когнитивное здоровье. Новости России / Наука и Технологии. Институт исследований мозга выявил, как у людей появляются ближайшие планы. Недавние исследования показали, что нейроны растут до конца человеческой жизни. Последние исследования подтвердили, что лимфатическая система мозга активизируется во время сна, что способствует выведению вредных веществ из мозговой ткани. Результаты показали, что стимуляция определенных областей мозга, связанных с депрессией в других экспериментах, также влияет на частоту сердечных сокращений. Российский экпериментатор, просверлил дрелью череп, вживил себе в мозг чип,чтобы контролировать свои сны.
Это прорыв: ученые впервые создали «искусственный мозг»
Исследование мозга продолжает быстро развиваться, обещая еще более революционные открытия в будущем. Они обнаружили, что воздействие на некоторые зоны мозга, связанные в других экспериментах с депрессией, также повлияло на частоту сердечных сокращений. Делимся с вами самыми громкими новостями из сферы изучения мозга за последние месяцы, которые перевернут ваше представление о самих себе. Вот наши исследования направлены именно на изучение роли белков при нейродегенерации. Согласно исследованиям, физические упражнения улучшают пластичность мозга и могут предотвратить или отсрочить появление болезни Альцгеймера. Согласно публикации в научном журнале Nature Neuroscience, впервые в мире ученые смогли создать гибридный мозг. В процессе исследования были задействованы грызуны: мыши и крысы.
Нейробиологи заявили о прорыве в методах глубокой стимуляции мозга
Ученые открыли новый тип клеток головного мозга, и это открытие обещает произвести революцию в нейробиологии, сообщает Newsweek. Mind & Brain coverage from Scientific American, featuring news and articles about advances in the field. В последние годы изучение мозга человека идет очень активно. Тем не менее в СМИ достаточно часто встречается информация, что он исследован только на 10 %. МедикФорум представляет новости про человеческий мозг сегодня. Последние исследования в области нейроонкологии показали, что глиобластома, злокачественная опухоль мозга, способна «паразитировать» на нейронах, выживать и расти за счет их работы.
"Даже на 10% не изучен" - нейрофизиолог об исследованиях человеческого мозга
Специалисты также выяснили, что успех метода зависел от наличия мозговой активности, связанной с задачей. Другими словами, в периоды отдыха воздействие на глубинные зоны мозга не оказывало эффекта. Ученые считают, что их открытие позволит разработать новые методы лечения различных расстройств, связанных с нейронной активностью. Ранее российские исследователи создали нейростимулятор для борьбы с тремором. Подписывайтесь на «Газету.
Мы уже проводим испытания на обезьянах, и нас отделяет еще полтора-два года от того, чтобы мы могли поставить нейроимпланты людям». Я надеюсь, что таких проектов у нас станет больше, благодаря успехам Neuralink в том числе». Эксперт обращает внимание, что любой переход на другую ступень технологического развития дает колоссальный эффект: «Ученые начинают исследовать тему глубже, разработчики с большим энтузиазмом идут в новые стартапы, у государственных институтов появляется соответствующая повестка. Именно это обеспечивает синергетический эффект для таких сложных и многогранных вопросов как нейробиология и нейроимплантация».
Медицина или масс-маркет Совершенно понятно, что Маск развивает Neuralink не в целях помочь парализованным. Точнее, не только для этого. Маск хочет стать человеком, который непосредственно осуществит нейротехнологическую революцию. Впрочем, у специалистов разные мнения относительно как общих перспектив, так и скорости осуществления такой революции.
Инвазивный интерфейс не заменит существующий сегодня, потому что требует большего практического внедрения и большего практического опыта для большинства людей». Если Маск сможет продвинуть успех Neuralink, то это будет новым этапом применения технологий, полагает Щельцин: «Это увеличит интерес к стартапам в этой сфере для других корпораций и как минимум может привести к инвестиционной революции, а как максимум — к медийной и социальной. Но к массовому потреблению, как это было в VR, например, это не приведет». Щельцин констатирует, что в РФ проводилось и проводится много исследований в сфере нейроинтерфейсов, считывания информации: «Но основная проблема таких стартапов в том, что нашим ученым и разработчикам не хватает предпринимателей, грамотно упаковывающих эти проекты в конкретные продукты, которые можно будет применять в разных сферах.
Оставшиеся фонды не способны закрывать эти задачи. Здесь лучшая схема — подключение предпринимателей, но они вряд ли подключатся без коммерческого ажиотажа, который может создать Илон Маск».
В рамках нового исследования ученые использовали ЭЭГ, чтобы зафиксировать, как выглядит мозг во время смерти. Всего в исследовании биологи наблюдали за четырьмя пациентами, все находились в коматозном состоянии после остановки сердца. В течение от 30 секунд до двух минут после того, как пациентов сняли с системы жизнеообеспечения отключили вентиляторы ИВЛ , в мозге двух из четырех пациентов наблюдались всплески гамма-волн. Интересно, что эта активность казалась организованной, поскольку гамма-волны в одной части мозга были связаны с предсказуемыми паттернами активности в других областях. Особенно активным было височно-теменное соединение, область мозга, где сходятся височные и теменные доли.
Успехи нейрофизиологии сложно переоценить — во многом благодаря этим исследованиям нейрохирурги и другие специалисты каждый день спасают людям жизни. И в то же время, мозг -- огромный «внутренний мир», познание которого только начинается. И в нем удивительно абсолютно все. Если все нервные клетки мозга собрать в каком-то гипотетическом устройстве, то оно способно будет генерировать электрический разряд, мощность которого может достигать 60 ватт электрическая активность — один из важнейших показателей работы мозга.
Человеческий мозг: пять последних открытий ученых
Импульсы фиксируют каждые две секунды. Поразительно, когда одна система клеток пускает сигнал, вторая ей отвечает. Ирина Мухина, директор Института фундаментальной медицины, доктор биологических наук: «Отвечает! Это мы доказали с помощью методов математики, что вот та культура, которая находится в другом месте, получает сигнал, сложный сигнал из первой культуры, она на него отвечает новым паттерном активности». Все мозговые ткани выращивают из клеток эмбрионов мышей, но помогут такие эксперименты в итоге людям. У Вячеслава бионический протез.
Неужели он никогда не отдыхает? Почти никогда. Но для нас это даже хорошо!
Если с грамматикой что-то не так, поступает сигнал - надо проводить добавочный анализ.
Найдены микроучастки мозга, которые отвечают за счет, за различение конкретных и абстрактных слов. Показаны различия в работе нейронов при восприятии слова родного языка чашка , квазислова родного языка чохна и слова иностранного вахт - время по-азербайджански. В этой деятельности по-разному участвуют нейроны коры и глубоких структур мозга. В глубоких структурах в основном наблюдается увеличение частоты электрических разрядов, не очень "привязанное" к какой-то определенной зоне. Эти нейроны как бы любую задачу решают всем миром. Совершенно другая картина в коре головного мозга. Один нейрон словно говорит: "А ну-ка, ребята, помолчите, это мое дело, и я буду выполнять его сам". И действительно, у всех нейронов, кроме некоторых, понижается частота импульсации, а у "избранников" повышается. Благодаря технике позитронно-эмиссионной томографии или сокращенно ПЭТ стало возможно детальное изучение одновременно всех областей мозга, отвечающих за сложные "человеческие" функции.
Суть метода состоит в том, что малое количество изотопа вводят в вещество, участвующее в химических превращениях внутри клеток мозга, а затем наблюдают, как меняется распределение этого вещества в интересующей нас области мозга. Если к этой области усиливается приток глюкозы с радиоактивной меткой - значит, увеличился обмен веществ, что говорит об усиленной работе нервных клеток на этом участке мозга. А теперь представьте, что человек выполняет какое-то сложное задание, требующее от него знания правил орфографии или логического мышления. При этом у него наиболее активно работают нервные клетки в области мозга, "ответственной" именно за эти навыки. Усиление работы нервных клеток можно зарегистрировать с помощью ПЭТ по увеличению кровотока в активизированной зоне. Таким образом удалось определить, какие области мозга "отвечают" за синтаксис, орфографию, смысл речи и за решение других задач. Например, известны зоны, которые активизируются при предъявлении слов, неважно, надо их читать или нет. Есть и зоны, которые активизируются, чтобы "ничего не делать", когда, например, человек слушает рассказ, но не слышит его, следя за чем-то другим. Что такое внимание?
Не менее важно понять, как "работает" внимание у человека. Этой проблемой в нашем институте занимается и моя лаборатория, и лаборатория Ю. Исследования ведутся совместно с коллективом ученых под руководством финского профессора Р. Наатанена, который открыл так называемый механизм непроизвольного внимания. Чтобы понять, о чем идет речь, представьте ситуацию: охотник крадется по лесу, выслеживая добычу. Но он и сам является добычей для хищного зверя, которого не замечает, потому что настроен только на поиск оленя или зайца. И вдруг случайный треск в кустах, может быть, и не очень заметный на фоне птичьего щебета и шума ручья, мгновенно переключает его внимание, подает сигнал: "Рядом опасность". Механизм непроизвольного внимания сформировался у человека в глубокой древности, как охранный механизм, но работает и сейчас: например, водитель ведет машину, слушает радио, слышит крики детей, играющих на улице, воспринимает все звуки окружающего мира, внимание его рассеянно, и вдруг тихий стук мотора мгновенно переключает его внимание на машину - он осознает, что с двигателем что-то не в порядке кстати, это явление похоже на детектор ошибок. Такой переключатель внимания работает у каждого человека.
Мы обнаружили зоны, которые активизируются на ПЭТ при работе этого механизма, а Ю. Кропотов исследовал его с помощью метода имплантированных электродов. Иногда в самой сложной научной работе бывают смешные эпизоды. Так было, когда мы в спешке закончили эту работу перед очень важным и престижным симпозиумом. Кропотов и я поехали на симпозиум делать доклады, и только там с удивлением и "чувством глубокого удовлетворения" неожиданно выяснили, что активизация нейронов происходит в одних и тех же зонах. Да, иногда двоим сидящим рядом надо поехать в другую страну, чтобы поговорить. Если механизмы непроизвольного внимания нарушаются, то можно говорить о болезни. В лаборатории Кропотова изучают детей с так называемым дефицитом внимания и гиперактивностью. Это трудные дети, чаще мальчики, которые не могут сосредоточиться на уроке, их часто ругают дома и в школе, а на самом деле их нужно лечить, потому что у них нарушены некоторые определенные механизмы работы мозга.
Еще недавно это явление не рассматривалось как болезнь и лучшим методом борьбы с ним считались "силовые" методы. Мы сейчас можем не только определить это заболевание, но и предложить методы лечения детей с дефицитом внимания. Однако хочется огорчить некоторых молодых читателей. Далеко не каждая шалость связана с этим заболеванием, и тогда... Кроме непроизвольного внимания есть еще и селективное. Это так называемое "внимание на приеме", когда все вокруг говорят разом, а вы следите только за собеседником, не обращая внимания на неинтересную вам болтовню соседа справа. Во время эксперимента испытуемому рассказывают истории: в одно ухо - одну, в другое - другую. Мы следим за реакцией на историю то в правом ухе, то в левом и видим на экране, как радикально меняется активизация областей мозга. При этом активизация нервных клеток на историю в правом ухе значительно меньше - потому, что большинство людей берут телефонную трубку в правую руку и прикладывают ее к правому уху.
Им следить за историей в правом ухе проще, нужно меньше напрягаться, мозг возбуждается меньше. Тайны мозга еще ждут своего часа Мы часто забываем очевидное: человек - это не только мозг, но еще и тело. Нельзя понять работу мозга, не рассматривая все богатство взаимодействия мозговых систем с различными системами организма. Иногда это очевидно - например, выброс в кровь адреналина заставляет мозг перейти на новый режим работы. В здоровом теле - здоровый дух - это именно о взаимодействии тела и мозга. Однако далеко не все здесь понятно. Изучение этого взаимодействия еще ждет своих исследователей. Сегодня можно сказать, что мы хорошо представляем, как работает одна нервная клетка. Многие белые пятна исчезли и на карте мозга, определены области, отвечающие за психические функции.
Но между клеткой и областью мозга находится еще один, очень важный уровень - совокупность нервных клеток, ансамбль нейронов. Здесь пока еще много неясного. С помощью ПЭТ мы можем проследить, какие области мозга "включаются" при выполнении тех или иных задач, а вот что происходит внутри этих областей, какие сигналы посылают друг другу нервные клетки, в какой последовательности, как они взаимодействуют между собой - об этом мы пока знаем мало. Хотя определенный прогресс есть и в этом направлении. Раньше считали, что мозг поделен на четко разграниченные участки, каждый из которых "отвечает" за свою функцию: это зона сгибания мизинца, а это зона любви к родителям. Эти выводы основывались на простых наблюдениях: если данный участок поврежден, то и функция его нарушена. Со временем стало ясно, что все более сложно: нейроны внутри разных зон взаимодействуют между собой весьма сложным путем и нельзя осуществлять везде четкую "привязку" функции к области мозга в том, что касается обеспечения высших функций. Можно только сказать, что эта область имеет отношение к речи, к памяти, к эмоциям. А сказать, что этот нейронный ансамбль мозга не кусочек, а широко раскинутая сеть и только он отвечает за восприятие букв, а этот - слов и предложений, пока нельзя.
Это задача будущего. Работа мозга по обеспечению высших видов психической деятельности похожа на вспышку салюта: мы видим сначала множество огней, а потом они начинают гаснуть и снова загораться, перемигиваясь между собою, какие-то кусочки остаются темными, другие вспыхивают. Также и сигнал возбуждения посылается в определенную область мозга, но деятельность нервных клеток внутри нее подчиняется своим особым ритмам, своей иерархии. В связи с этими особенностями разрушение одних нервных клеток может оказаться невосполнимой потерей для мозга, а другие вполне могут заменить соседние "переучившиеся" нейроны. Каждый нейрон может рассматриваться только внутри всего скопления нервных клеток. По-моему, сейчас основная задача - расшифровка нервного кода, то есть понимание того, как конкретно обеспечиваются высшие функции мозга.
Этот факт указывает на нарушение баланса между активностью нейронов и их торможением. Благодаря исследованиям можно будет диагностировать болезнь на ранних стадиях и оценивать эффективность лечения. Синдром Ретта — это психоневрологическое наследственное заболевание, приводящее к тяжелой форме умственной отсталости. Встречается преимущественно у девочек.
Новости по теме: мозг
Об этом со ссылкой на минобрнауки сообщает издание Газета. Над изучением мозга работали сотрудники Балтийского федерального университета имени Канта и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. В ходе проводимых исследований сравнивалась активность мозга 61 ребенка от трех до 17 лет, среди которых били и здоровые дети, и те, у кого поставлен диагноз «синдром Ретта». Таким образом удалось выяснить, что в центральных и височных долях мозга у больных детей повышена мощность гамма-диапазона, который отвечает за сон, память и внимание.
Используя магнитно-резонансную спектроскопию, ученые измерили уровни глутамата и ГАМК в областях коры головного мозга, самой внешней и высокоразвитой части человеческого мозга. Глутамат является "возбуждающим" нейрохимическим веществом: он способствует возникновению электрических импульсов, которые запускают нейроны для передачи информации по сетям мозга. ГАМК - "тормозной" нейромедиатор, который работает в противовес глутамату, гася возбудимость нейронов и создавая баланс. Кроме того, тяжесть симптомов ОКР, а также склонность к ритуальному и компульсивному поведению были связаны с более высоким уровнем глутамата в дополнительной моторной области. Это было обнаружено как у пациентов с ОКР, так и у здоровых людей с более легкими компульсивными тенденциями. Передняя поясная кора и дополнительная моторная зона принимают центральное участие в определении баланса между нашими сознательными целями и более автоматическими привычками.
Исследование предполагает, что "компульсии возникают из-за дисрегуляции мозговой системы контроля над привычками", - говорят ученые. Теперь мы продемонстрировали окончательные изменения в этих ключевых нейротрансмиттерах у людей, страдающих ОКР", - сказал старший автор исследования профессор Тревор Роббинс с факультета психологии Кембриджа.
Всё это может привести к снижению когнитивных способностей и увеличить риск развития психических расстройств, например, депрессии и тревоги. Исследователи изучили данные 33 различных научных трудов по использованию цифровых технологий и развитию мозга с их помощью, опубликованные в течение 23 лет — с января 2000 по апрель 2023 года. В них использовали данные о 30 тыс. Во время испытаний детей подвергали различным видам нейровизуализации.
Это позволило определить взаимосвязь времени, проведённого за просмотром телевизора или играми на компьютере, и функционированием головного мозга.
Скрининг базовых аминокислотных молекул показал, что только глицин и таурин снижают уровень цАМФ, причем только в клетках, экспрессирующих заданный рецептор. Выяснив это, авторы работы несколькими методами выяснили, что глицин непосредственно связывается с GPR158. В частности, для этого они воспользовались проточным цитометрическим мониторингом связывания глицина, конъюгированного с изотиоцианатом флуресцеина, с экспрессирующими этот рецептор клетками; конкурентным связыванием с меченым тритием глицином, а также изотермической титрационной калориметрией связывания глицина с очищенным рецептором. С помощью молекулярного моделирования исследователи нашли положение глицина в связывающем кармане cache-домена GPR158, стабилизированное сетью водородных связей с аминокислотными боковыми цепями. После этого авторы работы провели электрофизиологическое исследование нейронов II и III слоев медиальной префронтальной коры, выраженно экспрессирующих GPR158, в условиях фармакологической блокады возбуждающей и тормозной ионотропной синаптической импульсации. Под действием глицина значительно повышалось число потенциалов действия и снижалась сила тока, необходимая для вызова первого из них; мембранный потенциал покоя при этом не менялся. Подобный возбуждающий эффект в корне отличался от тормозного действия глицина, обусловленного активацией GlyR, и отсутствовал у мышей, нокаутных по гену Gpr158. Связанная с ним крупная нейромодуляторная система должна помочь в понимании когнитивных функций и аффективных состояний.
В мозге нашли метаботропные рецепторы к глицину
| На президиуме РАН рассказали о новой теории принципов работы головного мозга - МК | Подборка новостей 15 июля: как в мозге хранится память и как он управляет тревогой и страхом. |
| Не как у всех: российские ученые исследовали особенности мозга детей с синдромом Ретта | Вот наши исследования направлены именно на изучение роли белков при нейродегенерации. |
Нейробиология
То есть информация в нейронах уже есть, надо только помочь ей раскрыться. После его введения мы вызвали полное восстановление памяти у «двоечников» без дополнительного обучения. Только они не прошли еще клинического испытания как лекарственные средства или БАДы. Мне понравилось одно из последних сравнений глиальных клеток, приведенное одним из зарубежных коллег. Он сказал, что города и освещенные дороги, которые видны из самолета в ночное время, это разные структуры мозга, основное население города — это глиальные клетки, а нейроны — их транспорт. То есть на наших глазах происходит смена парадигмы: основное «население» мозга не нейроны, а глиальные клетки, или астроциты.
Если они «захотят», прореагируют на то или иное событие — вы запомните информацию, отсеют его — не запомните. Кроме фундаментальных работ по изучению работы мозга Павел Милославович выделил ряд прикладных разработок для медицины. Например, ученые Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН научились избирательно стирать память, к примеру, травматическую. По словам академика, им уже известно, какие молекулы и в каких местах обеспечивают эту память. Известно также, что «стереть» ее может оксид азота.
Осталось только разработать методику доставки в эти места нужных генетических конструктов. Целый ряд последующих докладов на заседании президиума был посвящен лечению опухолей мозга и нейродегенеративных заболеваний. А академик Константин Анохин дополнил общую картину еще двумя важными аспектами. Во-первых, он отметил большую роль моделирования когнитивных процессов человеческого мозга для разрабатываемых технологий создания искусственного интеллекта ИИ.
Едва ли не каждая научная статья в этой области начинается с того, что ученые еще очень мало знают о мозге.
Тем не менее в последние десятилетия они сильно продвинулись. В этой статье мы собрали несколько исследований, которые изменили представления о том, как работает самый главный орган человеческого организма. Учитывая сложность устройства мозга, эти работы не дают однозначных ответов, а только дают возможность задать новые вопросы. Нейропластичность у взрослых Долгое время считалось, что формирование новых нейронов и в целом развитие мозга происходят в раннем детстве, а затем прекращаются. Затем ученые открыли нейропластичность — способность мозга адаптироваться, то есть изменять или организовывать нейронные связи и даже выращивать новые.
Нейропластичность бывает структурной и функциональной. Структурная нейропластичность — способность мозга создавать новые структуры или менять существующие в ответ на обучение. Другой вариант: если зона мозга повреждена, например в результате травмы или инсульта, здоровая часть может взять на себя часть функций, которые выполняла поврежденная область. Такую способность называют функциональной нейропластичностью. В течение многих лет отдельные исследования показывали, что адаптироваться может как детский, так и взрослый мозг.
Одно из первых таких исследований было опубликовано в журнале Nature Medicine в 1998 году. На основе исследований мозга недавно умерших пациентов было показано, что в гиппокампе продолжают зарождаться новые клетки. Современные возможности визуализации позволили в полной мере оценить способность мозга адаптироваться во взрослом возрасте. Исследование 2019 года показало, что нейрогенез — производство нейронов — продолжается и в старшем возрасте. В работе сравнивали неврологически здоровых пациентов и людей с болезнью Альцгеймера.
Выяснилось, что новые нейроны появляются всегда, хотя их количество у здоровых людей постепенно снижается с возрастом. У пациентов с болезнью Альцгеймера в любом возрасте количество новых клеток значительно ниже, чем у здоровых.
Особый интерес эти нейроны представляют по двум причинам. Во-первых, аналогичные клетки раньше не находили у мышей, мозг которых подробно изучен, поэтому предполагается, что они могут быть специфичными для приматов. Во-вторых, они обнаружены во внешнем слое коры головного мозга — части, которая у человека развита сильнее других животных и отвечает в том числе за сознание. Пока о работе этих клеток известно очень мало, ученые лишь предполагают, что это тормозные нейроны. Связь кишечника и мозга Принято считать, что мозг управляет всем организмом, и это действительно так.
Но последние исследования говорят о том, что кишечник, в свою очередь, может влиять на работу мозга. Это происходит за счет активации так называемой оси мозг — кишечник. Этот термин означает, что два органа имеют много нервных связей и способны влиять друг на друга. Влияние может происходить через нервные волокна, а также через выброс гормонов. Например, известно, что стресс и депрессия часто сопровождаются запорами или диареей. Считается, что так действуют гормоны стресса, часть из которых попадает в желудочно-кишечный тракт: они нарушают нормальную деятельность микрофлоры кишечника. Обратное воздействие микрофлоры кишечника на мозг попало в поле зрения ученых только недавно.
Несколько исследований показали возможное влияние бактерий в кишечнике на мозг через общие нервные связи. В 2022 году в Nature вышла статья, в которой авторы утверждают, что изменение состава микробиома кишечника может играть ключевую роль в развитии депрессии. Они проанализировали образцы кала людей с депрессией и сравнили их с контрольными образцами здоровых людей. Состав микроорганизмов значительно различался. Во-первых, в кишечнике людей с депрессией обнаружили бактерии, которые могут приводить к развитию депрессии. С другой стороны, количество микроорганизмов, которые могут уменьшить проявления этого заболевания, было значительно ниже, чем у контрольной группы.
Он управляет всем организмом и работает 24 часа в сутки в течение всей жизни. Неужели он никогда не отдыхает?
Почти никогда.