Группа биоинженеров создала нано платформу, которая призвана упростить терапевтически эффективную доставку инкапсулированных агентов в мозг мышей с физически поврежденным или неповрежденным гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ). Во время эксперимента на мышиной модели черепно-мозговой травмы (ЧМТ) предложенная учеными система передачи показала в три раза больше накопления в головном мозге в сравнении с традиционными методами. Решение призвано помочь врачам в лечении вторичных травм, связанных с ЧМТ, которые могут привести к болезни Альцгеймера и другим нейродегенеративным расстройствам.

 

***

 

«Мини-мозги» – это совокупность нескольких различных типов клеток человеческого мозга размером с булавочную головку. Сегодня они используются как инструмент, позволяющий ученым узнать о развитии мозга, изучить болезни и испытать новые лекарства. Персонализированные «мини-мозги» могут быть выращены из стволовых клеток, полученных из образца волос или кожи человека. Используя возможности микроскопии Центра Висса, команда ученых разработала современный специализированный модуль, включающий держатель образцов и чувствительные детекторы трехмерных изображений целых неповрежденных «мини-мозгов». Исследователи смогли визуализировать и проанализировать трехмерную морфологию конкретных нейронов и их анатомическое распределение внутри «мини-мозга». Новый подход легко воспроизводим и экономичен и потенциально может помочь ускорить медицинские исследования.

 

***

 

Что происходит в человеческом мозгу, когда сознание исчезает во время общей анестезии или во время сна? Ученые изучили этот вопрос с помощью новых экспериментальных дизайнов и функциональной визуализации мозга. Им удалось отделить конкретные изменения традиционно связанные с сознанием, от более распространенных общих эффектов. Исследователи обнаружили, что влияние анестезии и состояния сна на активность мозга удивительно схоже. Эти открытия указывают на наличие общей центральной сети мозга, фундаментальной для понимания человеческого сознания.

 

***

 

Исследователи выяснили, какие нервные механизмы лежат в основе эмоциональных реакций на музыку. В ходе эксперимента 102 респондента слушали композиции, вызывающие эмоции, в то время как их мозг сканировался с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Ученые также проследили, какие области мозга активировались, когда участники исследования смотрели видеоролики, вызывающие сильные эмоции, и проверили, активизировались ли те же области ранее при прослушивании музыки. Результаты эксперимента подтвердили, что эмоции, вызываемые фильмами и музыкой, основаны на работе различных механизмов.

 

***

 

По мнению исследователей, внедрение компьютерного моделирования для выявления симптомов синдрома дефицита внимания / гиперактивности (СДВГ) у детей может предоставить дополнительный объективный инструмент для оценки наличия и серьезности поведенческих проблем. Исследовательская группа рассмотрела 50 работ по когнитивным тестам на СДВГ и описала, как три распространенных типа вычислительных моделей могут дополнить эти тесты.

 

***

 

Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) – сложное психическое расстройство, вызванное физической и / или психологической травмой. Сегодня остается не до конца понятным, как возникают его симптомы, включая тревогу, депрессию и когнитивные нарушения. В одной из последних работ, ученые, используя магнитно-резонансную томографию (МРТ), обнаружили потенциальные биомаркеры посттравматического стрессового расстройства у людей с черепно-мозговой травмой (ЧМТ).

 

***

 

Группа исследователей-реабилитологов изучала дефицит скорости обработки данных у людей с травмой спинного мозга, сравнивая их модели активации мозга с таковыми у здоровых людей из контрольной группы того же возраста и пожилых здоровых людей. Они обнаружили, что у группы со спинномозговой травмой и контрольной группы более старшего возраста были похожие модели активации, однако первая группа значительно отличалась от контрольной группы того же возраста.

 

***

 

Литий считается золотым стандартом для лечения биполярного расстройства (БР), но почти на 70 процентов людей с БР он не действует. Исследователи из Института Солка обнаружили, что причина может заключаться в активности генов – или в ее отсутствии.

***

 

Метастазы в мозгу могут развиваться только в том случае, если раковые клетки выходят из капилляров и попадают в ткань мозга. Чтобы упростить себе этот шаг, они влияют на свертывание крови, как ученые смогли показать на недавнем опыте на мышах. Раковые клетки способствуют образованию сгустков, которые помогают им задерживаться в капиллярах мозга, а затем проникать через стенки сосудов. Препараты, ингибирующие тромбин, смогли уменьшить количество метастазов в мозг.

 

***

 

И взрослые, и дети, которые курят вэйп, часто сообщают о трудностях с концентрацией внимания, запоминанием или принятием решений [1, 2]. Результаты опросов также показывают, что дети с большей вероятностью склонны испытывать умственные затруднения, если начинают вейпить до 14 лет.

 

***

 

Исследователи показали, что Мальформация Арнольда-Киари 1 – опущение миндалин мозжечка в большое затылочное отверстие со сдавливанием продолговатого мозга – может быть вызвано вариациями двух генов, связанных с развитием мозга, и что дети с большими головами подвержены повышенному риску развития этого состояния.

***

Появляется все больше и больше доказательств того, что люди с COVID-19 страдают от когнитивных побочных эффектов, таких как затуманенность сознания и усталость. В новом исследовании ученые подтвердили, что белок-шип (spike protein), часто изображаемый как красные рукава вируса, может преодолевать гематоэнцефалический барьер у мышей. Сами по себе белки-шипы способны вызвать туман в сознании. Поскольку белок-шип, как доказано, попадает в мозг, вирус также может в него проникать.

***

Международная исследовательская группа обнаружила в человеческом мозге новый функциональный механизм связи между нейронами, который может служить каналом связи между областями мозга. Результаты экспериментов проведенные в рамках исследовательского проекта показали, что высокочастотные колебания более 100 Гц способны синхронизироваться в нескольких областях мозга.

***

В процессе обучения и запоминания в развивающемся мозге постоянно возникают новые нейронные связи, называемые синапсами. Важные связи – те, которые вводятся неоднократно развиваются и укрепляются, в то время как связи, которые считаются ненужными – отмирают. Мозг взрослых подвергается подобной оптимизации, но ранее было неясно, как и почему синапсы в мозге взрослого человека удаляются. Теперь группа исследователей обнаружила механизм, лежащий в основе пластичности и, возможно, неврологических нарушений в мозге взрослых. Пользуясь новым инструментарием, они показали, что именно астроциты, а не микроглия постоянно устраняют избыточные и ненужные возбуждающие синаптические связи взрослых в ответ на нейронную активность. Статья ставит под сомнение общее мнение о том, что микроглия – это первичные фагоциты синапсов, которые контролируют их количество в головном мозге.

***

В одной из последних работ опубликованных в Cell ученые описали, как они использовали передовые методы генной инженерии для преобразования бактериального белка в новый исследовательский инструмент, который способен контролировать передачу серотонина с большей точностью, чем существующие методы. Доклинические эксперименты на мышах показали, что датчик может обнаруживать незначительные изменения в уровнях серотонина в мозге в режиме реального времени во время сна, переживания страха и социальных взаимодействий, а также способен проверять эффективность новых психоактивных препаратов.

***

Японские ученые использовали машинный интеллект для повышения точности и надежности мощного метода картирования мозга, говорится в новом исследовании, опубликованном в Nature. Их разработка дает больше уверенности в использовании подобной техники для распутывания сетей человеческого мозга и лучшего понимания изменений в этой сложной системе, которые сопровождают неврологические или психические расстройства, такие как болезнь Паркинсона или Альцгеймера. Исследователи использовали эволюционный алгоритм. Так, алгоритм отслеживания волокна оценил коннектом по данным диффузионной МРТ с использованием параметров, которые изменялись – или мутировали – в каждом последующем поколении. Эти параметры конкурировали друг с другом, и лучшие параметры – те, которые генерировали коннектомы, которые наиболее точно соответствовали нейронной сети, обнаруженной флуоресцентным индикатором, – перешли к следующему поколению. Исследователи протестировали алгоритмы, используя данные флуоресцентного индикатора и данные МРТ из десяти разных мозгов мартышек.

***

Исследователи представили физиологические доказательства того, что система всеобъемлющей нейромодуляции – группа нейронов, которые регулируют работу более специализированных нейронов – сильно влияет на обработку звука в слуховой области мозга. Нейромодулятор, ацетилхолин, может даже помочь главной слуховой мозговой цепи отличать речь от шума.

***

Ученые смогли наблюдать, как стволовые клетки в мозге взрослых мышей делятся в течение нескольких месяцев с образованием новых нервных клеток. Их исследование подтвердило, что стволовые клетки головного мозга активны в течение длительного периода.

***

Новое устройство, разработанное инженерами, может распознавать жесты рук на основе электрических сигналов, обнаруженных в предплечье. Система, которая объединяет носимые биосенсоры с искусственным интеллектом (ИИ), однажды может быть использована для управления протезированием или для взаимодействия практически с любым типом электронных устройств.

***

За последние годы нейробиологи добились больших успехов в стремлении изучить мозг; однако до сих пор не было инструментов для точного измерения одной из основных продукций мозга – поведения у свободно движущихся животных. Недавно исследователи представили новый метод долгосрочного непрерывного трехмерного отслеживания движений свободно ведущих животных – CAPTURE. Прикрепляя маркеры к голове, туловищу и конечностям крыс, ученые теперь могут использовать его для непрерывной записи естественного поведения животного в течение нескольких недель.

***

Новое исследование показало, что вирус Зика в первом триместре беременности может повлиять на развитие сетчатки плода и вызвать врожденные аномалии глаз.

 

Автор: Шилина А. 

 

Читать статью полностью на английском в блоге Paradigm или в Телеграме.