0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Очевидное — невероятное: ученые обнаружили клетки мозга в почках

Исследователи обнаружили неизвестный сигнал в мозге человека

Ни для кого из нас не секрет, что мозг — самый сложный и малоизученный орган человеческого тела. В ходе работы мозг использует систему соединенных клеток, называемых нейронами, которые обмениваются информацией между собой. Помимо электрических сигналов, в мозге происходят различные химические процессы, что значительно усложняет его изучение. Недавно ученые обнаружили мощный и до сих пор неизвестный сигнал в мозге человека. Согласно данным исследования, опубликованного в журнале Science, обнаруженный в клетках центральной нервной системы механизм может играть ключевую роль в вычислительных способностях мозга.

Нейрон с аксоном, выступающим непосредственно из дендрита, а не из тела клетки. Аксоном называют длинный электрический отрезок нейрона, по которому передаются нервные импульсы

Почему дендриты в мозге человека — особенные?

Дендриты это — разветвленные отростки нейронов, получающие информацию через обмен химическими элементами и электрическими сигналами с другими клетками.

Результаты работы исследователей из Берлинского университета Гумбольдта и их коллег из Института молекулярной биологии и биотехнологий (Греция) свидетельствуют о том, что нейроны в мозге человека могут быть более мощными вычислительными единицами, чем считалось раньше. В ходе исследования ученые изучали кортикальные клетки внешней коры головного мозга, уделяя пристальное внимание второму и третьему слоям. Оказалось, что эти слои содержат клетки с множеством ветвей, называемых дендритами, которые связывают их между собой и обмениваются информацией с другими клетками мозга.

Дендриты выглядят так

Обнаруженный механизм самостоятельно производит особый сигнал, позволяющий нейронам в особом порядке выполнять логические функции. Ученые полагают, что это своего рода новая форма клеточного взаимодействия. Так как нейроны общаются между собой обмениваясь электрическими импульсами и химическими элементами, сигнал передается при помощи мембранных каналов, которые обмениваются ионами калия, натрия и хлора. Исследователи называют этот импульс потенциалом действия. По мере работы оказалось, что подобным образом в мозге человека запускаются ранее не зарегистрированные мозговые волны — так называемые опосредованные кальцием потенциалы дендритного действия (dCaAP).

Хотите всегда быть в курсе последних научных открытий? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Необходимо отметить, что в качестве испытуемых в исследовании приняли участие пациенты с эпилепсией. Чтобы убедиться в достоверности полученных данных, ученые дважды проверили результаты на других тканях коры головного мозга. Тем не менее, подобные исследования имеют ряд ограничений. Так, не исключено, что подобные процессы присутствуют и у других млекопитающих, однако они не видны в образцах тканей в лаборатории.

Мозг человека по-прежнему полон тайн

А как вы думаете, что делает наш мозг столь мощной вычислительной машиной? Поделитесь своим мнением в комментариях и с участниками нашего Telegram-чата

Как пишет издание Gizmodo, авторы статьи считают работу захватывающей. Они полагают, что она открывает новые границы в нашем понимании работы мозга и свойств дендритов. Дендриты составляют 95% площади поверхности пирамидных клеток в коре, при этом остаются «неизведанной территорией» в мозге человека. Так, не исключено, что именно благодаря дендритам у человека настолько уникальный мозг.

30 увлекательных фактов о человеческом мозге

Ученые утверждают, что самой сложной и загадочной вещью во вселенной является человеческий мозг. Они знают больше о звездах, находящихся за миллиарды световых лет. Человеческий мозг состоит примерно из 100 миллиардов нейронов (это столько же клеток, сколько звезд в Млечном Пути). Если бы все нейроны в человеческом мозге были выстроены в линию, они растянулись бы на миллион километров.

Читать еще:  Депрессия – смертельно опасная болезнь!

Вот еще несколько увлекательных фактов о человеческом мозге:

1. Еще в начале прошлого века ученые обнаружили, что правая часть мозга контролирует левую сторону тела и наоборот.

2. Мозгу требуется самый длинный промежуток времени для развития и он претерпевает больше изменений, чем любой другой орган.

3. То, что выглядит как случайные вспышки света, когда люди получают удар по голове, на самом деле вызвано сотрясением клеток мозга, ответственных за зрение. Звезды чаще всего появляются после удара по затылку, потому что это местоположение зрительной коры головного мозга.

4. Глазные яблоки являются прямым физическим расширением мозга.

5. Во время бодрствования человеческий мозг может генерировать достаточно энергии для питания лампочки (от 10 до 23 Вт).

6. Складка или трещина в мозге называется борозда. Гладкая область между складками называется извилиной.

7. Самая новая часть коры головного мозга с точки зрения эволюции — это неокортекс («новая кора»), которая, по мнению ученых, отвечает за развитие человеческого интеллекта.

8. Человеческий мозг не перестает созревать, пока человеку не исполнилось 40 лет. Префронтальная часть коры мозга, которая делает нас людьми, развивается в раннем детстве, перестраивается в позднем подростковом возрасте и продолжает развиваться в течение десятилетий.

9. Площадь поверхности человеческого мозга составляет около 1500-3000 кв. см. Средняя длина спинного мозга составляет около 45 см.

10. Древние люди думали, что другие органы, включая желудок и сердце, были важнее мозга. Например, в процессе мумификации древние египтяне вытягивали кусочки мозга через нос длинным железным крючком и выбрасывали его. Однако они сохраняли желудок, печень, кишечник и сердце.

11. В Южной Америке ученые обнаружили намеренно сделанные «дыры в черепах», которые предназначались для лечения головных болей, болезней мозга или для выпуска «злых духов» из головы. Процесс создания этих отверстий был невероятно болезненным. Большое количество таких черепов позволяет предположить, что операция на головном мозге была обычным явлением.

12. Аристотель считал, что центром мышления является сердце, а функция мозга — просто его охлаждать.

13. Древнегреческий врач Алкмеон из Кротона (ок. 6 в. До н.э.) был первым, кто утверждал, что мозг, а не сердце, является центральным органом ощущения и мышления. Он также утверждал, что зрительные нервы являются светоносными путями к мозгу.

14. Человеческий мозг на 75% состоит из воды и имеет консистенцию сыра тофу или желатина.

15. Исследователи обнаружили, что у детей, лишенных игр и общения с другими детьми, мозг на 20-30% меньше нормального для их возраста. Так-же, жестокое обращение с детьми может тормозить развитие мозга у ребенка и постоянно негативно влиять на его развитие.

16. Болезнь матери может серьезно повлиять на клетки мозга плода; Исследования показывают, что грипп или недоедание во время беременности могут быть связаны с развитием шизофрении.

17. В человеческом мозге каждую секунду происходит более 100 000 химических реакций.

18. Анэнцефалия — это врожденное отсутствие головного мозга, верхней части черепа и спинного мозга. Большинство детей, рожденных с этим заболеванием, являются мертворожденными или умирают через несколько часов после рождения.

19. Чувство обоняния соединяется с той частью мозга, которая также контролирует эмоции и воспоминания. Вот почему запахи часто вызывают сильные воспоминания.

Читать еще:  Как обеспечить безопасность ребенка?

20. Мозг не имеет болевых рецепторов и, следовательно, не может чувствовать боль.

21. Человеческий мозг имеет около 160 000 километров кровеносных сосудов.

22. Человеческий мозг на 60% состоит из жира, что делает его одним из самых жирных органов в организме.

23. Во время ранней беременности примерно 250 тысяч нейронов развиваются в минуту. После рождения мозг новорожденного почти утраивается в размере за первый год.

24. Приблизительно 20% общего кислорода в организме человека используется мозгом. Мозг также использует 20% всей крови в организме.

25. У людей больше клеток мозга в возрасте двух лет, чем в любое другое время их жизни.

26. Первое письменное упоминание о мозге было найдено в древней Шумии около 4000 г. до н.э. Анонимный автор описывает эйфорическое, изменяющее сознание чувство, вызванное употреблением мака.

27. Мозг женщины сжимается во время беременности и время до полного восстановления занимает до шести месяцев.

28. Если бы клетки мозга были заменяемы, как клетки кожи или печени, то, ученые предполагают, что мы потеряли бы наши воспоминания.

29. Когда человек соблюдает диету или лишает себя пищи, нейроны в мозге, которые вызывают голод, начинают поедать себя. Этот «каннибализм» вызывает сигнал голода, побуждающий к еде.

30. Ночью люди растут быстрее, чем днем, потому что небольшая часть мозга, гипофиз, выделяет гормон роста когда человек спит.

Понравилась статья? — Подписывайтесь на канал! Ставьте лайки, пишите комментарии!

В мини-мозгах обнаружили незрелые клетки в стрессе

Миниатюрные живые модели человеческого мозга могут не отображать реального развития этого органа, пишут ученые в Nature. Хотя мини-мозги содержат множество разных типов клеток, их развитие из предшественников идет не так, как в целом организме. Кроме того, в клетках таких органоидов активнее, чем в настоящем мозге, вырабатываются молекулы-маркеры клеточного стресса.

В 2008 году нейробиологи обнаружили, что эмбриональные стволовые клетки мыши в культуре организуются в трехмерные структуры, которые напоминают головной мозг в миниатюре. Эти структуры (их еще называют органоидами) обладают подобием отделов, и часть клеток в них мигрирует, как при эмбриональном развитии настоящего мозга. В 2013 году другая группа исследователей впервые получила такие органоиды из клеток человека, а позже исследователи научились формировать различные типы органоидов, каждый из которых имитирует какой-то свой отдел мозга.

Ученые из Калифорнийского института в Сан-Франциско и Санта-Крузе и Университета Ага Хана в Карачи (Пакистан) под руководством Арнольда Кригстайна (Arnold R. Kriegstein) проанализировали транскриптомы (совокупность РНК) 189409 отдельных клеток в составе развивающейся коры больших полушарий пяти человеческих эмбрионов на 7–22 неделях развития (соответствует времени нейрогенеза) и 235121 клеток из 37 органоидов, которые имитируют эту кору. Это позволило сравнить активность генов нейронов и элементов глии в настоящем мозге и мини-мозге и посмотреть, как распределены в пространстве каждой структуры функционально неодинаковые клетки.

Интенсивность экспрессии различных генов в клетках развивающейся коры больших полушарий (a) и клетках органоидов, которые ее имитируют (b)

Aparna Bhaduri et al. / Nature, 2020

Судя по тому, какие гены интенсивнее всего экспрессировались в клетках органоидов (это определяли по количеству молекул РНК разных типов), в целом нейроны и глия в мини-мозгах менее зрелые, чем в развивающейся коре, и развитие этих клеток не доходит до логического завершения. Если у клеток радиальной глии формирующейся коры можно заметить следы специализации и понять, какие типы нейронов и глии из нее образуются, то с радиальной глией органоидов это было гораздо труднее сделать.

Читать еще:  Ученые наконец-то нашли настоящий гормон стресса

Кроме того, во многих клетках мини-мозгов наблюдалась повышенная экспрессия генов, которые кодируют молекулы, характерные для клеточного стресса: активируют гликолиз (PGK1) и запускают изменения в эндоплазматической сети (ARCN1, GORASP2). Интенсивная работа этих генов не характерна для развивающейся коры больших полушарий. В срезах коры, которые поддерживали в питательной среде неделю, их экспрессия тоже не повышалась, из чего авторы заключили, что клеточный стресс может быть характерной чертой культур нейронов и глии, а также их предшественников.

Интересно, что когда клетки из органоидов подсаживали в кору больших полушарий живой мыши, они завершали созревание, и интенсивность выработки маркеров клеточного стресса в них снижалась. Вероятно, стресс каким-то образом провоцируется окружением мозговых органоидов.

Ученые делают заключение, что исследовать развитие мозга человека и в частности коры больших полушарий на органоидах нужно с осторожностью, учитывая все различия в формировании этих структур. То же касается и исследований формирования связей между нейронами, и моделирования болезней нервной системы на мозговых органоидах.

Эти рекомендации будут становиться все актуальнее, учитывая, что число работ на миниатюрных моделях мозга растет. На органоидах, которые имитируют различные части мозга, уже изучали эффекты мутаций, характерных для неандертальцев и добивались электрической активности клеток как у недоношенных детей.

Гормон неудовольствия: учёные обнаружили вызывающие отвращение к курению клетки мозга

Исследователи из Торонтского университета (Канада) обнаружили клетки мозга, вызывающие отвращение к никотину. Об этом сообщает журнал Национальной академии наук США Proceedings of the National Academy of Sciences.

Никотиновая зависимость — сложное физиологическое расстройство, на которое влияет большое количество факторов, отмечают учёные. Как известно, первые выкуренные сигареты производят двойное воздействие на мозг — они одновременно вызывают и удовольствие, и отвращение. В эксперименте на мышах канадские исследователи выяснили, что за эти ощущения отвечают две группы клеток — различные популяции нейронов. При этом обе группы находятся в одной и той же области мозга, которая отвечает за положительные эмоции и за формирование зависимостей от вредных привычек.

«Теперь мы знаем, что никотин поражает разные популяции нейронов в одной области, откуда нейроны проецируются в различные участки мозга», — говорит автор работы, преподаватель нейропсихологии Торонтского университета Тарин Гридер.

Учёные отмечают, что с развитием привычки курения работа мозга нарушается — вместо первоначальной эмоции отвращения приходит желание получить новую дозу никотина, вызванное его нехваткой.

Для определения группы нейронов, ответственных за эмоциональное неприятие курения, исследователи прибегли к генетическому «трюку». В эксперименте были использованы специально выведенные мыши, лишённые никотиновых рецепторов. Такие грызуны были изначально неспособны испытывать эмоции от воздействия никотина. Однако затем учёные начали поочередно вводить никотиновые рецепторы в различные группы нейронов мышей и воздействовать на животных значительными дозами никотина.

Выяснилось, что удовольствие вызывают нейроны, высвобождающие гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), тогда как за отвращение была ответственна группа клеток мозга, производящая дофамин. Ранее считалось, что это вещество отвечает только за положительные эмоции.

Учёные полагают, что обнаружение конкретной группы нейронов, вызывающих отвращение к никотину, даёт шанс создать эффективное лекарство для борьбы с курением. В настоящее время существует лишь заместительная терапия, при которой курильщики с переменным успехом лечатся при помощи никотиновых пластырей, таблеток и т.п.

По мнению учёных, новый препарат, основанный на результатах исследования, будет вызывать резкий условный отрицательный рефлекс организма на приём никотина. По своему действию лекарство будет похоже на дисульфирам, провоцирующий сильную тошноту у алкоголиков при употреблении спиртного.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector