Иллюстрация: pixabay Женский мозг оказался горячее мужского Ученые из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета в Кембридже провели исследования и выяснили, что температура. Время, проведённое детьми перед экранами гаджетов, влияет на префронтальную кору головного мозга, уменьшение объёма серого вещества в мозге. В исследовании также представлены доказательства существования источника тормозных нейронов (dInN) в человеческом мозге, который отличается от происхождения у других видов, таких как мыши, которых используют в исследованиях мозга. WTF Как устроен мозг осьминога — головоногого интеллектуала морского дна. Картинка из исследования поэзии: ученые изучали зоны мозга, связанные с сочинением и оценкой поэзии.
23 удивительных факта о мозге по результатам последних научных исследований
Последние новости. Нейробиология 14 марта 2024 г. Исследование на приматах Показывает, как мозг Кодирует сложные социальные взаимодействия. Российский экпериментатор, просверлил дрелью череп, вживил себе в мозг чип,чтобы контролировать свои сны. Российский экпериментатор, просверлил дрелью череп, вживил себе в мозг чип,чтобы контролировать свои сны. Ученые намерены продолжить изучение изменений сигналов белого вещества, наблюдаемых при шизофрении, болезни Альцгеймера и других заболеваниях мозга. одна из самых захватывающих задач, которые когда-либо возникали в науке.
Александр Каплан: раскрывая тайны мозга
Исследования в данной области подчеркивают два основных отличия между работой мозга и компьютеров. Но кроме микроконнектомики есть региональная коннектомика — исследование связей между разными структурами мозга, которые определяют их взаимоотношения, интеграцию, в конечном счете работу. Международная группа нейробиологов из Швейцарии и Великобритании заявила о прорыве в методах глубокой неинвазивной (не требующей проникновения в орган) стимуляции мозга, которая позволяет влиять на его активность. Исследование опубликовано в научном журнале. Делимся с вами самыми громкими новостями из сферы изучения мозга за последние месяцы, которые перевернут ваше представление о самих себе.
23 удивительных факта о мозге по результатам последних научных исследований
В первом эксперименте участвовали 15 молодых людей, которые должны были постукивать пальцами в определенной последовательности. В это время ученые следили за их мозговыми процессами с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии фМРТ. Во время теста специалисты с помощью tTIS воздействовали на полосатое тело, чтобы изменить активность нейронов в данной области. Во втором эксперименте задействовали как пожилых средний возраст 66 лет , так и молодых средний возраст 26 лет волонтеров. Они выполняли то же задание в более сложной форме, и им дали меньше времени на подготовку.
Как питание влияет на здоровье головного мозга 25 апреля 2024, 12:36 Фото: Изображение Midjourney Как питание влияет на здоровье мозга Разнообразное и сбалансированное питание улучшает когнитивные функции и способствует увеличению объема серого вещества в мозге. Это показали результаты анализа данных о питании и состоянии здоровья почти у 182 тысяч участников исследования UK BiobanK. Итоги исследования опубликовал журнал Nature. Выборка исследования Результаты Выборка исследования В исследовании принимали участие 181 990 участников Биобанка Великобритании. Задача ученых заключалась в сопоставлении пищевых предпочтений с физическими показателями, среди которых — биомаркеры обмена веществ в крови, генетика, когнитивные функции, визуализация мозга.
Бехтерев [1], Н. Бехтерева [2], Н. Кобозев [3] и многие другие в своих исследованиях доказали, что физиологический мозг не способен полностью обеспечивать сознательные и тем более бессознательные функции из-за низкой скорости передачи электрических импульсов в межнейрональных синапсах. Известно, что в синапсах импульсы задерживаются на 0,2—0,5 миллисекунд, тогда как человеческая мысль возникает гораздо быстрее. На данном этапе развития нейрофизиологии мы хорошо представляем, как работает одна нервная клетка. Основываясь на данных научных исследований академика П. Анохина, в возникновении временной связи при образовании условных рефлексов лежит сенсорно-биологическая конвергенция импульсов на каждой клетке коры. Метод ПЭТ дает возможность проследить, какие области функционируют при выполнении тех или иных психических функций, но все же недостаточно известным остается то, что происходит внутри этих областей, в какой последовательности и какие сигналы посылают друг другу нервные клетки и как они взаимодействуют между собой. На карте мозга, определены области, отвечающие за те или иные психические функции. Но между клеткой и областью мозга находится еще один, очень важный уровень — совокупность нервных клеток, так называемый ансамбль нейронов, функции которых представляют большой научный интерес. В своей работе «Рефлексы головного мозга» И. Сеченов [4] впервые утверждал, что в основе психических процессов лежит рефлекторный принцип деятельности. Он приводил утвердительные доказательства рефлекторной природы психической деятельности, то есть все переживания, мысли, чувства, возникают в результате воздействия на организм какого-либо физиологического раздражителя. Павлов создал свою теорию условных рефлексов, согласно которой горизонтальная корковая временная связь при образовании условных рефлексов основывается на свойствах нервных центров — иррадиации, доминантного возбуждения центров безусловных раздражителей и проторении пути. Много исследований было проведено В. Бехтеревым, который занимался строением мозга, связывал с ним его функции. Им предложен метод, позволяющий досконально изучить пути нервных волокон и клеток, по которым создан «атлас головного мозга». Настоящий прорыв в изучении мозга происходит тогда, когда удается войти в прямой контакт с клеткой мозга. Метод представляет собой непосредственное вживление в мозг электродов в диагностических и лечебных целях. Электроды вживляются в различные отделы мозга, при раздражении которых происходит повышение его активности, что позволяет детально изучить процессы, происходящие в нем.
Например, если человек решит что-то сделать, то она будет размышлять о других вариантах и представлять их последствия. Из статьи в журнале Neuron, где оксфордские ученые опубликовали результаты своего исследования, следует, что эта часть мозга также позволяет нам учиться на чужих ошибках, ускоряет приобретение новых навыков и умений и имеет еще много полезных функций. Одна из них - выбор между добром и злом. В прошлом году ученые много исследовали мозг человека и животных. Мы выбрали шесть наиболее важных, на наш взгляд, открытий в этой области. Мозг мужчин и женщин устроен по-разному Внимательно изучив снимки головного мозга 428 представителей сильной и 521 представительницы слабой половин человечества в возрасте от 8 до 22 лет, ученые из университета Пенсильвании пришли к выводу, что женские мозги отличаются от мужских. У женщин сильнее развиты связи между левым и правым полушариями мозга в то время, как у мужчин — между передней и задней его частями. Это незначительное, на первый взгляд, отличие и объясняет разницу в процессах мышления между полами. Поскольку левое полушарие мозга больше связано с логическим мышлением, а правое — с интуитивным, мужчинам лучше удается выполнение задач, связанных с восприятием и скоординированными действиями, а женщинам — с социальной деятельностью и всем, что связано с памятью. Это, кстати, делает их лучше приспособленными к многозадачному режиму работы. Лишние килограммы и увлечение порнографией в интернете негативно влияют на память Ученые из шведского университета Умео установили, что у тучных людей страдает память. Они в течение полугода наблюдали за 20 полными женщинами старше 60 лет, которых посадили на диету. Вместе с потерей лишних килограммов улучшилась и память, активизировалась работа областей мозга, отвечающих за идентификацию и сравнение лиц, повысилась эффективность процесса извлечения информации. В университете Дуйсбурга-Эссена считают, что проще всего превратиться в рассеянного и забывчивого человека, подсев на порнографию в сети. Все 28 участников эксперимента были гетеросексуалами и имели средний возраст 26 лет. Им много раз показывали на экране компьютера снимки как порнографического содержания, так и не имеющие к сексу никакого отношения. Причем, многие повторялись. Участники эксперимента нажимали кнопку «да», когда им показывали те, что они уже видели в числе четырех последних снимков, и «нет», когда видели что-то новое.
Петербургские врачи показали передовые методы восстановления головного мозга
Этот таинственный период поставил нас в тупик: где скрывалась все это время долговременная память? Сначала нейроны реагируют на внешние стимулы те, что надо им запомнить. Если реакция сильная, они выделяют в окружающую среду много веществ. Начинается диффузия — взаимообмен данными между соседями, глиальными клетками. У тех, оказывается, есть свои вещества, которые они начинают синтезировать и передавать нервным клеткам как бы в ответ. Эта диффузия и занимает часы. Мы работаем с глией и хорошо видим, что она может управлять работой нейронов. И у всех долговременная память формируется достаточно долго.
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.
Эти усилия привели к разработке компьютеров, похожих на мозг, которые отходят от привычного способа двоичной обработки информации, используя аналоговые методы, аналогичные мозгу. Однако, в то время как наш мозг функционирует в водной среде с растворенными ионами соли, большинство современных компьютеров, основанных на мозге, полагаются на твердые материалы. Микроскопическое изображение искусственного синапса. Фото: Утрехтский университет. Возникает вопрос: не могли бы мы добиться более точного моделирования работы мозга, используя ту же среду?
Основа стереотаксиса - математика и точные приборы, обеспечивающие прицельное погружение в мозг тонких инструментов. Они позволяют "заглянуть" в мозг живого человека.
При этом используется позитронно-эмиссионная томография, магниторезонансная томография, компьютерная рентгеновская томография. Для стереотаксического метода лечения очень важно знание роли отдельных "точек" в мозге человека, понимание их взаимодействия, знание того, где и что именно нужно изменить в мозге для лечения той или иной болезни. В институте существует лаборатория стереотаксических методов, которой руководит доктор медицинских наук, лауреат Государственной премии СССР А. По существу, это ведущий стереотаксический центр России. Здесь родилось самое современное направление - компьютерный стереотакcис с программно-математическим обеспечением, которое осуществляется на электронной вычислительной машине. До наших разработок стереотаксические расчеты проводились нейрохирургами вручную во время операции, сейчас же у нас разработаны десятки стереотаксических приборов; некоторые прошли клиническую апробацию и способны решать самые сложные задачи. Совместно с коллегами из ЦНИИ "Электроприбор" создана и впервые в России серийно выпускается компьютеризированная стереотаксическая система, которая по ряду основных показателей превосходит аналогичные зарубежные образцы.
Как выразился неизвестный автор, "наконец, робкие лучи цивилизации осветили наши темные пещеры". В нашем институте стереотаксис применяется при лечении больных, страдающих двигательными нарушениями паркинсонизмом, болезнью Паркинсона, хореей Гентингтона и другими , эпилепсией, неукротимыми болями в частности, фантомно-болевым синдромом , некоторыми психическими нарушениями. Кроме того, стереотаксис используется для уточнения диагноза и лечения некоторых опухолей головного мозга, для лечения гематом, абсцессов, кист мозга. Стереотаксические вмешательства как и все остальные нейрохирургические вмешательства предлагаются больному только в том случае, если исчерпаны все возможности медикаментозного лечения и само заболевание угрожает здоровью пациента или лишает его трудоспособности, делает асоциальным. Все операции производятся только при согласии больного и его родственников, после консилиума специалистов разного профиля. Существуют два вида стереотаксиса. Первый, нефункциональный, применяется тогда, когда в глубине мозга имеется какое-то органическое поражение, например опухоль.
Если ее удалять с помощью обычной техники, придется затронуть здоровые, выполняющие важные функции структуры мозга и больному случайно может быть нанесен вред, иногда даже несовместимый с жизнью. Предположим, что опухоль хорошо видна с помощью магниторезонансного и позитронно-эмиссионного томографов. Тогда можно рассчитать ее координаты и ввести с помощью малотравматичного тонкого щупа радиоактивные вещества, которые выжгут опухоль и за короткое время распадутся. Повреждения при проходе сквозь мозговую ткань минимальны, а опухоль будет уничтожена. Мы провели уже несколько таких операций, бывшие пациенты живут до сих пор, хотя при традиционных методах лечения у них не было никакой надежды. Суть этого метода в том, что мы устраняем "дефект", который четко видим. Главная задача - решить, как до него добраться, какой путь выбрать, чтобы не задеть важные зоны, какой метод устранения "дефекта" выбрать.
Принципиально другая ситуация при "функциональном" стереотаксисе, который тоже применяется при лечении психических заболеваний. Причина болезни часто заключается в том, что одна маленькая группа нервных клеток или несколько таких групп работают неправильно. Они либо не выделяют необходимые вещества, либо выделяют их слишком много. Клетки могут быть патологически возбуждены, и тогда стимулируют "нехорошую" активность других, здоровых клеток. Эти "сбившиеся с пути" клетки надо найти и либо уничтожить, либо изолировать, либо "перевоспитать" с помощью электростимуляции. В такой ситуации нельзя "увидеть" пораженный участок. Мы должны его вычислить чисто теоретически, как астрономы вычислили орбиту Нептуна.
Именно здесь для нас особенно важны фундаментальные знания о принципах работы мозга, о взаимодействии его участков, о функциональной роли каждого участка мозга. Мы используем результаты стереотаксической неврологии - нового направления, разработанного в институте покойным профессором В. Стереотаксическая неврология - это "высший пилотаж", однако именно на этом пути нужно искать возможность лечения многих тяжелых заболеваний, в том числе и психических. Результаты наших исследований и данные других лабораторий указывают на то, что практически любая, даже очень сложная психическая деятельность мозга обеспечивается распределенной в пространстве и изменчивой во времени системой, состоящей из звеньев различной степени жесткости. Понятно, что вмешиваться в работу такой системы очень трудно. Тем не менее сейчас мы это умеем: например, можем создать новый центр речи взамен разрушенного при травме. При этом происходит своеобразное "перевоспитание" нервных клеток.
Дело в том, что существуют нервные клетки, которые от рождения готовы к своей работе, но есть и другие, которые "воспитываются" в процессе развития человека. Научаясь выполнять одни задачи, они забывают другие, но не навсегда. Даже пройдя "специализацию", они в принципе способны взять на себя выполнение каких-то других задач, могут работать и по-другому. Поэтому можно попытаться заставить их взять на себя работу утраченных нервных клеток, заменить их. Нейроны мозга работают как команда корабля: один хорошо умеет вести судно по курсу, другой - стрелять, третий - готовить пищу. Но ведь и стрелка можно научить готовить борщ, а кока - наводить орудие. Нужно только объяснить им, как это делается.
В принципе это естественный механизм: если травма мозга произошла у ребенка, у него нервные клетки самопроизвольно "переучиваются". У взрослых же для "переучивания" клеток нужно применять специальные методы. Этим и занимаются исследователи - пытаются стимулировать одни нервные клетки выполнять работу других, которые уже нельзя восстановить. В этом направлении уже получены хорошие результаты: например, некоторых пациентов с нарушением области Брока, отвечающей за формирование речи, удалось обучить говорить заново. Другой пример - лечебное воздействие психохирургических операций, направленных на "выключение" структур области мозга, называемой лимбической системой. При разных болезнях в разных зонах мозга возникает поток патологических импульсов, которые циркулируют по нервным путям. Эти импульсы появляются в результате повышенной активности зон мозга, и такой механизм приводит к целому ряду хронических заболеваний нервной системы, таких, как паркинсонизм, эпилепсия, навязчивые состояния.
Пути, по которым проходит циркуляция патологических импульсов, надо найти и максимально щадяще "выключить". В последние годы проведены многие сотни особенно в США стереотаксических психохирургических вмешательств для лечения больных, страдающих некоторыми психическими нарушениями прежде всего, навязчивыми состояниями , у которых оказались неэффективными нехирургические методы лечения. По мнению некоторых наркологов, наркоманию тоже можно рассматривать как разновидность такого рода расстройства, поэтому в случае неэффективности медикаментозного лечения может быть рекомендовано стереотаксическое вмешательство. Детектор ошибок Очень важное направление работы института - исследование высших функций мозга: внимания, памяти, мышления, речи, эмоций. Этими проблемами занимаются несколько лабораторий, в том числе та, которой руковожу я, лаборатория академика Н. Бехтеревой, лаборатория доктора биологических наук Ю. Присущие только человеку функции мозга исследуются с помощью различных подходов: используется "обычная" электроэнцефалограмма, но на новом уровне картирования мозга, изучение вызванных потенциалов, регистрация этих процессов совместно с импульсной активностью нейронов при непосредственном контакте с мозговой тканью - для этого применяются имплантированные электроды и техника позитронно-эмиссионной томографии.
Работы академика Н. Бехтеревой в этой области достаточно широко освещались в научной и научно-популярной печати. Она начала планомерное исследование психических процессов в мозге еще тогда, когда большинство ученых считали это практически непознаваемым, делом далекого будущего. Как хорошо, что хотя бы в науке истина не зависит от позиции большинства. Многие из тех, кто отрицал возможность таких исследований, теперь считают их приоритетными. В рамках этой статьи можно упомянуть только о самых интересных результатах, например о детекторе ошибок. Каждый из нас сталкивался с его работой.
Представьте, что вы вышли из дому и уже на улице вас начинает терзать странное чувство - что-то не так. Вы возвращаетесь - так и есть, забыли выключить свет в ванной. То есть, вы забыли выполнить обычное, стереотипное действие - щелкнуть выключателем, и этот пропуск автоматически включил контрольный механизм в мозге. Этот механизм в середине шестидесятых был открыт Н. Бехтеревой и ее сотрудниками.
Ученые показали, что при старении изменяются свойства астроцитов коры головного мозга человека, но не нейронов Ученые показали, что при старении изменяются свойства астроцитов коры головного мозга человека, но не нейронов Дек 28, 2023 Коллектив сотрудников биологического факультета МГУ имени М. Ломоносова, института биоорганической химии РАН, института экспериментальной медицины РАН, врачей факультета нейрохирургии Приволжского исследовательского медицинского университета и коллег из зарубежных научных центров установили, каким образом старение влияет на свойства нейронов и астроцитов коры головного мозга человека. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Изучение процессов, развивающихся в клетках мозга при старении, крайне важно для понимания механизмов, лежащих в основе развития деменций и нейродегенеративных процессов. Ранее эффект старения на клетки головного мозга исследовали на лабораторных животных и оставался ряд вопросов о том, могут ли полученные данные быть экстраполированы на человека.
В мозге нашли метаботропные рецепторы к глицину
Стартап Илона Маска по изучению мозга Neuralink в среду предложил взглянуть на то, как парализованный человек использует свой мозговой имплантат для управления компьютером. Открываем новые горизонты вместе со звездными психологами России. Российский стартап Neiry создал трекеры состояний головного мозга. Читайте последние новости на тему в ленте новостей на сайте РИА Новости.
Новости про мозг
Использование сверхпроводников само по себе предполагает, что установки МЭГ должны быть громоздкими и дорогими. Так и есть. Точнее, так и было до настоящего времени, пока группа исследователей из Ноттингемского университета Великобритания , Университетского колледжа Лондона и компании QuSpin не представила первый в мире портативный сканер МЭГ.
А состояние это действительно страшное. Наверняка в вашей семье или у ваших знакомых была или есть история подобного заболевания. Говорил он и о том, что завидовал своему отцу, больному онкологией, ведь рак можно победить, а деменцию — нет.
Известно, что в синапсах импульсы задерживаются на 0,2—0,5 миллисекунд, тогда как человеческая мысль возникает гораздо быстрее. На данном этапе развития нейрофизиологии мы хорошо представляем, как работает одна нервная клетка. Основываясь на данных научных исследований академика П. Анохина, в возникновении временной связи при образовании условных рефлексов лежит сенсорно-биологическая конвергенция импульсов на каждой клетке коры. Метод ПЭТ дает возможность проследить, какие области функционируют при выполнении тех или иных психических функций, но все же недостаточно известным остается то, что происходит внутри этих областей, в какой последовательности и какие сигналы посылают друг другу нервные клетки и как они взаимодействуют между собой. На карте мозга, определены области, отвечающие за те или иные психические функции. Но между клеткой и областью мозга находится еще один, очень важный уровень — совокупность нервных клеток, так называемый ансамбль нейронов, функции которых представляют большой научный интерес. В своей работе «Рефлексы головного мозга» И. Сеченов [4] впервые утверждал, что в основе психических процессов лежит рефлекторный принцип деятельности. Он приводил утвердительные доказательства рефлекторной природы психической деятельности, то есть все переживания, мысли, чувства, возникают в результате воздействия на организм какого-либо физиологического раздражителя. Павлов создал свою теорию условных рефлексов, согласно которой горизонтальная корковая временная связь при образовании условных рефлексов основывается на свойствах нервных центров — иррадиации, доминантного возбуждения центров безусловных раздражителей и проторении пути. Много исследований было проведено В. Бехтеревым, который занимался строением мозга, связывал с ним его функции. Им предложен метод, позволяющий досконально изучить пути нервных волокон и клеток, по которым создан «атлас головного мозга». Настоящий прорыв в изучении мозга происходит тогда, когда удается войти в прямой контакт с клеткой мозга. Метод представляет собой непосредственное вживление в мозг электродов в диагностических и лечебных целях. Электроды вживляются в различные отделы мозга, при раздражении которых происходит повышение его активности, что позволяет детально изучить процессы, происходящие в нем. Предполагалось, что мозг поделен на четко разграниченные участки, каждый из которых «отвечает» за свою определенную функцию. Например, это зона, отвечающая за сгибание мизинца, а это зона, ответственная за любовь. Эти выводы основывались на простых наблюдениях: если данный участок повреждался, то и соответственно функция его нарушалась.
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». Инвазивный интерфейс может стать новым инструментом, который расширяет возможности отдельных специалистов в контроле над машинами и устройствами, говорит аналитик Алексей Бойко, ведущий Telegram-канала RUSmicro. Он считает, что говорить о массовом переходе на новую технологию в перспективе ближайших 10 лет не приходится — независимо от успешности или неуспешности экспериментов Neuralink. По его мнению, на этом направлении осуществляется не революция, а продолжение эволюции, движение в сторону киборгизации людей, давно осмысленное в различных произведениях научных фантастов. Российским компаниям имеет смысл присматриваться к теме, проводить собственные исследования, чтобы в случае прорывного развития технологии внезапно не оказаться в ситуации значительного технологического отставания, резюмирует эксперт. Генеральный директор компании «Платформа Третье мнение» Анна Мещерякова отметила, что в России отрасль разработки нейроинтерфейсов есть: «Мы видим ее развитие и востребованность.