Целых пять плодотворных недель октября позволили вместить в каждом выпуске журнала Science ряд интересных статей, имеющих отношение к нейронаукам. Некоторые из них мы уже подробно рассматривали на портале, до некоторых еще дойдет очередь. Хочется не оставить без внимания и другие релевантные нашей тематике новости.
Первый октябрьский выпуск Science успел рассмотреть аспекты расовых проблем в науке, погрузился в палеонтологию, изучил некоторые вопросы океанологии. Большое внимание редакторы уделили иммунологии, а также проблеме изменяющейся окружающей среды.
Не обошли вниманием и нейронауку. В частности, в журнале представлена новость о запуске нейроморфных чипов от компании Intel. Архитектура таких чипов более схожа с принципами работы мозга, что позволяет увеличить их производительность. Однако с течением времени работа таких чипов становится нестабильной. Чтобы решить эту проблему, ученые подвергают чип воздействию специального шума, который по своей сути имитирует состояние сна. Кажется, CPU научились спать!
Еще одно исследование погружает читателя в тему нейрообразования. В рубрике “инсайты” редакторы представили новость о том, что активное обучение более эффективно. Что может перевести обучение в разряд “активных”? Действия, эксперимент, критическое осмысление происходящего, вопросы. При этом включение разных модальностей восприятия увеличивает включенность в обучение. В инсайте описаны различные форматы активного обучения, а также даны рекомендации, когда и как применять их на уроке.
Целый раздел первого октябрьского выпуска посвящен биологии. Вы можете найти исследования про гаметогенез (развитие половых клеток) у млекопитающих (мышей) in vitro (то есть вне живого организма); про последовательные мутации при белок-белковых взаимодействиях (в частности у киназы PIK3CA и гена BRCA1), приводящих к развитию рака у тех, кто к заболеванию генетически предрасположен; про изменения в эндоплазматическом ретикулуме при воздействии на него (стресс-сенсор IRE1α); про влияние технологии CRISPR-Cas на белки IscB, IsrB, и TnpB, которые становятся естественными перепрограммируемыми мишенями в ДНК.
Во втором номере можно обнаружить новости про бактерии, вакцинацию (и не только про COVID-19), электролиты, даже про викингов.
Одну из важнейших новостей выпуска озаглавили как “Розеттский камень нейронауки”, которая суммирует информацию из 17 статей журнала Nature. Суть новости заключается в созданном каталоге нейронов в мозге мыши на основании их формы, размера, расположения, активности. Коллаборация ученых, используя разные технологии нейровизуализации, сфокусировалась на нейронах первичной моторной коры, создала более точный и конкретный каталог клеток. Ученые надеются, что это поможет в дальнейшем более таргетно лечить различные заболевания мозга.
В журнале можно обнаружить публикации, посвященные теме глубокой стимуляции мозга при развитии болезни Паркинсона. Ученые рассматривают возможный протокол такой стимуляции на мышах, описывая возникающие побочные эффекты. В другом исследовании с помощью онтогенетических технологий стимулировалась группа нейронов внешнего бледного шара (external globus pallidus) мышей, что позволяло достичь длительного терапевтического эффекта.
Еще одно исследование было посвящено реконструкции циркадного ритма цианобактерий. Ученые исследовали молекулярный аспект изменяющегося циркадного ритма и то, как различные белковые соединения влияют на поддержание и изменение циркадного ритма.
В третьем выпуске среди новостей о вакцине от малярии, энергетике и астрономии нашлось место и когнитивной науке. В заметке “Ошибочная эвристика врачей в родильной комнате” автор демонстрирует, что все люди склонны использовать эвристики при принятии решений. Эвристика — это своеобразная мыслительная привычка, которая может приводить к неправильному результату. К примеру, в книге “Думай медленно, решай быстро” нобелевского лауреата Дэниела Канемана описывается эвристика аффекта.
“Эвристика аффекта – пример подстановки, в котором ответ на легкий вопрос (что я в связи с этим чувствую?) служит ответом на существенно более сложный вопрос (что я об этом думаю?)… Если вам нравится политика, проводимая в области здравоохранения, то вы считаете ее весьма выгодной и менее затратной, чем предлагаемые альтернативы.” — пишет Канеман.
Врачи — тоже люди, и также руководствуются эвристиками в моменты, когда решение нужно принять срочно. Автор заметки показывает, как они принимают решение о способе деторождения в зависимости от успешности их предыдущей операции.
Еще одна статья из этого выпуска посвящена роли клеточных ядер при регенерации мышечной ткани. Такая регенерация идет в мышцах каждый раз после физической активности. Тут же можно найти статью про астроцитную регуляцию синаптической активности. Ученые обнаружили, что при повышении нейрональной активности растет и уровень кальция в астроцитах, находящихся рядом. Это в свою очередь освобождает АТФ, что позволяет астроциту влиять на аксон и скорость проведения импульсов через него.
В статье “Модуляция тактильной обратной связи при выполнении движений на ловкость” авторы продемонстрировали работу механизма обратной связи нервной системы. При стимуляции сенсоров на коже импульс передается по спинному в головной мозг, активируя целый ряд тормозных нейронов. Манипуляция такими нейронами позволяет усилить или уменьшить передачу обратной информации от мозга к мышце. Ученые проанализировали основы такой модуляции сигналов при организации тонких движений, требующих хорошей ловкости.
Важной частью этого номера стала также заметка о книге с критикой амилоидной гипотезы развития болезни Альцгеймера. Автор книги указывает, что появление амилоидных бляшек не означает стопроцентную вероятность того, что человек неизбежно пойдет по пути деменции. Важно учитывать остальные факторы (тау-белок, функциональные изменения в мозге). Автор подчеркивает, что разные паттерны атрофии мозга, разные патологии могут приводить к клинически одинаковой картине деменции. Что не позволяет однозначно утверждать о главной роли бета-амилоида в данном процессе.
В четвертом выпуске журнала вы можете прочесть про иммунологию, вакцинацию от полиомиелита в Афганистане, узнать сообщения о Covid-19 и текущих экологических исследованиях. А также ознакомиться с интереснейшей заметкой о том, как говорить “нет” в научных исследованиях.
В заметке “О нейронауке коллективных животных” авторы говорят о том, что в основном в науке исследуется индивидуальный мозг. Однако коллективная форма жизни скорее всего накладывает свой отпечаток на формирование мозга. Такое воздействие на мозг можно обнаружить у летучих мышей и макак-резусов. И такое воздействие неминуемо скажется на уровне индивидуального нейрона.
В одной статье на эту тему вы прочтете о том, как ученые провели одновременное электрофизиологическое исследование лобной коры летучих мышей при синхронном или спонтанном выполнении экспериментальной задачи. Ученые обнаружили, паттерны меж мозговой корреляции нейрональной активности у мышей. В другой статье ученые следили за взаимодействием трех макак-резусов, одновременно с этим фиксируя изменения в активности мозга. Они обнаружили нейрональные репрезентации в дорсомедиальной префронтальной коре, активизирующиеся в зависимости от типа взаимодействия, социального контекста и даже предыдущего опыта коммуникации.
Также в этом выпуске есть статья про сосудистые сплетения желудочков головного мозга, которые вырабатывают спинномозговую жидкость. Их активность изменяется в ответ на воспалительные реакции кишечника благодаря действию бактериальных полисахаридов. Еще одно подтверждение в копилку того, что кишечник сильно влияет на работу мозга.
Наконец, последний выпуск журнала за октябрь был посвящен теме сна. Журнал рассказывает об исследованиях физиологии сна, о рассуждениях относительно предназначения сна, о пользе и необходимости сна. Позже мы расскажем подробнее обо всех статьях этого выпуска, а пока дадим краткое резюме.
В заметке о различиях сна автор рассматривает то, как сон отличается у представителей разных рас, которые могут быть вызваны уровнем и образом жизни. Судя по данному выпуску, качество сна на глобальном уровне хуже у менее развитых стран по сравнению с более развитыми.
Касается темы сна целый ряд обзоров . В одном говорится о необходимости сна. Чем меньше мы спим, тем больше хотим спать. В другом автор говорит о важности сна для памяти. Ученые рассматривают изменения активности нейронов, характерные для состояния сна и влияние этих изменений на консолидацию памяти. В главной роли обзора — взаимодействие гиппокампа и неокортекса. Еще один обзор рассматривает влияние сна на различные аспекты нашего здоровья. Автор отмечает, что активность мозга во время сна имеет важное значение и для кровотока, и для ликворотока. Их нарушение может негативно сказываться на здоровье.
Но не сном единым. Статью “Воспоминания на самой вершине головы”, которая рассказывает о важности первого слоя неокортекса для хранения воспоминаний, мы уже отдельно и подробно рассматривали в нейроновостях. Другая статья посвящена разнообразию нейронов с точки зрения экспрессии генов, состояния хроматина и ядерной архитектуры клетки. Ученые визуализировали ядра клеток, одновременно применяя специальные маркеры, которые позволили им разделить клетки по типам.
Наконец, если вы — любитель эссе, то в этом выпуске вы сможете найти заметку с интересным названием “Привилегированный мозг”. Судя по аннотации, автор рассматривает вклад различных систем нашего тела в реакцию на изменения окружающей среды. И исходя из названия, у мозга в данном вопросе решающая роль.
Подготовил Никита Отставнов
