Физиологи на примере незрячих людей показали, что мозг является куда более гибкой структурой, чем считалось ранее. Оказалось, что участки коры, предназначенные для анализа зрительных сигналов, в случае отсутствия таковых переключаются на решение других задач.

Об этом говорится в статье американских специалистов из университета Джона Хопкинса, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Как известно, кора больших полушарий мозга разделена на зоны, отвечающие за выполнение определенных функций, связанных со слухом, зрением, аналитическим мышлением и так далее. Считалось, что эти функции достаточно жестко закреплены за конкретным участком мозга - поэтому, например, у слепых людей зрительная кора фактически простаивает без дела.

Авторы статьи показали, что это не так - при необходимости мозг может изменять функцию той или иной зоны и использовать ее «вычислительные мощности» для решения не свойственных ей задач. Об этом свидетельствует опыт, проведенный со слепыми от рождения людьми. В ходе него слепые решали математические уравнения, а их мозговую активность считывал сканнер. В качестве контроля использовались люди с нормальным зрением.

Выяснилось, что у слепых, как и у зрячих, в процессе счета активируется кора в районе внутритеменной борозды - эта структура отвечает за математические навыки. Но к удивлению ученых, в дополнение к ней у слепых при счете включались также участки первичной зрительной коры - у обычных людей ничего подобного не происходило.

С возрастанием сложности задачи внутритеменная борозда работала сильнее и у зрячих, и у слепых. То же самое происходило у слепых и со зрительной корой - чем более сложные вычисления надо было произвести, тем сильнее она активировалась. Это значит, что зрительная кора слепых реально участвует в подсчетах, а не «загорается» в силу каких-то побочных причин.

Следовательно, ввиду отсутствия зрительных стимулов нервные клетки, отвечающие за их анализ, у незрячих людей подключаются к нейронным сетям, связанным с математикой и, возможно, выполнением каких-то иных задач. Это говорит об огромной пластичности человеческого мозга. «Если мы можем заставить зрительную кору решать задачки, то в принципе мы можем заставить какую угодно часть мозга делать что угодно», -- пояснила Марина Бедни, соавтор статьи.

Истчоник: infox.ru

Нейробиологи идентифицировали область мозга, которая может отвечать за уникальные человеческие способности, включая речь. Идея о том, что накопленная абстрактная информация ответственна за многие уникальные способности человеческого мозга, обсуждалась на протяжении нескольких последних десятилетий, но полного исследования на эту тему не было. Исследование, опубликованное в журнале Nature, сравнивает активность мозга человека и макаки во время прослушивание простых звуков, предоставляет необходимые доказательства этой идеи.

Мозг человека«Это дает нам разгадку того, что особенного в нашем сознании, — сказал психолог Гари Маркус (Gary Marcus) в Нью-Йоркском Университете. — Нет ничего более важного, чем понимание того, как стали тем, кем являемся».

Команда исследователей под руководством Станислава Деана (Stanislas Dehaene) изучила изменение структуры активации мозга обезьян и взрослых людей в ходе прослушивания ими простой последовательности тонов, например, начало знаменитой Пятой симфонии Бетховена: да-да-да-даах. За изменениями в мозге следили с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фмрт). Методика улавливает изменения в потоке крови в мозге, которые коррелируются с мозговой активностью разных отделов.

И у обезьяны, и у человека в ходе эксперимента активировались части мозга, связанные с цифрами, когда испытуемые замечали изменение количества тонов; также оба вида реагировали на повторение рисунка в конкретных областях мозга; но только человеческий мозг отреагировал на изменения в количестве и последовательности звуков в виде интенсивной активации в дополнительной области мозга, называемой нижней лобной извилиной. «И люди, и обезьяны замечают закономерность, но только человек при этом фиксирует ее и переводит на следующий уровень анализа», — сказал Маркус.

Нижняя лобная извилина — это часть коры, которая значительно больше в организме человека по сравнению с обезьянами. Кроме того, нижняя лобная извилина в организме человека содержится в зоне Брока, которая также отвечает за язык. Возможно, это обстоятельство объясняет уникальность человека как вида, хотя и не отвечает на вопрос — почему именно мы и почему только у нас.

Источник: Научная Россия

Эксперименты на мышах показали, что представители сильного и слабого пола ощущают боль совершенно разными группами нервных клеток, что ставит под сомнение все лабораторные опыты по созданию лекарств от хронической боли, заявляют нейрофизиологи в статье в журнале Nature Neuroscience.

"Другие исследования показали, что мужчины и женщины обладают разной восприимчивостью к болевым ощущениям и что женщины более подвержены хронической боли, но мы всегда считали, что эти сигналы идут по одним и тем же нейронам и обрабатываются одинаковым образом", — рассказывает Джеффри Могил (Jeffrey Mogil) из университета Макгилла в Монреале (Канада).

Могил и его коллеги уже несколько лет изучают различия в восприятии чувства боли между мужчинами и женщинами. К примеру, в прошлом году они выяснили, что представители слабого и сильного пола воспринимают хроническую боль по-разному: к примеру, она лишает женщин и самок мышей желания заняться сексом, тогда как мужчины и самцы не испытывают подобных проблем.

В своем новом исследовании группа Могила пошла дальше и попыталась раскрыть механизмы, управляющие передачей сигналов о боли, и понять, почему даже легкие касания воспаленных тканей или кожи вызывают сильные неприятные ощущения.

Как объясняют ученые, нейрофизиологи достаточно давно подозревают, что в этом задействованы так называемые клетки микроглии – особые вспомогательные тельца, своеобразный иммунный щит нервной ткани. Изучая предыдущие наработки в этой области, Могил и его коллеги обратили внимание на то, что все опыты, посвященные микроглии, проводились на самцах.

Памятуя о своих предыдущих открытиях, авторы статьи приобрели равное количество мышей-самцов и самок, повредили у них седалищный нерв, вызвав тем самым хроническую боль, и проследили за тем, как будут вести себя грызуны, если в их тело ввести вещества, блокирующие работу микроглии.

Результаты этого эксперимента были очень наглядными – после ввода лекарства боль у самцов, судя по их движениям по клетке, была сильно уменьшена или даже полностью исчезла, тогда как самки вообще не реагировали на блокираторы микроглии. Даже когда ученые удалили эти клетки из нервной ткани при помощи токсинов или полностью отключили их при помощи генетических методов, самки продолжали чувствовать боль.

Это означает, что особи мужского и женского пола воспринимают и обрабатывают сигналы боли при помощи разных наборов нервных клеток и их "помощников". Обезболивающие, которые сегодня разрабатываются в ходе опытов с участием самцов, могут вообще не работать для женщин из-за этих различий в работе "нейронов боли". Поэтому, как считает Могил, биологи должны пересмотреть все результаты экспериментов и провести их заново с учетом различий между полами.

Источник: РИА Новости

Нейробиолог Эрик Джарвис (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дархаме (США) исследовал активность гена PVALB у попугаев, который прежде был обнаружен у певчих птиц. Ученый и его коллеги считают, что найден участок в мозгу попугаев, который обеспечивает уникальную способность повторять сотни уникальных звуков, в том числе и слова человека. Это открытие не только проясняет природу говорящих птиц, но и может объяснить, как новые участки мозга появляются в ходе эволюции. Об исследовании рассказывает Science.

Можно сказать, что попугаи, певчие птицы и колибри говорят на разных «языках». Несмотря на это, все они могут подхватывать и «разучивать» новые звуковые комбинации благодаря присутствию в их мозге особой зоны — группы взаимосвязанных нейронов, которые ответственны за пение и обучение. Но точные границы этой области были нечеткими: одни исследователи определяли ее чуть больше, другие чуть меньше, в зависимости от того, какие критерии они использовали. Кроме того, было сложно понять различия в границах «песенного ядра» попугаев и певчих птиц.

Нейробиолог Эрик Джарвис (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дархаме (США) исследовал активность гена PVALB у попугаев, который прежде был обнаружен у певчих птиц. Анатомическое исследование мозга умерших птиц показало, что этот ген влияет на развитие двух различных областей, которые доктор Джарвис и посчитал «песенной зоной» птиц. Иногда ген активировал развитие зоны центральной сферической части мозга. В других случаях он был активен только во внешней оболочке клеток, окружающих это ядро.

Более детальное исследование показало: внутреннее ядро и внешняя оболочка подобны шоколадной начинке и карамельной глазури в конфете M&M, хотя и несколько варьируется в каждом отдельном случае. В то время как внутреннее ядро «песенной зоны» попугаев было идентично мозговой структуре других птиц, внешняя оболочка значительно отличалась. Как показало наблюдение под микроскопом, ее связи с другими отделами мозга также были отличными, чем у сердцевины.

Исследовательская группа доктора Джарвиса решила углубить свое исследование и детально изучила внешнюю оболочку «песенной зоны» у девяти разных видов попугаев. Они пришли к заключению, что у вида, который лучше всего подражает звукам, больше развития внешняя оболочка «песенной зоны» мозга. А вид кеа (Nestor notabilis), который имеет отдаленное отношение к остальным попугаям, имеет слаборазвитую оболочку «песенной зоны». Это позволило ученым предположить, что она появилась у попугаев, по крайней мере, 29 млн лет назад.

Как считает доктор Джарвис, способность подражать окружающим звукам развилась у попугаев в ходе эволюции. Скорей всего, в дикой природе она помогает им общаться друг с другом в период спаривания, преодолевать опасности, защищать территорию и находить друг друга. Исследователь полагает, что какое-то время «песенная зона» попугаев и певчих птиц эволюционировала одинаково, а затем первые начали развивать и новые функции.

Если эта гипотеза верна, то дальнейшие исследования оболочки «песенной зоны» мозга попугаев даст ключ к пониманию развития сложных участков мозга у животных и людей. Но для этого требуется провести дополнительную большую работу — следует точно определить границы оболочки зоны, ответственной за способность к повторениям.

Эрик Джарвис рассказывает, что он и его коллеги намерены продолжить свои исследования с целью проверить, действительно ли эта зона позволяет попугаям имитировать услышанные звуки. Ведь они выявили некоторую корреляцию, но не причинно-следственные связи: «Я думаю, что мы нашли основную причину, почему попугаи имеют более развитую способность к имитации звуков, чем другие птицы, и она связана с этой областью мозга. Но чтобы обосновать эту идею требуется провести дальнейшие исследования».

Источник: Научная Россия