Почему одни животные впадают в спячку, а другие нет? Способны ли животные войти в состояние гибернации, даже если они никогда не делают этого в природе? Возможно ли в будущем индуцировать гибернацию у людей? Исследователи из Университета Цукуба в Японии приоткрыли завесу тайны над этими вопросами, обнаружив в мозге мышей особые клетки, которые могут запускать состояние, подобное зимней спячке. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Животные обычно впадают в зимнюю спячку, чтобы пережить холодный период и недостаток пищи. Их метаболизм замедляется, и температура тела падает до минимальных значений, что позволяет уменьшить количество энергии, необходимой для поддержания жизненных функций. Наряду с замедлением метаболизма снижается частота сердцебиения, дыхание становится более слабым, уменьшается активность мозга. Важно отметить, что животные выходят из зимней спячки совершенно здоровыми, хотя и слегка похудевшими.
Мыши не впадают в зимнюю спячку, однако исследователи во главе с Такеши Сакураи (Takeshi Sakurai) из Университета Цукуба и Генширо Сунагава (Genshiro A. Sunagawa) из Центра исследований динамики биосистем RIKEN показали, что, активируя особые клетки под названием Q-нейроны в гипоталамусе мышей, можно заставить последних на несколько дней войти в состояние замедленного метаболизма.
«У мышей проявлялись те реакции, которые соответствовали критериям спячки, — отмечает Сакурай. — В частности, заданное значение температуры тела снизилось с примерно 36°C до примерно 27°C, их организм функционировал нормально, поддерживая более низкую температуру тела (около 22°C), даже когда температура окружающей среды была резко снижена».
Также у подопытных животных наблюдалось снижение частоты сердечных сокращений, дыхания и объема потребляемого кислорода. При выходе из состояния индуцированной гибернации никаких повреждений в организме зафиксировано не было.
Если предположить, что у людей также есть Q-нейроны, с помощью которых можно индуцировать состояние гибернации, нам открывается широкое поле для исследований. Хотя человеку нет нужды впадать в зимнюю спячку, подобное состояние может быть полезным по медицинским причинам в критически тяжелых условиях, например, при тяжелой пневмонии, когда поврежденные легкие не могут удовлетворить потребность организма в кислороде.
Снижение потребления кислорода пригодится не только для медицины.
«В будущем мы, вероятно, сможем вводить человека в состояние гибернации при полетах на Марс и за его пределы», — отмечают авторы.
Текст: Диана Галимова
A discrete neuronal circuit induces a hibernation-like state in rodents by Tohru M. Takahashi, Genshiro A. Sunagawa, Takeshi Sakurai et al. in Nature. Published June 2020.
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-2163-6
Головоногие моллюски и каракатицы в частности – настоящие мастера маскировки. Они могут становиться практически незаметными в самых разных местах. Как нервной системе удается управлять этим…
Починить разорванные нейроны спинного мозга можно, вернув их в более молодое состояние, – об этом сообщает исследование, опубликованное в конце августа в журнале Nature. Credit: Sofroniew…
Как известно, журнал Nature, одно из самых авторитетных изданий в мире, начинался как научно-популярный журнал, поэтому до сих пор в каждом выпуске есть новости науки…
Нынешний выпуск не совсем про «большие» журналы. Новость эта только была опубликована на сайте Nature, а докладывал её директор Института Аллена по изучению мозга Кристоф Кох…
Учёные обнаружили сеть нейронов, которая играет ведущую роль в формировании временного восприятия опыта. Статья об этом вышла в журнале Nature. Credit: Норвежский университет естественных и…
Американским нейробиологам впервые удалось «пробудить» регенеративный потенциал одного из типов клеток сетчатки млекопитающих и обеспечить способность видеть свет слепым от рождения лабораторным животным. Ученые считают,…
Американские исследователи определили механизм формирования и биохимическую роль так называемых протеиновых «капель». Они необходимы для хранения нейромедиаторов в нейронах, а также участвуют в формировании иммунного…
Влияют ли размеры мозга и сложность его строения на способность горевать, взялись выяснить итальянские исследователи. Изучив поведение дельфинов и китов, которые могут проявлять чувства по…
Сегодня мы продолжаем нашу традицию рассказывать о самых важных публикациях в истории нейронаук, работах, ставшими классическими. В 2006 году в журнале Science в разделе Brevia…
Кора головного мозга млекопитающих, как известно, включает шесть нейронных слоев – так называемый неокортекс. Cильнее всего он развит у человека. Однако более древние и простые…
Учёные выяснили, насколько точно наш мозг определяет границы предметов. Исследование опубликовано в Nature, где сообщается, как нейроны связываются при реакции на границы предметов, чтобы структура…
Куда движется отрасль современной нейровизуализации? Конечно, в сторону магнитно-резонансной томографии. Ни один другой метод диагностики не позволяет столь контрастно и детально зафиксировать как внутреннее строение…
Ученые из Медицинской школы Университета штата Вашингтон в Сент-Луисе и инженеры из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне в 2016 году создали датчики, которые нейрохирурги смогут имплантировать…
Быстрое торможение нервных импульсов в нашем мозге осуществляется при помощи специального «тормозного» нейромедиатора, гамма-аминомасляной кислоты (GABA или ГАМК). Основной рецептор ГАМК – это так называемый…
Считается, что специализированная нервная ткань, позволяющая проводить электрические сигналы по всему телу, есть только у животных. Ключевую роль в передаче электрических сигналов играют маленькие молекулы…
Учёные из Средиземноморского института нейробиологии, входящего во французский Институт исследовательской медицины (INSERM) совершили очень интересное открытие. Судя по всему, им удалось воочию увидеть, как мозг…
В наш мозг встроена функция, позволяющая нам игнорировать повторяющиеся звуковые стимулы, как на примере мышей выяснили исследователи из из Медицинской школы Университета Дьюка и Нью-Йоркского…
Исследователи из Имперского колледжа Лондона и Кембриджского университета впервые наблюдали за тем, как растут нейроны и образуются связи между ними после переноса клеток из мозга…
Большинство исследований, предметом которых было развитие зрения, проводились на модельных животных: мышах и рыбках данио рерио. Только вот основное их отличие от человека состоит в…
Нейропатическая боль – хронический, трудно поддающийся лечению синдром, при котором даже легкое прикосновение приносит больным невыносимое страдание. Ученые из детского госпиталя в Бостоне и Национального…
Американские молекулярные биологи впервые получили трехмерную структуру активированного рецептора серотонина (3А), что позволит создать более эффективные препараты против синдрома раздраженного кишечника и облегчить побочные эффекты…
Крайне воодушевляющие новости нейрореабилитации поступили из Швейцарии: пациенты с хроническим параличом нижних конечностей, сохраняющимся в течение нескольких лет, благодаря точечной электрической стимуляции спинного мозга научились…
Биологи из Стэнфорда сообщают в Science о том, что им удалось показать, как мозгу удается вычленить важную информацию в окружающей среде и с ее помощью планировать…
