Топовые нейронауки. Обзор журналов. Выпуск 1

Наш портал не зря называется «Нейроновости»: своей главной задачей мы видим знакомство читателей с новостями нейронаук, нейротехнологий и неврологии. То есть всего корпуса наук о мозге и нервной системе. Но наш портал – волонтерский, и поэтому сил на то, чтобы описать хотя бы все значимые статьи по нейронаукам, которые выходят в хороших журналах, у нас пока нет. Тем не менее, мы считаем, что нам стоит делать больше. И поэтому наш главный редактор взял на себя обязательство раз в две недели выпускать дайджест самых важных статей в топовых журналах – а потом стараться рассказывать об этих статьях поподробнее.  Для начала мы включили в список обязательных журналов для обзора Nature, Science, Neuron, Brain, Nature Neuroscience, The Lancet Neurology,  Journal of Neuroscience. А там – посмотрим.

Дисклеймер: выбор редактора обусловлен его пониманием важности и интересности работы и может отличаться от понимания любого другого человека. Мы не претендуем на исключительность нашей правоты.


Nature

Поскольку Nature и Science – еженедельные журналы, то мы захватили по два выпуска этих изданий.

Одна из статей  в последнем Nature посвящена роли некоторых астроцитов в воспалении центральной нервной системы. Авторы работы идентифицировали астроциты в экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите (модели рассеянного склероза) и самом рассеянном склерозе, которые повышенной экспрессией белка MAFG  (MAF bZIP transcription factor G)  способствуют метилированию ДНК подавляют  антиоксидантную и противовоспалительную транскрипционную программу в клетках. Эта работа может привести к новым мишеням для лечения рассеянного склероза.

Еще одна работа в последнем Nature посвящена симпатической нервной системе. Авторам удалось показать роль двух типов клеток – особых Т-лимфоцитов (γδ T cells) и адипоцитов в симпатической иннервации жировой ткани.

На обложке предыдущего выпуска Nature тоже не обошлось без нейротематики. Cover picture показывает взаимодействие раковых опухолей и нейронов.  Статья Морана Амита и его коллег показала, что клетки рака головы и шеи могут манипулировать близлежащими нервными клетками, способствуя росту опухоли, и как именно они это делают. Исследователи обнаружили, что раковые клетки выделяют везикулы, содержащие небольшие молекулы РНК (микроРНК), которые поглощаются соседними сенсорными нервными клетками. Если раковые клетки имеют мутантную форму белка р53, то выделяемые везикулы не содержат микроРНК, блокирующей рост нейронов. В результате это способствует пролиферации нервных клеток и перепрограммирует их в адренергические нейроны, что способствует дальнейшему росту опухоли.


Кстати, отметим еще и статью из другого журнала группы Nature, Nature Reviews Cancer. Это очень подробный обзор, посвященный нервам в раковых опухолях.

В том же  номере статья, опубликованная в early-формате, наконец нашла свое место в выпуске Nature. Она посвящена роли структуры мозга рептилий, аналогичной клауструму (ограде) млекопитающих в процессах медленноволнового сна. Почему это важно? Дело в том, что, возможно, клауструм связан с сознанием. Об этой статье мы уже рассказали на портале.


Science

За прошедшие две недели Science уделил меньше внимания нейронаукам, чем Nature: всего две работы имеют к нашему порталу прямое отношение.

Давний вопрос: на каком этапе мозг начинает разделять в песне слова и музыку. Новая статья проливает свет на эту проблему. Данные функциональной магнитно-резонансной томографии показали, что нейронное декодирование речи и мелодий зависит от паттернов активности в левой и правой слуховых областях мозга соответственно.

В очередной раз мы убедились в неслабом интеллекте некоторых насекомых. Так, шмели, распознав объект «на ощупь», впоследствии оказываются способны узнать его визуально — и наоборот.


Nature Neuroscience

Обложка февральского номера посвящена прорыву в изучении мозга приматов. Точнее – их белого вещества. Новая работа посвящена построению карты трактов в мозге мармозетки со сверхвысоким разрешением: применение диффузно-взвешенной трактографии нового поколения позволило открыть неизвестные доселе детали. Данные доступны не только в статье, но и на специальном сайте marmosetbrainmapping.org.

Единственная обзорная статья в этом выпуске посвящена микроглии как потенциальному терапевтическому агенту для лечения различных заболеваний мозга.

Важная статья посвящена работе энторинальной коре, в которой расположен «GPS мозга» (клетки места и другие). Эта работа описывает то, как сигналы о скорости движения отражают геометрию окружающего пространства.

Появилась интересная работа о потенциальных нейронных паттернах обучения у приматов: авторам удалось обнаружить многолетнюю стабильность нейронной динамики. Авторы полагают, что паттерны стабильной латентной кортикальной динамики в пределах нейронного многообразия является фундаментальными строительными блоками, лежащими в основе последовательного поведенческого исполнения.

Еще одна статья посвящена так называемым белок-кодирующим мутациям de novo(DMN) в развитии шизофрении. Авторы обнаружили, что подобные мутации, возникающие впервые, вносят слабый вклад в общую генетику заболевания.


Neuron

Обложка текущего выпуска посвящена функциональной связности. Авторы использовали фМРТ данные, полученные из многократно повторенных исследований десяти человек для выявления особенностей корково-подкорковых функциональных связей, которые индивидуально изменчивы и сохраняются у разных людей. Они обнаружили, что различные функциональные сети коры головного мозга объединяются в моторные, когнитивные и зрительные зоны интеграции внимания в базальных ганглиях и таламусе. Обложка журнала иллюстрирует подкорковую интеграцию кортикальных сетей с помощью группы воздушных шаров в форме коры головного мозга, с различными цветами, представляющими различные кортикальные сети. Воздушные шары удерживаются вместе нитями в форме подкорки, представляющей собой интеграцию кортикальных сетей в базальных ганглиях и таламусе. Авторы считают, что такая индивидуальная «разметка» связей очень важна при глубокой стимуляции мозга.

Графический абстракт работы


В журнале Neuron тоже один-единственный обзор. В большой статье собраны все последние достижения нейротехнологий для восстановления моторных функций организма.

Интересная статья в рубрике Report: авторы обнаружили суточные колебания соотношения синаптического возбуждения и ингибирования в пирамидальных нейронах зрительной и префронтальной коры, а также зоны CA1 в гиппокампе.

В настоящее время считается, что пресинаптическое торможение требует кластеризации рецепторов нейромодулятора на поверхности терминалей. Однако в новой статье показано, что опиоидные рецепторы распределены диффузно и определяют альтернативную стратегию, отдельную от синаптического везикулярного цикла, используя подвижность рецепторов и местный эндоцитарный цикл.  Чем-то напоминает сборку-разборку AMPA-рецепторов в синапсах.

Графический абстракт работы


Brain

Обложка журнала посвящена изучению изменений мозга при старении и болезни Альцгеймера. Мультикогортное исследование изменения серого вещества  на протяжении жизни показало, что повышенная гетерогенность в организации всего мозга более характерна для болезни Альцгеймера, тогда как особенности изменения объема серого вещества более характерны для старения.

В крупнейшем структурном ковариантном исследовании мозга при обсессивно-компульсивном расстройстве на сегодняшний день, авторы демонстрируют покажите менее сегрегированную организацию структурных ковариантных сетей и реорганизацию мозговых центров, включая область поясной извилины и орбитофронтальной коры при ОКР. Полученные данные указывают на изменение траекторий развития и созревания мозга, приведшие к заболеванию.

Еще одно исследование посвящено поиску биомаркера болезни Альцгеймера. Изучая соотношения белка Tau368 и общего уровня тау-белка в ликворе и установив корреляцию этого соотношения с данными ПЭТ, авторы делают вывод, что Tau368 может быть биомаркером «клубковых» патологий, в том числе и болезни Альцгеймера.

Необычная работа была сделана при помощи семитесловой ангиографии гиппокампа. Известно, что у разных людей паттерны кровоснабжения (васкуляризации) этого участка мозга отличаются: бывает «питание из одного источника» из задней мозговой артерии и смешанная васкуляризация, при которой добавляются «поставки крови» из передней хориоидальной артерии. Авторы изучали влияние этих различий у пожилых людей с церебральными заболеваниями мелких сосудов и без них. Оказалось, что смешанное питание гиппокампа, в отличие от питания из единственного источника, обеспечивает сосудистый резерв гиппокампа, который защищает от когнитивных нарушений.

Важное неврологическо-нейрохирургическое исследование: в статье опубликованы результаты всекитайского мультицентрового исследования хирургического лечения эпилепсии при туберозном склерозе. 350 человек, на секундочку!

Еще в одной статье авторы пытаются связать результаты нейровизуализации мигрени с нейронной сетью, определяемой коннективностью с участком зрительной коры V3/V3A, субрегионом, вовлеченным в распространяющуюся корковую депрессию. Эти результаты помогают унифицировать разнородную литературу по нейровизуализации мигрени и предлагают новую мишень для нейромодуляции.


Journal of Neuroscience

Обложка текущего номера иллюстрирует статью, которая посвящена болезни Альцгеймера. На ней показаны амилоидные бляшки (синие,  окраска methoxy-X04), окруженные дистрофическими, «опухшими» аксонами, которые накапливают предшественники лизосом (зеленые, окраска anti-Lamp1) в коре головного мозга мышиной модели болезни Альцгеймера (PS2APP mouse). Микроглия (красная, окраска анти-Iba1) также группируются вокруг бляшек и ограничивают аксональное повреждение. Потеря TREM2, гена, связанного с риском развития болезни Альцгеймера и экспрессируемого в микроглии, повышает уровень растворимого амилоида бета в его токсических формах и усугубляет аксональное повреждение.

Интересная статья посвящена зрению. Авторы используют двухфотонную микроскопию, чтобы разобраться в тонкостях обработки зрительной информации в коре мышей. Вопросов остается по-прежнему много, но в описании так и сквозит восхищение авторов от сложности пространственной организации коры. Статья так и называется: «Уникальная пространственная интеграция в первичной зрительной коре мыши и высших зрительных областях».

Еще одна важная статья про зрение: авторы подробно исследовали на макаках, как их зрительная кора на нейронном уровне «работает» сразу с двумя движущимися стимулами в поле зрения.

Отдельная статья посвящена нейронным механизмам реализации высокочастотного вестибулошейного мышечного рефлекса у обезьян и у человека. Работа может иметь и важное практическое применение: этот рефлекс работает в сочетании с поступающей вестибулярной информацией и мышцами шеи для того, чтобы стабилизировать голову и важен для авиационной и космической медицины.

Интересная работа посвящена железу. Точнее – связи уровня железа в развивающемся мозге с когнитивными способностями в юности. Лонгитюдное исследование, 922 участника!


Подготовил Алексей Паевский