Наука, заглянувшая в далекий космос и морские глубины, все еще слабо представляет себе работу мозга. 2018 год принес немало открытий в этой области, и издание Live Science представило список самых интересных из них, сообщает «Хайтек+».
Новый вид нейронов
Обнаружение новой разновидности нейронов в человеческом мозге — очень редкое событие, поэтому неудивительно, что открытие «шиповниковых нейронов» стало настоящей сенсацией.
Исследования показали, что эти клетки составляют около 10% первого слоя коры и участвуют в процессе торможения.
Самое необычное свойство шиповниковых нейронов — это то, что они отсутствуют у мышей, классического модельного объекта нейробиологов.
Жизнь с усеченным мозгом
Четыре года назад мальчик, известный в медицинской литературе как U.D., перенес серьезную операцию. Пытаясь остановить мучительные эпилептические припадки, врачи удалили ему треть правого полушария мозга, включая затылочную и височную доли — центры обработки зрения и слуха.
Сейчас U.D. 11 лет. Он не может видеть левую сторону мира, но в остальном когнитивные способности мальчика ничем не хуже, чем у сверстников. Часть функций, за которые отвечали отсутствующие части правого полушария, взяло на себя левое.
Например, анализ показал, что левое полушарие мальчика способно распознавать лица так же хорошо, как и правое.
Пример U.D. наглядно демонстрирует, насколько пластичным может быть человеческий мозг.
Бактерии в мозге
Ученым давно известно, что наши тела служат домом для множества симбиотических микроорганизмов. На поверхности кожи и в кишечнике существуют целые сложные экосистемы. Согласно новому исследованию, бактерии-симбионты обитают и в нашем мозге.
Открытие сделала команда, исследовавшая посмертные образцы мозга в поисках причин шизофрении. Анализ показал, что бактерии, похоже, предпочитают одни области другим: например, больше всего их было в гиппокампе, префронтальной коре и астроцитах на границе с гематоэнцефалическим барьером.
По словам ученых, микроскопические сожители не вредят мозгу, но их роль в его работе только предстоит установить.
Магнитные частицы
Человеческий мозг содержит частицы, способные намагничиваться. Однако до сих пор их природа и точное расположение оставались неизвестными. Многие исследователи даже сомневались в биологическом происхождении этих структур.
Однако анализ, проведенный в 2018 году, подтвердил, что они располагаются в строго определенных отделах мозга. По мнению ученых, они могут играть роль в навигации — как магнитные структуры в мозге птиц.
Древний вирус управляет работой мозга
В человеческой ДНК сохранились следы древних вирусов — по некоторым оценкам, они составляют от 40 до 80% нашего генома. Однако это не просто мусор: зачастую вирусные гены выполняют важные функции в организме.
Согласно исследованию 2018 года, вирусный ген Arc обеспечивает между клетками мозга коммуникацию, которая необходима для мышления. Нарушения работы гена Arc у людей с аутизмом и другими нервными расстройствами подтверждают его роль в развитии человеческого мозга.
Обновление нейронов
Ученые долгое время полагали, что процесс замены старых клеток на новые, характерный для всего организма, в мозге не идет. Однако исследования посмертных образцов гиппокампа 28 человек показали, что новые клетки создаются как в развивающемся, так и в стареющем мозге.
Аналогичное исследование не обнаружило в зрелом мозге новых нейронов. Возможно, причина столь разных выводов — в различных методах консервации образцов.
Стресс уменьшает размеры мозга
Исследование более 2000 здоровых людей среднего возраста показало, что высокие уровни гормона стресса кортизола соответствуют более низким значениям объема мозга. Кроме того, стресс ухудшал результаты тестов на память.
Стресс — нормальная реакция организма на неожиданные и опасные ситуации. Однако в природе стресс обычно продолжается недолго, в то время как люди могут подвергаться систематическому стрессу в течение долгого времени. По словам ученых, меры, направленные на снижение стресса, благоприятно сказываются на работе мозга.
Мозг заглушает шум шагов хозяина
Изучив мозг мышей, ученые обнаружили в нем «фильтр», который не дает животному услышать шум собственных шагов. Это позволяет мыши лучше слышать другие, более важные звуки — например, приближение хищника.
Работа «фильтра» основана на связи нейронов моторной коры со слуховой корой. При движении моторные нейроны подают тормозящий импульс клеткам слуховой коры, и шум шагов не обрабатывается. Ученые уверены, что сходные механизмы есть и в человеческом мозге.
Психоделики меняют структуру нейронов
У пациентов с депрессией, тревогой и другими расстройствами настроения уменьшаются размеры нейронов префронтальной коры — части мозга, ответственной за эмоции. Кроме того, снижается количество их связей между собой. Однако когда ученые добавили к культуре крысиных нейронов психоделики ЛСД и МДМА, клетки увеличили объем и количество отростков.
Если результаты исследования подтвердятся на человеке, психоделики можно будет использовать для борьбы с психическими расстройствами.
Второй мозг в кишечнике
В районе толстой кишки расположено крупное скопление нервных клеток. Ученые часто называют его «вторым мозгом», поскольку оно функционирует без прямых инструкций со стороны головного или спинного мозга.
Новое исследование, проведенное на мышах, подтвердило, что кишечная нервная система способна синхронизировать работу нейронов, чтобы стимулировать и координировать работу мышц. Сходными свойствами на ранних этапах развития обладает головной мозг.
Возможно, кишечная нервная система демонстрирует ранние этапы эволюции мозга.Журнал Nature ранее представил свой список главных научных достижений 2018 года.
