Японские ученые выяснили, что сигнал, передаваемый нашим чувством осязания, проходит в два этапа с помощью двух частей коры головного мозга — сенсорной и двигательной. Об этомсообщается в журнале Neuron.

Ученые из японского института физико-химических исследований RIKEN во главе с доктором Масанори Мураяма (Masanori Murayama) изучали механизм, активизирующий чувство осязания у мышей. Казалось бы, все просто — мышь (как, впрочем, и человек) получает какой-то сигнал, который нейроны передают в мозг. Но неожиданно выяснилось, что сигнал этот передается в два этапа, и для того, чтобы одно из основных наших чувств работало, требуется включение двух частей головного мозга.

Ученые узнали это следующим образом: они прикасались к лапкам мышей и следили за тем, какие части мозга начинают действовать. Оказалось, что сначала сигнал от кожи передается сенсорной зоне коры головного мозга, но через тысячную долю секунды в мозгу у мыши возникает еще один сигнал. В этот момент он переходит от сенсорной к двигательной зоне коры головного мозга. Следовательно, для того, чтобы мышь ощутила прикосновение к ее лапке, потребовалось не только передать сигнал в мозг, но еще и скоординировать деятельность двух зон головной коры.

Доктор Мураяма предполагает, что такой «двухуровневый» механизм был создан природой для того, чтобы обеспечить правильную работу наших чувств даже в том случае, если существуют какие-то отвлечения. Применительно к человеку он привел пример, когда водитель держит руль машины и ощущает его прикосновение, хотя в это же время он сконцентрирован на дороге.

Доктор Мураяма предположил, что, возможно, подобные механизмы существуют и для других органов чувств и гарантируют их более точную работу.

Источник: Научная Россия

Группа ученых под руководством Александра Кортшала (Alexander Kortschal), из Стокгольмского университета и Венского университета ветеринарной медицины, исследовала, как размер мозга влияет на способность рыбки избегать встреч с хищниками. Свое исследование биологи опубликовали в журналеEcology Letters .

ГуппиИзвестно, особи одного вида у самых разных животных часто сильно отличаются по размеру головы, а, следовательно, обычно и по объему мозга друг от друга. Однако до сих пор мало известно было о том, как размер головы влияет на приспособленность организма к жизни. Группа Александра Кортшала попыталась понять, что дает больший размер головы небольшим рыбам-гуппи.

Для этого они прибегли в эксперименту: обустроили 6 резервуаров, по условиям приближенных к естественным условиям обитания гуппи, потом в каждый из них запустили по 800 рыбок, самцов и самок, часть из которых имели обычный для гуппи размер головы, а часть более крупную голову, а кроме того одну цихлиду — их природного врага. После этого ученые каждую неделю в течение 5 месяцев проверяли, сколько и каких рыбок-гуппи съела цихлида. Как оказалось, от цихлиды чаще всего удавалось спастись самкам, а не самцам, при этом самки с более крупной головой избегали смертоносной встречи с цихлидой на 13,5% чаще.

При этом не было отмечено существенной разницы в том, какие самцы гуппи становились жертвами цихлиды — с большой или маленькой головой. То, что самцы гуппи чаще гибли от цихлиды, ученые объясняют их более яркой окраской по сравнению с самками. Этим же фактом они объясняют то, что большая голова не помогла самцам, поскольку самцы с большой головой более яркие, чем самцы с небольшой головой, как они показали в другом своем исследовании, при том, что самцы с головой побольше в среднем передвигались немного быстрее, чем их братья с головами обычными.

Таким образом, замечают исследователи, им удалось показать, что больший размер головы и мозга, по крайней мере гуппи помогает иногда избегать встречи с хищниками. И, соответственно, является ценным свойством.

Источник: Научная Россия

Окситоцин, который часто называют "гормоном любви" из-за его участия в формировании разного рода привязанностей, по своему воздействию на мозг оказался схож с алкоголем. К такому выводу пришли ученые из Великобритании, статья которых опубликована в журнале Neuroscience and Biobehavioral Reviews.

"Сходство в поведенческих, когнитивных, эмоциональных эффектах, которые появляются под действием окситоцина и алкоголя, а также их влияние на процессы, включающие выработку гамма-аминомасляной кислоты в исследованных нейронных цепях предполагает, что обе субстанции действуют сходным образом. Вероятное объяснение их воздействия на социальное поведение - в том, что они отключают тормозящие механизмы, которые в норме подавляют реакции, характерные для более ранних стадий развития", - пишет в своей статье Стивен Джиллеспи /Steven Gillespie/ из Бирмингемского университета (Великобритания).

"Гормон любви" - окситоцин - вырабатывается в мозгу. Свое неофициальное название он получил из-за участия в формировании разных типов привязанностей, например, материнской или романтической любви. Также известно, что под влиянием этого гормона люди более склонны проявлять альтруизм, сочувствие, великодушие, доверие.

Джиллеспи и его коллеги проанализировали и обобщили данные предыдущих исследований, посвященных влиянию алкоголя и окситоцина, принимаемого в виде назального спрея, на мозг и поведение. Ученые пришли к выводу, что оба вещества, хоть и влияют на разные рецепторы в мозгу, оказывают схожее действие на поведение гамма-аминомасляной кислоты в префронтальной коре и лимбической системе головного мозга.

Эти области контролируют ощущение напряжения и тревоги, особенно в ситуациях, предполагающих общение с другими людьми, например, когда человек проходит собеседование или отваживается пригласить кого-то на свидание. Под влиянием как окситоцина, так и алкоголя такие ситуации могут казаться человеку менее пугающими.

Однако, предупреждают ученые, у этих веществ есть и обратная сторона: они могут сделать человека более агрессивным, хвастливым, завистливым в тех ситуациях, когда он сталкивается с теми, кого считает своими соперниками. В целом и алкоголь, и окситоцин делают человека более дружелюбным к тем, кого он считает "своим" и более враждебным к чужакам. Кроме того, оба вещества снижают чувство страха, что может иметь своим результатом излишнюю склонность к риску.

Ученые рассматривают окситоцин в качестве возможного препарата для лечения различных психологических и психиатрических расстройств, например, аутизма.

Источник: ТАСС

Алленовский институт исследований мозга (США) составил и выложил в интернет первую в мире базу типов нервных клеток (нейронов) Allen Cell Types Database. Об этом сообщает онлайн-издание NeuroScientistNews.

Нейроны головного мозгаВ базу внесены 240 типов нейронов из зрительной коры мыши. Для каждого нейрона приведена следующая информация: его форма (в виде виртуального 3D-изображения), локализация в зрительной коре и электрическая активность. Последнюю ученые измеряли, вживляя в мозг мышей микроскопические электроды. Ученые могут скачивать любые модели нейронов себе на компьютер с помощью специального инструмента Allen Software Development Kit.

Создатели Allen Cell Types Database рассчитывают, что для нейробиологии их детище станет тем же, чем стала Периодическая таблица химических элементов для химии. «Чтобы продвигаться дальше в исследованиях мозга, нам нужны установленные стандарты, которые разделяли бы все нейробиологи мира», — сказал доктор Аллан Джонс (Allan Jones), исполнительный директор Алленовского института. Созданная его сотрудниками база данных как раз и должна стать такой системой стандартов.

«Это первый в своем роде ресурс, в котором собраны вместе разные типы информации — форма, расположение и электрическая активность нейронов — в одной базе с удобным поиском, доступной из любой точки планеты», — дополнил слова коллеги доктор Кристоф Кох (Christof Koch), президент и научный руководитель института.

Ожидается, что новая база станет для нейробиологов из разных стран не только удобным справочником. Скачанные из нее модели также позволяют ставить виртуальные эксперименты, разбираясь в механизмах работы мозга. В том числе это может помочь в лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Запуск Allen Cell Types Database в ее нынешнем варианте — только первый проект в рамках 10-летнего плана Алленовского института. Его конечная цель — понять, как в мозгу происходит восприятие, принятие решений и совершение действий. В качестве следующего шага на этом пути, американские нейробиологи обещают усовершенствовать свою базу, включив в нее типы нейронов из коры мозга человека и добавив для каждого нейрона информацию об экспрессии генов в нем.

Источник: Научная Россия

Эксперименты с участием крыс показали, что эти грызуны умеют соединять причину со следствием и даже обладают некими зачатками воображения, которое заставляет их ожидать вымышленных событий, заявили ученые на ежегодной встрече Сообщества когнитивной нейробиологии в Сан-Франциско.

"Мне удалось показать, что в голове у крыс формируется не только классическая павловская связь между двумя событиями, но и полноценная причинно-следственная связь. Иными словами, крыса верит в то, что звуковой сигнал или лампочка вызывает появление пищи", — заявил Аарон Блейсделл (Aaron Blaisdell) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

Блейсделл и его коллеги пришли к выводу, что крысы обладают некой формой воображения и рассудочного мышления, наблюдая за поведением животных, в клетке которых было несколько источников визуальных или звуковых сигналов.

К примеру, в клетке могли одновременно присутствовать и лампочка, и звуковой динамик. Лампочка одновременно служила и сигналом подачи пищи, и сигналом включения звука. Как обнаружили ученые, крысы хорошо осознавали эту взаимосвязь и всегда смотрели на светильник в тех случаях, когда они слышали звуковой сигнал.

Это ассоциация пропадала, если ученые помещали в клетку особую педаль, при нажатии на которую раздавался звук. Крыса, как объясняют нейрофизиологи, осознавала, что звук был порожден ее действиями, и переставала верить в то, что он был причиной появления пищи.

Аналогичным образом, если в разных "комнатах" клетки было две лампочки и обе из них зажигались во время подачи еды, животное ожидало того, что второй светильник загорится после включения первого. Данное ожидание, как отмечают ученые, сохранялось даже тогда, когда они прикрывали одну из лампочек.

"Они считают или ожидают, что свет там есть, несмотря на то, что они его не видят. Это вымышленное событие, существующее только в их головах, служит основой для дальнейших действий и мыслей о том, породило ли включение света пищу или нет, в зависимости от других признаков ее появления", — объясняет Блейсделл.

Подобная манера мышления, которую психологи называют "контрафактным мышлением", раньше считалась эксклюзивной чертой человека, вместе с нашей способностью воображать и оперировать несуществующими в реальности понятиями и "фактами".

За работу "центра воображения" в мозге крыс, как выяснили Блейсделл и его коллеги, отвечают те же регионы в гиппокампе, центре памяти, что и у человека. Когда ученые отключили этот регион, крыса потеряла способность "верить" в включенность второй лампочки и больше не бежала проверять, есть ли пища в лотке, после включения первого светильника.

Данный факт, как считают ученые, позволяет использовать крыс для изучения того, что происходит с памятью и воображением человека в старческом возрасте и при наступлении болезни Альцгеймера и при развитии других нейродегенеративных заболеваний.

"Крысы и многие другие виды млекопитающих продолжают служить неисчерпаемым рогом изобилия, который дает нам все больше информации о том, как работает разум и рассудок. Когда мы смотрим на животное, мы словно вглядываемся в зеркало и видим часть себя. Я все чаще осознаю, что в нас можно увидеть столько же много от них, сколько есть нас в самих животных", — заключает Блейсделл.

Источник: РИА Новости

Группа исследователей под руководством профессор Сяочу Чжана (Xiaochu Zhang) из Университета науки и техники в округе Хэфэй (Китай), методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) сканировала мозг добровольцев, которые в данный момент были влюблены, и сравнили со снимками людей, которые потеряли свою любовь или же никогда не испытывали этого чувства. Сравнивая результаты, они составили «карту» характерных изменений, которые демонстрирует мозг влюбленного человека. Об исследовании рассказывает The Independent.

Ученые установили, где «живет» любовьВ эксперименте приняло участие 100 человек — как мужчин, так и женщин. Одни из них утверждали, что влюблены, у других роман закончился, а третьи никогда не испытывали чувства влюбленности. Во время наблюдения ученые показывали первой группе испытуемых фотографии их любимых. Они хотели понять, какие области взаимодействуют во время характерных переживаний.

Результаты исследования показывают, что при этом активизируются области мозга, ответственные за вознаграждение, мотивацию, эмоции и социальную активность. Это затылочная область передней поясной коры, островок Рейля, миндалевидное тело, прилежащее ядро, височно-теменной стык, задняя часть поясной извилины, префронтальная кора, нижняя теменная и височная доли.

Теперь, утверждают исследователи, появилась возможность «диагностировать» влюбленность при помощи медицинских технологий. Они пишут, что результаты их исследования вскрывают глубинные нейрофизиологические механизмы любви, и в этих словах так мало романтики.

Метод функциональной МРТ, который применяли ученые, позволяет измерять активность мозга путем регистрации изменений кровообращения в различных его отделах. В ходе эксперимента он показал, что любовь активизирует десятки областей мозга, а завершение любовных отношений связано как минимум с одной областью, называемой «хвостатое ядро». Кроме того, ученые установили, что существует целый «коктейль» особых химических элементов, которые передают сигналы из одних участков мозга в другие.

Источник: Научная Россия

Группа под руководством профессора Werner X. Schneider из Билефельдского университета (Германия) изучала, как же именно мозгу удается заставить нас поверить, что мы видим равномерно резкое изображение. Выяснилось, что мы видим не размытые объекты — хотя нетрудно заметить, насколько размытым и лишенным деталей кажется мир на периферии нашего зрения — потому что наш мозг создает их виртуальные четкие образы, используя прошлый опыт. Об этом рассказывает Science Daily.

Чтобы исследовать саккады — быстрые, строго согласованные ритмические движения глаз, происходящие непроизвольно — была проведена серия экспериментов, основанных на анализе быстрых движений глаз, отслеживаемых с помощью специальной камеры, делающей 1000 снимков в секунду. Саккады важны для зрительного восприятия — это метод рассматривания объекта, и в полной мере они развиты только у приматов, включая человека. Испытуемые не знали, что во время саккадических движений их глаз один видимый объект изменялся.

Чтобы выявить образование новых связей между зрительными стимулами, полученными с помощью центрального (четкого) и периферийного (размытого) зрения, участникам было предложено оценить внешний вид размытых объектов вне зоны четкого видения. Всего через несколько минут «обучения» такие объекты начинали казаться детальными. При этом в ходе работы удалось достоверно показать, что детали в таких описаний скорее основывались на предварительном впечатлении: ведь измененный объект до саккады выглядел иначе, чем после нее.

«Наше восприятие во многом зависит от хранимого в нашей памяти визуального опыта», — объяснил Арвид Хервиг, ведущий автор. Вопреки нашей уверенности, мы видим не реальный мир, а созданный нашим мозгом на основе его представлений о том, как должны на самом деле выглядеть мелкие детали: нам кажется, что мы четко видим промелькнувший футбольный мяч — на самом деле он летит с такой скоростью, что разглядеть его невозможно. Мозг «знает», что мы должны видеть мяч, находит в памяти нужные изображения и услужливо предлагает нам подходящее изображение летящего мяча.

Невозможно переоценить значимость зрительной информации для человека, и понимание механизмов ее распознавания важно и в общенаучном, и в практическом отношениях. Технологии анализа движения глаз уже сейчас активно применяются при разработке интерфейсов веб-сайтов, программ и видеоигр. А для людей с физическими ограничениями нередко единственным способом коммуникации с окружающими остается движение глаз и распознающие его устройства.

Истчоник: Научная Россия

Мы знаем, что левая и правая половины мозга работают по-разному. Но как это «по-разному» сказывается на эффективности? «По-разному» ведь не обязательно значит, что для мозга это лучше, что асимметричный мозг действует с бóльшим КПД. 

Уздечка мозга эмбриона D. rerio с двумя функциональными ядрами, правым и левым (фото авторов статьи)И тем не менее асимметрия мозга действительно имеет свои плюсы, по крайней мере для рыб. Стивен Уилсон (Stephen W. Wilson) из Университетского колледжа в Лондоне (Великобритания) и его коллеги исследовали активность нейронов в мозге Danio rerio — в той зоне, которая называется уздечкой. Эта область есть не только у рыб, и влияет она на множество поведенческих реакций (например, без неё не обходится формирование аддикций, эмоции страха и чувства удовлетворения).

Работает уздечка асимметрично: у D. rerio нейроны, отзывающиеся на зрительные стимулы, сгруппированы на левой половине уздечки, а нейроны, реагирующие на запах, — на правой. Когда зоологи меняли асимметрию уздечки на противоположную или же вообще лишали её асимметрии, то менялся и характер восприятия сигналов. Если асимметрию просто переворачивали наоборот, световые и запаховые сигналы начинали приходить в противоположные области, а если асимметрия попросту отсутствовала, восприятие света или запаха совершенно исчезало. 

То есть разные сигналы не просто распределяются между левой и правой половинами, чтобы их обработали те нейроны, которым выпало быть правыми или левыми. Эти зоны должны изначально отличаться друг от друга. Иными словами, между ними должна быть функционально-морфологическая асимметрия.

Исследователи пока не знают, как в этом смысле обстоят дела с несенсорными нейронными сетями, а также можно ли что-то похожее наблюдать у других видов, однако полагают, что в обоих случаях ответ утвердительный. Более того, по их мнению, некоторые психоневрологические расстройства и недостаточное развитие когнитивных способностей у человека могут происходить — хотя бы отчасти — как раз из-за нарушений в латерализации мозга при развитии, из-за того что ему не удалось стать достаточно асимметричным. 

Результаты исследований опубликованы в Current Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Когда мы говорим, что нейронные группы в мозге контактируют друг с другом, это не значит, что взаимодействие продолжается непрерывно на протяжении всей жизни. Какие-то операции участок мозга выполняет сам, какие-то — вместе с другими зонами, причём набор таких помощников может меняться от задачи к задаче. Понятно, что тут есть механизм, который в нужное время открывает канал связи между разными нейронными департаментами и закрывает его, когда группа нейронов должна подумать сама и не заваливать окружающих ненужной информацией. Но что это за механизм? 

Нейрон моторной коры (фото neurollero). На этот вопрос попробовали ответить исследователи из Стэнфордского университета (США). Лаборатория Кришны Шеноя (Krishna Shenoy) была одной из первых, где смогли оценить активность групп нейронов как единых функциональных единиц, и теперь её сотрудники попытались своими методами рассмотреть, что происходит в мозге, когда нам приходит в голову пошевелить рукой. Исследования, однако, проводились не на людях, а на обезьянах, специально обученных разделять намерение и движение. То есть, когда обезьяна собиралась двинуть рукой, она делала короткую паузу. Нейроны постоянно генерируют сигналы, и учёным нужно было как-то отличить сигналы, которые соответствовали подготовке к движению, от собственно команды к нему. Предполагалось, что это можно сделать с помощью специально обученных приматов.

В ходе опыта снимали показания трёх зон: мышц и каждой из двух зон моторной коры, контролировавшей движение руки. Каждая из этих моторных зон насчитывает более 20 млн нейронов, но отследить их все, понятно, сейчас невозможно, так что нейробиологи выбрали 100–200 «представителей» в каждой из областей. Измерения проводились на двух уровнях: отдельно оценивалась активность нейронов, как быстро или медленно они дают сигнал, и отдельно анализировался рисунок активности сразу многих нейронов. Суммируя данные, можно было сказать, как нейроны действуют коллективно и как их индивидуальная активность соотносится с командной работой. 

В журнале Nature Neuroscience г-н Шеной и его коллеги пишут, что во время подготовки к движению у множества нейронов в обеих зонах двигательной коры происходили сильные изменения в активности. Однако никакого движения не наблюдалось — потому что нейроны работали в некоторым смысле вразнобой: пока одни генерировали сигнал быстро, другие запаздывали и пускали импульс после первых. Но такой разнобой приводил к тому, что до мышцы доходил стабильный поток импульсов, постоянное неизменное сообщение. 

Но когда приходила пора дать сигнал к движению, активность снова менялась — и количественно, и качественно: импульсы от многих нервных клеток становились согласованными друг с другом. То, какой рисунок активности соответствует внутренним «размышлениям» моторной коры, а какой является непосредственным сигналом к действию, удалось понять, сопоставив данные коры с сигналами, которые приходили к мышце, и с активностью самой мышцы. 

Итак, моторная кора поддерживает в себе «двигательную» активность, но при этом не беспокоит мышцы без нужды, не заставляет их реагировать на всё, что происходит в самой коре. И всё это благодаря настройке совместной работы нейронов: когда нужно отправить сигнал за пределы нейронной зоны, импульсы клеток количественно и качественно согласовываются между собой. Стоит подчеркнуть, что в любом случае импульсы из участка коры выходят наружу, но они могут либо восприниматься мышцами как прямое обращение и команда к действию, либо нет. 

Конечно, тут можно сказать, что исследователи рассматривали не разные зоны мозга (как говорится в названии заметки), а общение участка коры с мышцей. Но авторы утверждают, что такой механизм переоформления сообщений может быть универсальным и работать не только для моторной коры и мышц, но и для любых других корковых центров.

У полученных результатов есть и практическое измерение: они, несомненно, могут пригодиться в разработке искусственных конечностей и вообще нейроэлектронных систем.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Мы можем узнать звуки речи независимо от того, кто и как их говорит: громко, тихо, растягивая слова или, наоборот, торопливо. «Б» мы услышим как «б», а «п» как «п» при любой дикции (разумеется, особо клинические случаи не в счёт). Отсюда можно сделать вывод, что в нашем мозге, вероятно, есть особая система, которая различает такие элементарные речевые единицы. Осталось только эту систему найти. 

Речевые центры мозга: зона Брока (синяя) и зона Вернике (зелёная) (иллюстрация Shutterstock). Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США) воспользовались случаем и провели соответствующие эксперименты с шестью пациентами, которые ожидали операцию на мозге в связи с эпилепсией. (Кажется, эпилептикам грозит звание «рабочих лошадок биологии» — по аналогии с дрозофилами, рыбками Danio rerio и проч., да простят нам читатели столь неполикорректное сравнение.) Во время предоперационной подготовки в мозг испытуемым вводили имплантат с электродами, чтобы следить за активностью нейронов речевого анализатора. Затем пациентам давали прослушать 500 предложений в исполнении 400 людей, так что человек мог услышать полный набор звуков американского английского. 

Когда Эдвард Чанг (Edward F. Chang) и его коллеги сравнили звуки речи с сигналами мозга, они обнаружили, что одинаковые акустические характеристики вызывают одинаковый нейронный ответ в зоне Вернике, одной из речевых зон мозга. Например, среди согласных есть так называемые взрывные, которые характеризуются одинаковой манерой произношения и обладают рядом общих звуковых черт. Вот именно такие общие характеристики, объединяющие согласные — взрывные, фрикативные или сонорные, — и регистрировали нейроны зоны Вернике. Благодаря этому умению мозга различать систематические признаки звуков речи мы можем узнать звук «б» независимо от особенностей дикции говорящего.

 Разумеется, мозг способен различать и отдельно взятые звуки, но в данном случае речь идёт о нейронных кластерах, которые сильнее реагируют именно на классовые признаки речевых звуков и не обращают внимания на индивидуальные отличия «б» от «д». Похожая вещь есть и у обезьян, так что те, кто занимается проблемой возникновения речи, получили новую пищу для размышлений. С практической же точки зрения эти данные, возможно, помогут в лечении речевых расстройств. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Когда мы слышим визг автомобильных тормозов, внутри всё у нас инстинктивно сжимается в ожидании звука столкновения. Понятно, что в нашей памяти хранится и звук тормозов, и звук столкновения, но этого мало: наш мозг как-то помнит, что одно предшествует другому, что эти два события связаны неким временным интервалом. Такое представление о последовательности, о времени — один из важнейших компонентов памяти; всю событийную, эпизодическую память можно описать тремя словами: что, где и когда. Но как этот параметр записывается в память? Как мозг ставит на событиях временные вехи? 

Срез через гиппокамп мыши: островковые клетки, тянущиеся из энторинальной коры в СА1-область гиппокампа, окрашены зелёным. (Фото Takashi Kitamura / MIT.) За координацию «что», «где» и «когда», в мозге отвечает гиппокамп — один из главных центров памяти вообще. При формировании эпизодической памяти гиппокамп связывается с энторинальной корой, которая служит для него сенсорным «хабом», направляя в него визуальную, слуховую и тому подобную информацию. О том, как предмет связывается с пространством, как «что» контактирует с «где», учёные успели узнать довольно много: тут задействованы так называемые нейроны места, которые включаются, когда индивидуум попадает в то или иное место и когда его вспоминает. Но вот насчёт временной связи в памяти в наших знаниях оставался большой пробел.

Ответить на этот вопрос попытались исследователи из Массачусетского технологического института (США). Судзуми Тонегаве (Susumu Tonegawa) и его коллегам удалось найти специальную нейронную цепочку, которая обеспечивает временную связь между двумя эпизодами. Эксперименты ставились на мышах: животных учили бояться звукового сигнала, который был предвестником удара электрическим током, следовавшим через 20 секунд после сигнала. Эта нейронная цепь связывает СА1-область гиппокампа с одним из слоёв энторинальной коры, и три года назад учёным удалось показать, что если эту цепь разорвать, то мыши так и не научатся бояться звука, то есть связь между звуком и электрошоком у них не возникнет. 

В новой статье, опубликованной в Science, группа г-на Тонегавы описывает новую нейронную цепь, которая тормозит работу предыдущей, связывающей энторинальную кору с гиппокампом. Тормозящая цепь начинается с особых нейронов, которые образуют островки в одном из слоёв энторинальной коры (клетки эти были названы островковыми, и до сих пор на них опять же никто не обращал внимания). Эти островковые клетки посылают сигнал в ту же СА1-область гиппокампа, что и первая цепь, но «островковый» сигнал оказывается тормозящим, и те нейроны в СА1, которые возбуждались от первой цепи, от второй, наоборот, успокаиваются. 

С помощью оптогенетических методов учёные показали, как эти две нервные цепочки взаимодействуют. В норме у мышей максимальный временной промежуток между событиями равнялся 20 секундам: если второе событие случалось позже, то взаимосвязи между первым и вторым не возникало. Однако исследователям удалось искусственно увеличить этот промежуток, стимулируя тот слой энторинальной коры, из которого в гиппокамп шла возбуждающая нейронная цепь, или подавляя активность того слоя, из которого выходила тормозящая цепь. И наоборот: временной промежуток между событиями можно было уменьшить, простимулировав подавляющую цепь и подавив активирующую. 

То есть эти две цепочки вместе определяют временное окно, в котором два события могут быть связаны друг с другом. Чем дольше активна СА1-область гиппокампа, тем выше вероятность, что последовательная связь образуется с одним, другим, третьим событием. Понятно, какие неприятности могут нас ждать, если перестимулированный гиппокамп начнёт видеть взаимосвязанную последовательность между всеми эпизодами, которые в него попадают (хотя у некоторых людей, надо заметить, всё именно так и происходит: у них всё, знаете ли, взаимосвязано). И вторая (тормозящая) цепь служит тут необходимым ограничителем. 

Заметим, однако, что этот феномен исследовался на примере довольно простых сенсорных восприятий вроде «Мы видим молнию, потом слышим гром». Но последовательность памяти складывается из разных кусков, больших и малых: мы же помним, например, что за зимой наступает весна и что после школы мы пошли в институт. Возможно, для осмысления последовательности таких блоков информации в мозге существуют какие-то дополнительные системы (хотя они могут строиться на базе этих же цепочек, которые мы описали выше). 

Напоследок добавим, что нобелевский лауреат Судзуми Тонегава, который работает ещё и в японском Институте физико-химических исследований RIKEN, не в первый раз возникает в наших новостях: не так давно мы сообщали о нейромолекулярной модели шизофрении, с помощью которой г-н Тонегава и его группа попробовали связать воедино многочисленные симптомы этой болезни.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Зрение даёт мозгу огромный массив данных, среди которых можно выделить те, что относятся к цвету, к форме или, например, к чертам лица, — если мы смотрим на другого человека. Если мы начнём описывать, что видим, то такие признаки, конечно, разделим. А вот разделяет ли их мозг? В смысле — выделены ли у него под разные характеристики объектов разные нейронные области?..

Форму и цвет объекта наш мозг обрабатывает разными линиями нейронных «департаментов». (Фото the food passionates / Corbis.) Понятно, что такие признаки можно разделить на уровни, но, скажем, черты лица — это понятие не того же порядка, что геометрическая форма или цвет. (Заметим, что под распознавание лиц в нашем мозге выделена специальная структура.) И как тогда их воспринимает мозг: что-то раньше, что-то позже? И не делятся ли более низкоуровневые признаки тоже на какие-то «подпризнаки»? Психологи, например, утверждают, что цвет воспринимается нами независимо от формы.

Роза Лафер-Соуза (Rosa Lafer-Sousa) и Бевил Конвей (Bevil Conway) из Уэллслийского колледжа (США) попробовали проверить, соответствует ли эта психологическая особенность нейроанатомическому устройству мозга, а заодно выяснить, как разные визуальные признаки сочетаются в одной мозговой «видеокарте». 

Исследователи показывали макакам разные объекты, одновременно наблюдая с помощью фМРТ за активностью мозга животных. Прежде всего учёных интересовала нижняя височная кора, которая, как считается, и позволяет нам воспринимать окружающие предметы как предметы, то есть в качестве набора определённых визуальных характеристик. По одной популярной теории, разные отделы этой коры организованы как иерархические, каждый следующий из которых обрабатывает информацию более высокого уровня. 

Авторам работы удалось установить, что разные визуальные признаки действительно распределены по разным отделам нижней височной коры, хотя эти отделы формы, цвета и лица в известной степени перекрываются. Более того, оказалось, что реакция на цвет или на другое лицо имеет несколько стадий, то есть в обработке отдельного признака можно вычленить несколько фаз. 

В целом, как пишут учёные в Nature Neuroscience, «вычисление» изображения в мозге происходит по параллельным восходящим потокам данных, которые переходят из одного нейронного участка в другой и параллельность которых соответствует разным признакам. О том, какие разные уровни могут быть у обработки одного и того же признака, исследователи пока не знают. В случае цвета тут можно предположить, что сначала мозг в общем определяется с оттенком, а потом подключает память, которая уже конкретизирует этот оттенок — например, «зелёный, как лайм», или «зелёный, как трава», или «зелёный, как хвоя» и т. д. Но это, повторим, требует дальнейших психологических и нейробиологических исследований, не говоря уже о том, что такой же опыт хорошо бы повторить с человеческим мозгом. 

Впрочем, надо думать, что параллельно-иерархический способ обработки зрительной информации свойствен не только резусам, но всем приматам и что многие вопросы, касающиеся человеческой психологии восприятия, вполне можно изучать в эволюционном аспекте, с участием наших «младших кузенов».

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Хотя осьминоги и считаются одними из самых умных животных, учёные всё равно до сих пор не могут взять в толк, как эти моллюски ухитряются управляться аж с восемью конечностями. Всё-таки для восьми ног их нервная система недостаточно сложна. Было даже сделано предположение, что каждое щупальце у осьминогов снабжено автономной нервной системой и они довольно независимы от приказов мозга. 

Несмотря на значительную самостоятельность своих щупальцев, осьминог всё равно приползает туда, куда собирался. (Фото The Very Lonely Traveller.) Но как в таком случае конечностям осьминогов удаётся совершать целенаправленные перемещения — без координации из центра? На этот вопрос попытался ответить Гай Леви (Guy Levy) из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль), наблюдавший вместе с коллегами за тем, как двигаются обыкновенные осьминоги.

Девять взрослых моллюсков жили в специально оборудованных аквариумах с системой зеркал и видеокамер, позволявших проследить траекторию каждой присоски. Выяснилось, что осьминоги при перемещении не используют ритмического чередования конечностей, как это делают все прочие животные: каждое их щупальце движется независимо от прочих, и нет никакой закономерности между длиной «руки», её скоростью и ускорением. 

Исследователи сделали вывод, что мозг осьминога формулирует общую задачу, задаёт направление движения, цель. Детали же исполнения ложатся на щупальца, которые вольны делать что угодно, лишь бы цель была достигнута. Надо сказать, осьминожьи «руки» не обделены нейронами: из 500 млн, которыми располагает осьминог, в его «руках» сосредоточено почти две трети, так что им есть чем «думать». 

В результате можно наблюдать, как в процессе движения меняется ориентация тела осьминога, а его щупальца при этом вообще движутся под самыми разными углами и в самых разных направлениях. При этом общее направление перемещения не меняется. Щупальца сокращаются подобно червям, и весь комплекс таких сокращений обеспечивает осьминогу целенаправленное движение. Моллюск, таким образом, полагается на три особенности: червеобразное движение щупальцев, большую степень свободы каждого из них и отсутствие жёсткого контроля со стороны головного мозга.

Правда, учёным ещё предстоит определить, насколько мозг осьминогов не властен над конечностями. Какая-то простая моторная программа тут всё равно должна быть: это общее требование для всех нервных блоков, занимающихся локомоцией у животных.

Дальнейшая расшифровка особенностей движения осьминогов, возможно, пригодится тем, кто занимается робототехникой и вынужден думать над способами заставить робота контролировать свои движения. 

Результаты исследования авторы доложили на съезде Нейробиологического общества в Сан-Диего (США).

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Когда мозг совершает ошибку, он пытается понять, что было сделано не так, — и предпринимает ещё одну попытку справиться с заданием. И самое удивительное, как пишут в Nature Neuroscience исследователи из Брауновского университета, Йеля и Айовского университета (все — США), мозг человека при этом работает точно так же, как серое вещество животных. 

Анализируя свои ошибки, мозг животных и людей работает одинаково — по крайней мере тогда, когда речь идёт о неверных движениях. (Фото Shutterstock.)В опытах Марка Лаубаха (Mark Laubach) и его коллег участвовали люди и крысы. И те и другие выполняли задание, в котором нужно было совершить некое действие через определённый промежуток времени. Если подопытные (человек или животное) не справлялись, то предпринимали ещё одну попытку.

Ошибочное действие вызывает в мозге особую реакцию: мозг «думает», что пошло не так и как это исправить, и в результате в следующий раз действие корректируется. Измеряя активность мозга, учёные обнаружили, что и у человека, и у крыс в момент ошибки включается низкочастотная активность в медиальной префронтальной коре. Эти низкочастотные волны способствовали синхронизации нейронов в моторной коре, что совпадало с лучшим результатом при следующей попытке выполнения задания.

То есть медиальная префронтальная кора была чем-то вроде верховного наблюдателя, который вмешивался в деятельность моторной коры, если та не могла совершить нужное действие. 

Главным же сюрпризом было, повторим, удивительное сходство у крыс и людей этой «исправляющей ошибки» активности коры. Дальнейшие же опыты ставились на животных: например, крысам давали препарат, подавляющий медиальную префронтальную кору, — и в итоге грызуны переставали учитывать неудачный опыт, продолжая выполнять задание неправильно. При этом никакой синхронизации нейронов в моторной коре не случалось, судя по сообщениям электродов, вживлённых в мозг животных. 

Хотя более подробно корректирующая активность мозга исследовалась лишь у крыс, но не у людей, авторы полагают, что такие низкочастотные волны суть общее свойство мозга всех млекопитающих и что благодаря им можно синхронизировать активность не только моторных зон, но и вообще любых других групп нейронов. Синхронизировать — и направить в верное русло.

Как обычно в таких случаях, исследователи рассчитывают, что, управляя этой корректирующей активностью, можно будет лечить самые разные психоневрологические болезни, от депрессии до шизофрении. Правда, хотелось бы для начала убедиться в том, что такая корректирующая активность действительно включается не только при неправильной моторной реакции, но и при анализе ошибок более высокого порядка.

Подготовлено по материалам Брауновского университета. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Нет нужды описывать, как человеческая деятельность меняет окружающую среду. Дома, дороги, города — всего этого природа никогда не видела. Но стоит также помнить о том, что все эти изменения начались давно, и у животных с растениями, что живут бок о бок с человеком, было время к ним приспособиться. Иными словами, антропогенные факторы среды уже давно стали одним из инструментов эволюции, вопрос лишь в том, что за изменения они вызвали в самих организмах. 

Жизнь рядом с человеком делает зверей смелее и умнее. (Фото Alex W S.)Следует также помнить, что разные виды адаптировались к жизни рядом с человеком по-разному. Некоторым везло, и они находили, например, в городе такие же экологические ниши, что и в дикой природе; чем, скажем, высотные дома не скалы? Другие оказывались в совершенно новом для себя окружении, но благодаря своему потенциалу осваивали новые навыки и способы поведения (привет, вороны!). Кроме того, динамика переселения в те же города в разное время различалась: если раньше животные могли усиленно избегать городов, то теперь они свободно перемещаются между городской и дикой, природной средой. 

И всё это не могло не наложить отпечаток на облик таких животных, на их поведение, физиологию и анатомию. Один из самых неожиданных «отпечатков цивилизации» описывают в Proceedings of the Royal Society B исследователи из Миннесотского университета (США). Эмили Снелл-Руд и Наоми Уик сделали простую вещь: они сравнили размеры черепов нескольких мелких млекопитающих, которые стали обычными жителями «очеловеченных» пространств и ландшафтов, а именно землероек, мышей, летучих мышей, белок и т. д.

В руках учёных были музейные образцы, собранные в городах и за их пределами на протяжении всего ХХ века. И вот оказалось, что у городских зверей размер черепа всё это время потихоньку увеличивался. То есть жизнь в городах пошла мозгу на пользу. И можно предположить, что именно новые, непривычные условия, новое, гораздо более сложное окружение, с новыми опасностями и т. п. было тому причиной, ведь чтобы выживать в городе, нужно обладать более развитыми когнитивными навыками.

Впрочем, не стоит забывать о том, что размер мозга — это очень грубый критерий; гораздо больше о когнитивных способностях может сказать либо поведение, либо исследование тонкой структуры мозга. Так что ограничимся следующим заявлением: городские животные могли стать в чём-то умнее благодаря увеличившемуся мозгу, но в чём именно, точно сказать нельзя. 

С другой стороны, все мы знаем некоторые особенности поведения, отличающие городских животных. Птицы и звери, живущие в городе, например, куда менее пугливы, чем их «природные» сородичи. Можно сказать, что такая храбрость — это защитная реакция от повышенного стресса, ведь если бы животное пугалось всего незнакомого и подозрительного так, как пугается всегда, оно не прижилось бы в городе. Это, между прочим, подтверждается и физиологическими исследованиями, показавшими, что в стрессовых ситуациях у городских животных вообще выделяется меньше стрессовых гормонов — а значит, организму меньше угрожают воспаления и прочие неприятности, связанные со стрессом.

Многие изменения, происходящие с городскими животными, откладываются в их генах, но есть и такие, которые возникли в результате своеобразного «культурного обмена» и пластичности поведения. Например, птицы в шумном городе поют громче, но стоит им оказаться в тихом месте, как они тут же сбавляют тон. А городские белки, которые порой не могут перекричать шум улиц, научились общаться хвостами, то есть буквально на языке жестов! И это не говоря уже о воронах, которые учатся различать людей по голосу и внешнему виду. Такие особенности интересуют биологов в первую очередь, однако далеко не все они подкреплены генетическими изменениями. Последние же, с другой стороны, указывают не те особенности, которые, так сказать, уже не «вырубишь топором» и которые могут послужить даже основой для появления нового, «городского» вида. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Птицы — в числе самых мозговитых существ на земле, но их прямые предки, то есть динозавры, чаще всего изображаются бестолковыми и потому обречёнными на вымирание. Новое исследование бросает вызов этому стереотипу: многие динозавры были столь же умны, как ранние птицы. С этой точки зрения птицы — это динозавры, которые не выросли. 

Череп и мозг овираптора Citipati osmolskae. Его глубокий нос смотрит влево. Хорошо виден дорсальный гребень. (Здесь и ниже изображения авторов работы.)Выражение «куриные мозги» следует интерпретировать скорее как комплимент, чем оскорбление. Взлететь и остаться в воздухе — на это нужны точная координация и выдающееся восприятие. Возможно, поэтому птицы наполняют нас таким удивлением, а лётчики у нас всегда в почёте.

Управлять настолько сложным поведением мог бы лишь большой мозг, и действительно, полушария у птиц не только увеличены по отношению к размерам тела, но и организованы сложнее, чем у иного млекопитающего. Этот большой мозг позволяет птицам как находиться в полёте, так и выполнять впечатляющие ментальные трюки: новокаледонский ворон и многие другие птицы изготавливают и используют сложные орудия, а некоторые находчивые лазоревки из Великобритании научились открывать крышки из фольги, которыми раньше запечатывали бутылки с молоком, после чего этот обычай распространился по всей стране.

Золотолобый меланерпес (Melanerpes aurifrons). Обратите внимание на размеры полушарий (веделены зелёным).Что же касается динозавров, то их принято изображать скорее карикатурно — в виде неуклюжих тяжеловесов с крошечными мозгами: стегозавр, мол, был размером с автомобиль, а мозг у него — с грецкий орех. Это, конечно, враньё, но относительное: на самом деле стегозавр был размером со слона, имея мозг с персик. Есть и другие примеры: у куда более крупного апатозавра мозг был примерно с яблоко. Рептилии — что с них взять!

Но это, поверьте, далеко не все динозавры. Имелись среди них и башковитые. Предками птиц были тероподы (двуногие хищные динозавры), так что увеличенные мозги имеет смысл поискать именно в этой группе. И правда, самые близкие к птицам тероподы (к примеру, велоцирапторы, знакомые вам по «Парку Юрского периода») производят впечатление смышлёных — маленькие, юркие, изящные, с крупными черепными коробками и большими глазами.

До сих пор, впрочем, считалось, что даже очень сильно похожие на птиц динозавры всё равно обладали мозгами поменьше, чем у примитивных пернатых вроде археоптерикса, который уступал в мозговитости нынешним летунам. Эми Баланофф из Американского музея естественной истории и её коллеги бросили вызов этому допущению.

Учёные разобрались с мозгами нескольких тероподов, археоптерикса и современных нам птиц с помощью трёхмерной компьютерной томографии. Как ни странно, мозг многих динозавров был пропорционален мозгу археоптерикса, а в некоторых случаях даже больше (относительно размеров тела, конечно).

Многие из тех птицеподобных динозавров к тому же обладали длинными жёсткими перьями на передних и задних конечностях, с помощью которых можно было парить или даже летать. Иными словами, крупный мозг коррелирует со способностью так или иначе передвигаться по воздуху. И это вновь подтверждает тот факт, что птицы — вчерашние динозавры.

Помимо перьев, у тероподов были вилочковые кости и трёхпалые ноги. А если взглянуть на их детёнышей, то сходство с птицами ещё сильнее бросится в глаза: характерная форма черепа с «детскими» (то есть чересчур большими) глазницами, крупным мозгом и маленьким тоненьким носиком сильно напоминает примитивных птиц.

В силу вышесказанного птицы — потомки тероподов, которые в зрелом состоянии сохраняли многие ювенильные признаки. Возможно, аналогичный путь избрала и человеческая эволюция: мы берём с собой во взрослую жизнь многие признаки детёнышей шимпанзе (ближайших наших родственников), и среди них — маленькие челюсти, плоские лица, большие мозги и желание играть.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Прошли те времена, когда способность моделировать чужое психическое состояние считалась исключительно человеческой. Под этим понимают умение воспринимать чужие мысли и чувства как свои, осознавать чужие мотивы поступков, чужие переживания и т. д. В нашей жизни всё это играет огромную роль, но, как недавно выяснилось, эти даром (его ещё называют «теорией разума») владеют также шимпанзе и, по-видимому, многие другие приматы.

Способность понимать мотивы начала развиваться у приматов задолго до появления человека. (Фото Frank Lukasseck.)Но как тогда формировалась эта важнейшая психическая способность? Ответ на этот вопрос можно получить, проследив развитие соответствующих областей мозга. Как полагают нейрофизиологи, у человека за моделирование чужого психического состояния отвечает височно-теменная спайка — область коры, расположенная у задней части мозга, где сходятся височная и теменная доли. Очевидно, этот участок есть и у приматов, и, чтобы понять, как он функционирует у наших ближайших родичей из мира животных, исследователи из Оксфордского университета (Великобритания) сравнили активность мозга человека с активностью мозга макак.

Эволюционные пути макак и людей разошлись 29 млн лет назад, так что возможное сходство в работе мозга обоих видов указывало бы на какие-то совсем уж древние черты психической организации приматов. Оказалось, что умение понимать чужое психическое состояние как раз и относится к таким вот древним чертам. Роже Марс и его коллеги с помощь фМРТ-сканера сравнили активность височно-теменной спайки у тридцати шести взрослых людей с активностью похожей зоны мозга у двенадцати макак. Сканирование проводилось в тот момент, когда мозг был спокоен (в случае с обезьянами спокойствия добивались соответствующими препаратами), поскольку авторов работы интересовала не специфическая активность этих зон, а сила и характер их связей с другими участками мозга. Выяснилось, что у макак взаимосвязи этой зоны выглядят примерно так же, как у людей — взаимосвязи височно-теменной спайки, отвечающей за «теорию разума».

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Участок мозга у макак, соответствующий человеческой височно-теменной спайке, активен в социальной жизни: здесь собраны нейроны, оценивающие разнообразные социальные знаки, от чужого взгляда до поз тела. То есть можно предположить, что понимание чужих поступков и мыслей у человека и обезьян происходит примерно одинаково. Только, разумеется, у обезьян эта функция проработана гораздо слабее — они могут понять поведение товарища по стае, но вряд ли способны представить, о чём он «думает».

Нейрофизиологическая основа для этого, как видим, была заложена ещё до отделения человекообразных обезьян от эволюционного древа приматов. Учёные намерены побольше узнать о том, как нюансы социальной жизни тех или иных обезьян соответствуют особенностям работы этого участка мозга, отвечающего за «теорию чужого разума».

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Уникальную возможность исследовать особенности формирования мозга динозавров получили европейские ученые. Им в руки попали прекрасно сохранившиеся черепа двух особей Dysalotosaurus lettowvorbecki, находящихся на разных стадиях развития.

Скелет дизалотозавра (Dysalotosaurus lettowvorbecki) Первый дизалотозавр был почти детенышем – его возраст определен примерно в три года. Вторая особь была полностью сформировавшимся, взрослым 12-летним ящером. Оба динозавра жили около 150 млн лет назад на территории современной Танзании.

"Хорошо сохранившиеся ископаемые материалы, которые могут быть использованы для восстановления анатомии мозга, как правило, встречаются редко. Нам повезло, что в нашем распоряжении оказались разные стадии развития мозга для нашего исследования", –сообщил соавтор исследования Том Хюбнер из Niedersachsische Landes museum в немецком Ганновере.

Реконструкция мозга дизалотозавра (Dysalotosaurus lettowvorbecki)"Два Dysalotosaurus разного возраста предоставили нам уникальную возможность изучать строение и развитие мозга в процессе роста животного", – уточнил ведущий автор исследования Стефан Лотеншлагер из Бристольского университета.

Применение компьютерной томографии и 3D-визуализации позволило восстановить очертания головного мозга и внутреннего уха дизалотозавров. Как оказалось, в процессе роста и развития мозг этих ящеров претерпевал значительные изменения, обусловленные, по всей видимости, экологическими и метаболитическими причинами.

Между тем участки мозга, ответственные за слух и социальные способности, были хорошо сформированы уже у детенышей, что говорит о том, что даже в молодом возрасте они были достаточно приспособлены к взаимодействию с окружающей средой и другими динозаврами, говорится в пресс-релизе Бристольского университета.

Новое исследование европейских палеонтологов имеет важное значение для понимания того, как развивались отдельные части мозга у динозавров. Однако для того, чтобы понять, как шаблоны развития мозга отдельных видов динозавров соотносились с более крупномасштабными тенденциями, необходимы дальнейшие исследования.

Напомним, что Dysalotosaurus lettowvorbecki жили в юрском периоде и представляли собой небольших двуногих травоядных динозавров из отряда птицетазовых, достигавших зрелости примерно в девять лет и выраставших до размеров крупного кенгуру.

Истчоник: PaleoNews

Российские ученые впервые рассказали о том, как им удалось извлечь мозг мамонта. «Нервная ткань мамонта сохранилась в целостности, несмотря на прошедшие 40 тысяч лет», -- пояснила корреспонденту Infox.ru Анастасия Харламова, одна из исследователей.

МамонтПодробности уникальной операции Анастасия Харламова и ее коллега, палеонтолог Евгений Мащенко, сообщили 4 апреля на семинаре Палеонтологического института в Москве. В обсуждении доклада также принял участие Сергей Савельев из Института морфологии человека РАМН, под чьим руководством проходили работы.

Мозг, извлеченный в феврале этого года, принадлежит молодой самке мамонта. Она была найдена в 2009-м году общиной юкагиров в отложениях позднего плейстоцена на берегу Северного Ледовитого океана. Находка, получившая известность как мамонт Юка, отличается хорошей сохранностью шкуры, мышц, хобота и других мягких тканей.

Исследователи обнаружили, что у животного уцелел еще и мозг, когда делали ему томографию нижней челюсти. Чтобы сохранить нервную ткань, ученые в течение3 недель заливали в череп раствор фиксирующей жидкости на основе формалина. После того, как мозг ей пропитался, ученые сделали мамонту трепанацию.

Вся операция проходила в Якутске, но для дальнейшего изучения мозг был перевезен в специальном контейнере в Москву, где сейчас хранится в замороженном состоянии в Институте морфологии человека. Сейчас исследователи планируют изучить структуру борозд и извилин мамонта, чтобы сопоставить его с близким родичем - азиатским слоном.

По словам специалистов, если бы мозг попал им в руки сразу же после находки мамонта, то они могли бы изучить его более детально. Однако, пока мамонт хранился у юкагиров, он подвергся частичной разморозке, так что тонкие структуры нервной ткани оказались повреждены. Несмотря на это, ученые планируют создать 3D-реконструкцию мозга.

После того, как все слои мозга будут изучены на томографе, одно из его полушарий будет пущено на срезы. Возможно, образцы мозговой ткани подвергнутся и биохимическому исследованию. Сергей Савельев пообещал, что трехмерная реконструкция мозга мамонта пополнит число экспонатов московского Палеонтологического музея.

Мозг, извлеченный российскими специалистами – это первый в истории древний мозг из мягких тканей, ставший достоянием науки. Ранее мозг мамонтов изучали лишь по слепкам их черепов. Однако, по словам Савельева, можно надеется, что это будет не последней находкой такого рода в Сибири: главное, чтобы ученые вовремя получали к ним доступ.

Источник: infox.ru

Исследователям из Университета Уэйна (США) удалось увидеть формирование мозга у плода во время внутриутробного развития. Для этого с помощью фМРТ они сканировали мозг у 25 зародышей в промежутке между 24-й и 38-й неделями развития. Каждый сеанс длился 10 минут, и время для этого выбиралось так, чтобы плод был относительно спокоен.

Ультразвуковой портрет плода на первом триместре внутриутробного развития (фото Kittroid).Исследователей интересовали в первую очередь две вещи — место и время появления межнейронных связей. В статье, опубликованной в Science Translational Medicine, авторы пишут, что формирование соединений начиналось с середины мозга, то есть с регионов, расположенных ближе всего к границе полушарий, и затем распространялось по всему мозгу. Плотность и количество связей увеличивались примерно в половине из сорока двух исследованных зон, но в течение всего эксперимента в мозгах развивающихся плодов сохранялся градиент между серединой и краями. То есть интенсивность образования связей по мере отдаления от границы полушарий постепенно затухала.

Значение подобного рода исследований понятна: если мы будем знать, как развивается мозг зародыша, то поймём происхождение психоневрологических патологий, таких как аутизм и шизофрения. Возникает вопрос, почему это не изучали до сих пор. Но сканирование чувствительно к движениям, а заставить плод лежать спокойно нет никакой возможности. И на этот раз исследователи, похоже, нашли способ обойти эту проблему: они создали алгоритм, который позволяет устранить помехи, вызванные движением, и уменьшить число снимков, требуемых для воссоздания достоверной картины.

Сейчас авторы работы приступили к похожему, но более масштабному проекту. Они задались целью проанализировать развитие мозга у ста человеческих эмбрионов, находящихся на разных стадиях развития. Причём в планах учёных проследить судьбу мозга вплоть до рождения и далее, до зрелого возраста, ведь только так удастся точно понять, какие особенности в развитии приводят к формированию здорового мозга, а какие — к появлению патологий.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА