Удивительный мозг
Мозг лепит не только то, кто мы есть, но и мир, который мы переживаем. Он говорит нам, что посмотреть, что услышать и что сказать. Он расширяется, чтобы приспособить новый язык или навыки, которые мы изучаем. Это рассказывает истории, когда мы спим. Он посылает сигналы тревоги и побуждает тело бежать или сражаться, когда чувствует опасность. Мозг адаптируется к окружающей среде, поэтому нас не раздражает постоянный запах в старом доме или постоянный гул кондиционирования воздуха. Наш мозг смотрит на солнце и говорит нашему телу, который час. Мозг хранит воспоминания, болезненные и приятные.
Но как бы ни важен был мозг для нашего существования, он все еще таинственен для нас, как планета из обширной галактики. Даже в 2018 году нейробиологи все еще обнаруживают фундаментальные факты об этом примерно 3 фунта. (1,4 кг) объем ткани. Иногда исследователи получают представление о человеческом мозге или видят, что происходит с человеком, когда отсутствует большая часть мозга. В других случаях ученые должны изучать мышей, чтобы больше узнать о мозге млекопитающих, а затем делать догадки о том, как эти результаты связаны с нашим собственным мозгом.
Вот некоторые интересные вещи, которые мы узнали о мозге в 2018 году.
Новый вид нейрона
Не каждый день ученые обнаруживают совершенно новый тип клеток в человеческом мозге, особенно тот, который не найден у любимых людей, не являющихся нейробиологами, мышей. «Нейрон шиповника», названный так из-за его густой внешности, ускользал от ученых до этого года, отчасти потому, что он очень редкий.
Эта неуловимая мозговая клетка составляет всего лишь около 10 процентов первого слоя неокортекса, одной из самых новых частей мозга с точки зрения эволюции (то есть далекие предки современных людей не имели такой структуры). Неокортекс играет роль в зрении и слухе. Исследователи еще не знают, что делает нейрон шиповника, но они обнаружили, что он соединяется с другими нейронами, называемыми пирамидальными клетками, типом возбуждающего нейрона, и тормозит их.
У.Д., неврологический пациент
Мальчик, известный в медицинской литературе как "U.D." ему удалили треть правого полушария его мозга четыре года назад, чтобы уменьшить его изнурительные припадки. Часть мозга, которая была удалена, включала правую сторону его затылочной доли (центр обработки зрения мозга) и большую часть его правой височной доли, центр обработки звука мозга. Сейчас 11 лет, У.Д. не может видеть левую сторону своего мира, но он функционирует так же, как и другие его сверстники в области познания и обработки зрения, даже без этой ключевой части мозга.
Это потому, что обе стороны мозга обрабатывают большинство аспектов зрения. Но правое доминирует в распознавании лиц, а левое доминирует в обработке слов, в соответствии с ситуационным исследованием, написанным об У.Д.
Это исследование демонстрирует пластичность мозга; в отсутствие правого центра обработки зрения УД, левый центр вмешался, чтобы компенсировать это. Действительно, исследователи обнаружили, что левая сторона мозга УД обнаруживает лица так же хорошо, как и правые.
Мозг может содержать бактерии
Наш мозг может кишеть бактериями. Но не волнуйтесь - похоже, они не причиняют вреда.
Ранее ученые считали, что мозг не содержит бактерий и что присутствие микробов является признаком заболевания. Но предварительные результаты исследования, представленного в этом году на большом ежегодном научном собрании Общества нейробиологов, показали, что наш мозг действительно может содержать безвредные бактерии.
Исследователи в этом исследовании изучали 34 посмертных мозга в поисках различий между больными шизофренией и больными без этого заболевания. Тем не менее, исследователи продолжали сталкиваться с предметами в форме палочек на своих изображениях, и эти формы оказались бактериями.
Микроорганизмы, казалось, обитали в одних точках мозга больше, чем в других; эти области включали гиппокамп, префронтальную кору и черную субстанцию. Микробы были также обнаружены в клетках мозга, называемых астроцитами, которые находились вблизи гематоэнцефалического барьера, «пограничной стены», которая защищает мозг.
По словам ученых, результаты еще не были опубликованы в рецензируемом журнале, и необходимы дополнительные исследования для подтверждения результатов.
Мозг магнитный
Наш мозг магнитный. Или, по крайней мере, мозг содержит частицы, которые могут намагничиваться. Но ученые на самом деле не знают, почему эти частицы находятся в мозге или откуда они произошли. Некоторые исследователи считают, что эти намагничиваемые частицы служат биологической цели, в то время как другие говорят, что частицы попали в мозг из-за загрязнения окружающей среды.
В этом году ученые наметили, где находятся эти частицы в мозге. Исследователи утверждают, что результаты их исследования свидетельствуют о том, что частицы существуют по определенной причине. Это связано с тем, что исследователи исследовали мозг - из семи человек, которые умерли в начале 1990-х в возрасте от 54 до 87 лет - магнитные частицы всегда были сосредоточены в одних и тех же областях. Исследователи также обнаружили, что большинство частей мозга содержали эти маленькие магниты.
У многих животных мозга также есть магнитные частицы, и даже есть предположение, что животные используют эти частицы для навигации. Более того, бактерии, называемые магнитотактическими, используют частицы, чтобы ориентироваться в космосе.
Вирус, ответственный за сознание человека?
Древний вирус давно заразил людей, и этот захватчик оставил свой генетический код в нашей ДНК. В этом году исследователи обнаружили, что фрагменты этой древней вирусной ДНК играют жизненно важную роль в коммуникации между клетками мозга, которая необходима для мышления высшего порядка.
Люди нередко носят с собой фрагменты вирусного генетического кода; от 40 до 80 процентов человеческого генома состоит из генов, оставленных вирусами.
В этом году исследователи обнаружили, что вирусный ген под названием Arc упаковывает другую генетическую информацию и отправляет ее из одной нервной клетки в другую. Этот ген также помогает клеткам реорганизовываться с течением времени. Более того, проблемы с геном Arc обычно возникают у людей с аутизмом или другими нервными расстройствами.
Теперь исследователи надеются выяснить точный механизм, с помощью которого ген Arc попал в наш геном, и что именно он говорит клеткам нашего мозга.
Молодые клетки в старых мозгах или нах?
Наши тела постоянно избавляются от старых клеток и создают новые. Но в течение десятилетий ученые полагали, что этот клеточный оборот не происходил в стареющих мозгах. Однако в последние годы исследования, проведенные на мышах - и некоторые ранние исследования, проведенные на людях - подняли вопросы об этом понятии.
В этом году газета предоставила то, что может быть первым убедительным доказательством того, что старые мозги делают новые клетки. Исследователи изучили 28 посмертных, нездоровых мозгов от людей, которые были в возрасте от 14 до 79 лет, когда они умерли. Ученые разрезали гиппокамп каждого мозга, область мозга, которая важна для обучения и памяти, а затем подсчитали количество молодых клеток, которые не были полностью зрелыми. Исследователи обнаружили, что у старых мозгов было столько же новых клеток, сколько у более молодых мозгов, но что у старых мозгов было меньше новых кровеносных сосудов и связей между клетками мозга.
Однако, чтобы усложнить ситуацию, другое исследование, опубликованное за месяц до этого, обнаружило обратное, заключив, что взрослый мозг не создает новых клеток в гиппокампе. Разногласия могут быть связаны с тем, как мозг был сохранен в двух исследованиях, и с типами мозга, которые были исследованы. (В более раннем исследовании рассматривались мозги с различными состояниями здоровья, в то время как в более позднем исследовании рассматривались только нездоровые мозги. Они могли также использовать различные методы консервации, которые могли бы воздействовать на клетки.)
Ваш мозг на стрессе
Плохая новость: стресс может уменьшить мозг. Это согласно исследованию, опубликованному в октябре этого года.
В ходе исследования ученые изучили более 2000 здоровых людей среднего возраста и обнаружили, что у людей с более высоким уровнем гормона стресса кортизол имел немного меньшие объемы мозга, чем люди с нормальным количеством гормона. У людей с более высоким уровнем кортизола результаты тестов памяти также были хуже, чем у людей с нормальным уровнем гормона. Следует отметить, что оба результата являются связями между стрессом и мозгом, а не причинно-следственными данными.
Стресс является нормальным для организма: в моменты стресса уровень кортизола повышается вместе с уровнем другого гормона, адреналина. Эти гормоны работают вместе, чтобы бросить ваше тело в ответ «сражайся или беги». Но как только стрессовая часть заканчивается, уровень кортизола должен снижаться. Однако они не всегда делают это. Некоторые люди, особенно в этой современной жизни, могут иметь повышенный уровень кортизола в течение длительного периода времени. По словам исследователей, снижение стресса, например, улучшение сна, занятия спортом, приемы релаксации и прием препаратов, снижающих уровень кортизола, могут принести ряд преимуществ.
Позволяет ли ваш мозг слышать ваши собственные шаги?
Щелкни, щелкни, щелкни: у тебя может быть мозг, чтобы поблагодарить тебя за то, что ты не услышал каждый свой шаг. Исследование, проведенное на мышах в этом году, показало, что мозг мыши уничтожил звуки собственных шагов твари. Это позволило существам лучше слышать другие звуки в окружающей их среде, такие как звуки хищника.
Исследователи обнаружили, что мозг мыши создал шумовой фильтр, поскольку мозг привык к определенному звуку. Это было сделано путем соединения клеток в моторной коре, области мозга, которая связана с движением, со слуховой корой, областью, связанной со звуком. Проще говоря, клетки мозга в моторной коре возбуждают сигналы, чтобы блокировать клетки мозга в слуховой коре от запуска собственных сигналов - по существу, приглушая слуховую кору.
И хотя исследование было проведено на мышах, ученые считают, что результаты могут быть применимы и к людям. Это потому, что у нас уже есть подобные системы. Например, мозг фигуристов узнает, какие движения ожидать, а тормозные нейроны нейтрализуют рефлексы, которые мешают этим спортсменам вращаться и выполнять свои сумасшедшие закручивания.
Психоделические препараты могут изменить структуру клеток мозга
Согласно новому исследованию, психоделические препараты могут физически изменять структуру клеток мозга. Это исследование проводилось на клетках головного мозга в лабораторных чашках и на животных, но если результаты верны для людей, результаты могут означать, что эти препараты могут помочь людям с определенными расстройствами настроения.
Это связано с тем, что у людей с депрессией, тревогой или другими расстройствами настроения нейроны префронтальной коры, часть мозга, важная для контроля эмоций, имеют тенденцию уменьшаться. И их ветви - которые нейроны используют для общения с другими нейронами - имеют тенденцию к сокращению. Но когда ученые добавили психоделические препараты, в том числе ЛСД и МДМА, в чашки Петри с нейронами крысы, они обнаружили, что количество связей и ветвей в нервных клетках увеличилось.
Второй мозг в кишечнике?
Миллионы клеток мозга живут в толстой кишке, и поскольку эти клетки функционируют без каких-либо инструкций со стороны мозга или позвоночника, ученые иногда называют их массу «вторым мозгом». Но эта масса также имеет научное название: кишечная нервная система. И новое исследование, проведенное на мышах, показывает, что система довольно умная; он может запускать синхронизированные нейроны, чтобы стимулировать мышцы и координировать их деятельность, так что он может делать такие вещи, как вывод кал из тела.
Фактический мозг (тот, что находится в вашей голове) также может сделать это - синхронизировать работу нейронов - на ранних стадиях развития мозга. Это означает, что действия нейронов в кишечнике могут быть «изначальным свойством» с первых этапов эволюции второго мозга. Некоторые ученые даже выдвигают гипотезу, что второй мозг развивался раньше, чем первый, и что этот паттерн срабатывания происходит от самого раннего функционирующего мозга в организме.
