За последнее десятилетие в бурном росте всех наук наметился явный лидер: науки о живом, а среди них — науки о мозге. Больше сотни научных журналов, тысячи ученых работают в этом направлении. Сложно уследить за таким потоком информации. Поэтому «Научная Россия» и портал «Нейротехнологии.РФ» начинают совместный проект, в рамках которого мы будем еженедельно рассказывать о достижениях нейронаук в России и в мире. Сегодня рассказ о том, как мы слышим, лечении паралича и невидимых травмах. А также предупреждение рыбакам — будьте осторожны, рыбы различают человеческие лица.
За чтение и восприятие со слуха отвечают разные зоны мозга
Исследование американских нейроученых из университетов Сан-Диего и штата Джорджтаун показало, что когда мы читаем текст в книжке или с экрана, и когда мы слышим тот же самый текст «со слуха», у нас работают совсем разные области головного мозга. Во время эксперимента 27 добровольцев лежали в аппарате МРТ и либо читали слова с экрана (орфографический способ восприятия), либо воспринимали их со слуха (фонологический). Одновременно испытуемым выполнялась фМРТ, которая смогла увидеть, что в разных процессах задействованы разные области головного мозга.
Так, височно-теменная кора включалась только в случае обработки слов «со слуха», а только в орфографическом восприятии работала визуальная область словоформы — специфическая область в затылочно-височной коре. Также «орфографически» включался и участок третьей лобной извилины левого полушария, именуемый центром Брока, отвечающий за моторную организацию речи.
Новый метод диагностики прогресса болезней Паркинсона и Альцгеймера
Ученые из Германского центра нейродегенеративных заболеваний (DZNE), а также из Института клинического исследования мозга Херти и Университета Тюбингена открыли белки (а точнее — небольшие белковые цепочки, так называемые нейрофиламенты), наличие которых в крови и ликворе (спинномозговой жидкости) отражает степень деградации нервных клеток.
Эти нейрофиламенты — часть цитоскелета нейронов, нитевидные молекулы, которые «держат» форму клетки, и высвобождаются при разрушении или повреждении нейронов.
По словам Матиаса Юкера (Mathias Jucker), руководителя исследовательской группы в DZNE, в экспериментах на мышах с моделями болезней Паркинсона и Альцгеймера, им удалось установить четкую зависимость концентрации нейрофиламентов в крови и ликворе со степенью повреждения мозга. Это позволяет использовать новый метод для контроля успешности лечения нейродегенеративных заболеваний новыми препаратами на этапе клинических испытаний.
Новая модель болезни Гийена-Барре
Российские ученые предложили новую версию причины одной из очень тяжелых нервных болезней — синдрома Гийена-Барре. Исследователи из Института биоорганической химии РАН им. Академиков М. Шемякина и Ю. Овчинникова. Биомедики доказали, что аутоиммунные процессы — атака иммунной системы на миелиновое вещество нейронов — не играют ключевой роли в начале заболевания, а подключаются на более позднем этапе. Теперь осталось понять, что же по-настоящему запускает этот патологический процесс. Быть может, атака вирусов на нервные волокна?
Лечение паралича электростимуляцией
Прорыв в развитии стимуляции спинного мозга произошел в 2013 году. В Швейцарии, в Федеральной Политехнической школе Лозанны, международная команда под руководством Грегуара Куртина (Gregoire Courtine) сумела вернуть двигательную активность крысе с поврежденным спинным мозгом.
Сейчас ученые сообщают о новом успехе. Команда, возглавляемая Дэниэлом Лу(Daniel Lu) из Университета Калифорнии в Лос-Анджелосе, намеревалась проверить, может ли эпидуральная стимуляция восстановить силу и контроль движений в руках у людей с тетраплегией. Результаты были опубликованы в мае 2016 года.
Исследование включало двоих человек с тяжелыми травмами шейного отдела позвоночника. Оба были парализованы более 18 месяцев. Им имплантировали 16 электродов, охвативших место повреждения. Участники эксперимента практиковали движения кистью, одновременно получая импульсы от устройства.
Оба испытуемых достигли значительных успехов в самообслуживании, кормлении, купании, возросла их мобильность. Один из участников даже смог самостоятельно держать чашку и пить из нее.
Невидимые раны после взрыва
Новый тип черепно-мозговых травм обнаружили американские неврологи.
Специалисты из Военного университета наук о здоровье США, Объединенного Центра патологии Министерства обороны и Школы медицины Университета Колорадо изучили образцы тканей головного мозга, взятые у пяти погибших военных, испытавших на себе воздействие удаленного взрыва. Они также сравнили результаты с тканями мозга гражданских лиц, из которых пятеро получали травмы мозга разного рода и еще трое обошлись без черепно-мозговых травм. Оказалось, что при воздействии взрыва в мозге остаются четкие и ранее не изученные образцы рубцов. Они находятся в части мозговой ткани под верхней подкладкой коры головного мозга, на стыке между серым и белым веществом. Кажется, понятие «черепно-мозговая травма» придется дополнить.
Первый детский экзоскелет
Экзоскелеты все улучшаются. Недавно испанские ученые и инженеры представили первый в мире экзоскелет для детей со спинальной мышечной атрофией.
Объемная конструкция из титана и алюминия весит 12 килограммов. Она состоит из стержней на ногах и туловище, причем на каждой ноге находится по пять электромоторов, а также множества датчиков положения и движения, контроллера и аккумулятора, способного работать в течение пяти часов. Кроме этого, экзоскелет может «самостоятельно» настраивать жесткость, в зависимости от состояния маленького пациента. Экзоскелет предназначен для нейрореабилитации детей от 3 до 14 лет.
Младенцам не вредит наркоз
И еще одна важная практическая «детская» новость. О возможных последствиях наркоза для самых маленьких пациентов споры идут очень давно. Последнее исследование анестезиологов и неонатологов из Колумбийского университета, опубликованное в Journal of the American Medical Association, свидетельствует: вреда от наркоза для когнитивных способностей нету. Данные были проверены самым надежным методом: близнецовым. Авторы нашли 105 близнецов, одному из которых совсем в юном возрасте (до 36 месяцев) прооперировали под общей анестезией паховую грыжу, а второй обошелся без операции. Прошли годы, а различия в IQ, внимании, скорости реакции и прочих когнитивных способностях так и не проявились.
Рыбы узнают человека в лицо
Важная часть нейронаук относится к нейрозоологии. Изучение нервной деятельности и когнитивных способностей братьев меньших позволяет много узнать о нас самих. На прошлой неделе мы узнали, что не только млекопитающие способны распознавать лица, но еще и рыбы. Исследователи из Великобритании и Австралии для проведения экспериментов выбрали пятнистого брызгуна (Toxotes chatareus), потому что она обладает острым зрением и зрительным анализатором, так как во время охоты сбивает насекомых с ветвей струей воды.
В первом эксперименте четырем рыбам показывали два человеческих лица. Когда они выпускали струю воды в «правильное лицо», то получали немного корма. Пройдя обучение, каждая рыба должна была отличить лицо «с наградой» от 44 незнакомых лиц. В среднем четыре рыбы были правы в 81,5 процентах случаев.
