Картинка дня: глия воспалённого кишечника

Credit: MICHIGAN STATE UNIVERSITY


Хорошо известно, что нервная система кишечника часто называется «вторым мозгом»: нейронов в нём больше, чем в спинном мозге. На снимке — глия кишечника, которая, как выяснилось, отвечает за синдром воспалённого кишечника — очень неприятную вещь. Подробности исследования учёных из Мичиганского университета — в ближайшие дни на портале.

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Картинка дня: клетки Пуркинье и Бергмановская глия

Credit: ROBIN SCHARRENBERG/Neuroart


Давно мы не баловали вас красивыми картинками клеток Пуркинье — огромных клеток мозжечка, которым мы посвятили отдельную статью. А тут в майском конкурсе NeuroArt подоспел снимок, где эти клетки (показанные красным) изображены еще и с Бергмановской глией — радиальной глией мозжечка,  глиальных клеток с длинными отростками, играющих важную роль в нейрональной миграции, построении слоёв коры мозжечка.

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Семинар «Молекулярный мозг»: о ремоделировании синапсов расскажут в ИБХ

Семинар состоится 25 мая в 11:00 в Малом зале Института биоорганической химии РАН. Профессор Дмитрий Русаков из Института неврологии Университетского колледжа Лондона (Великобритания) выступит с докладом о ремоделировании синапсов. Приглашаем всех желающих! Доклад будет на английском языке.


Докладчик: профессор Дмитрий Русаков, Институт неврологии Университетского колледжа Лондона (Великобритания)

Название доклада: Activity-dependent remodelling of synaptic microenvironment

Аннотация автора:

Memory trace in the brain is believed to involve structural remodelling of synaptic connections. This is likely to engage ultrathin astroglial processes that often occur in the immediate proximity of excitatory synapses. Although astroglia have been emerging as an important regulator of synaptic circuitry, the causal relationships between activity-triggered synaptic restructuring and the changes in nearby astroglia remain poorly understood. We combined single-cell electrophysiology with two-photon excitation microscopy, photolytic uncaging, super-resolution techniques, and correlational 3D electron microscopy, to monitor fine astroglial morphology during the induction of synaptic long-term potentiation (LTP), in situ and in vivo. We document NMDA receptor-dependent withdrawal of astroglial processes from the vicinity of synapses following LTP induction, both at the level of synaptic populations and at the level of individually monitored potentiated synapses. The reduction in synaptic astroglial coverage boosts the extra-synaptic escape of released glutamate thus facilitating NMDA receptor-mediated cross-talk among neighbouring synapses. The cellular mechanisms underlying astroglial restructuring involve local Ca2+ elevations but do not depend on metabotropic glutamate receptors, IP3-receptor signalling, aquaporins, or Ephrin-associated morphogenesis. They do require the ion exchanger NCCK1, thus pointing to the underlying ion and water homeostasis machinery. Experiments are under way to understand activity-dependent changes in the 3D nano-organisation of perisynaptically expressed signalling proteins using dSTORM imaging.

Руководитель семинара: Алексей Васильевич Семьянов; E-mail: semyanov@ibch.ru

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Нейрожурналы: Neuroglia

Когда мы задумывали рубрику «Точка на карте», мы планировали, что в этой рубрике будут публиковаться рассказы или интервью о нейронаучных лабораториях или о каких-то традиционных конференциях. Однако на карте мировой нейронауки есть еще один слой точек, не менее насыщенный и запутанный – это мир научных журналов по нейронаукам и неврологии. Поэтому мы решили начать рассказывать обо всех рецензируемых журналах по нейронауках – ведь именно из них мы берем те самые нейроновости, о которых пишем. А тут как раз мы узнали о создании нового журнала, тематика которого очень интересна. Итак, знакомьтесь: Neuroglia.


Если честно, появление такого журнала было естественным и ожидаемым. Многие десятилетия нейронауки были почти что целиком науками о нейронах. Учебник «От нейрона к мозгу», журнал Neuron – все такое. Однако уже достаточно давно стало понятно, что «вспомогательные» клетки нервной системы – астроциты, микроглия (об этих клетках мы уже создали большую статью), олигодендроциты – играют не менее важную роль в нормальной работе и патологиях головного мозга.

Журнал Neuroglia был создан в 2018 году и вошел в число 201 журнала издательской группы MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute), штаб-квартира которого базируется в швейцарском Базеле.

Главными редакторами издания стали два учёных с мировым именем, профессор Манчестерского университета Алексей Верхратский, специализирующийся на роли нейроглии в физиологии и патофизиологии человека, и профессор Университета Портсмута Артур Бутт, в числе научных интересов которого – калиевые каналы, нейротрансмиттерные функции глии, нейрорегенерация и механизмы олигодендрогенеза и миелинизации.

Кстати, в состав редакторского совета (Editorial Board) входят уже знакомые нашим читателям Сергей Каспаров из Университета Бристоля и Алексей Семьянов из московского Института биоорганической химии РАН. Впрочем, другие редакторы журнала – не менее замечательные ученые.

Согласно официальному описанию журнала, Neuroglia – журнал Open Acess, в котором будут публиковаться и обзоры, и «нормальные» исследовательские статьи, и короткие сообщения, и комментарии, и отчеты о конференциях. Впрочем – первые статьи в журнале уже опубликованы. Судя по их тематике, журнал и правда должен получиться интересным: тут и особый тип астроцитов человека, и нейропротекция (в контексте и нейронов, и астроцитов) при инсульте, и пересмотр некоторых понятий о глии в свете последних исследований.

Основные темы издания:

  • Эволюция нейроглии
  • Глиогенез, «определение судьбы» клеток и диффенциация
  • Нейроглия в развивающейся нервной системе
  • Анатомия и физиология всех типов глиальных клеток (астроциты, олигодендроциты, микроглия, Шванновские клетки, радиальная глия, NG-клетки, кишечная глия, сателлитная глия и т.п.)
  • Миелинизация
  • Метаболизм
  • Общая глиальная патология
  • Глиальные клетки человека в норме и патологии
  • Визуализация мозга
  • Геномика и протеомика
  • Нейроглия и нейровоспаление
  • Нейроглия и старение
  • Глиальные клетки в нейродегенеративных заболеваниях
  • Глиальная реактивность
  • Клеточные глиальные взаимодействия

Будем надеяться, что журнал будет развиваться и расти, способствуя росту наших знаний о том, что в мозге существуют не только нейроны.


Текст: Алексей Паевский

Издатель: MPDI

Сайт: http://www.mdpi.com/journal/neuroglia

Импакт фактор: нет

Редакторы: Алексей Верхратский и  Артур Бутт

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

День в истории: первооткрыватель олигодендроцитов и гомункулуса

На сегодняшнем дудле все любители нейронаук могли увидеть картинку с мозгом и портретом лысого человека. Сегодня исполнилось со дня рождения Уайлдера Грейвса Пенфилда, которого чаще всего помнят за открытие гомункулусов – моторного и соматосенсорного, «виртуальных человечков» в нашем мозге, иллюстрирующих распределение зон, ответственных за движение тела и сенсорное восприятие. Кто-то поет ему дифирамбы, кто-то, наоборот, считает, что концепция гомункулусов сильно затормозила развитие нейронаук. Однако на самом деле, масштаб этого человека гораздо, гораздо больше, чем просто картирование двух отделов нашего мозга. Но обо всем по порядку.

Credit: Google.com


Наш герой родился 26 января 1891 года в городке Спокан, штат Вашингтон, в 150 километрах от американо-канадской границы. Его отцом был Чарльз Сэмюэл Пенфилд, весьма успешный врач.

Отец Пенфилда. Credit: университет МакГилла


Впрочем, учился Пенфилд-младший в Принстоне, и, если бы обучающий госпиталь Принстон-Плейнсборо действительно существовал бы, вероятно, довелось бы Пенфилду поработать в той же больнице, что и доктор Хаус. А так во время обучения юный медик разрывался между гранитом науки и спортом – из него получился классный игрок в американский футбол. Более того, сразу же после окончания университета, Пенфилда немедленно наняли в университет – не преподавателем, а футбольным тренером.

Уайлдер Пенфилд, игрок университетской футбольной команды


Впрочем, через два года наука взяла своё и в 1915 году футболист получил стипендию для дальнейшего обучения в Оксфорде, где он попал не просто в Мертоновский колледж, а к самому сэру Чарльзу Шеррингтону, автору термина «синапс». Отучившись у Шеррингтона, он поработал «в низах», медбратом в одном военном госпитале под Парижем (напомним, тогда еще шла Первая мировая),  затем женился и  вернулся в США и начал учиться уже в Университете Джонса Хопкинса, где и получил приставку MD к своему имени и фамилии в 1918 году.

Учитель Пенфилда, Чарльз Шеррингтон


Весной 1924 года он отправляется на пять месяцев поработать к величайшему гистологу и мастеру окраски тканей (а еще – спортсмену, художнику, и прочая, и прочая), Сантьяго Рамон-и-Кахалю. А точнее, обучившись различным способам окраски нервных клеток, Пенфилд начал работать с учеником и соратником Кахаля, Пио дель Рио-Гортегой, человеком, который потом подробно сформулирует концепцию микроглии. Кстати, важно, что он сделает это в 1932 году  в главе Microglia, написанной для книги, ставшей в последствии знаковой – Cytology and Cellular Pathology of the Nervous System. Как вы думаете, кто станет редактором этой книги? Правильно, Уайлдер Пенфилд. А пока пять месяцев работы приведут к двум статьям: в 1924 году  в журнале Brain выйдет статья самого Пенфилда, в которой он впервые в истории подтвердит существование олигодендроцитов, «третьего элемента» Кахаля – незвездчатых ненейрональных клеток, образующих миелиновую оболочку нейронов (испанцы дружно считают первооткрывателем олигодендроцитов самого дель Рио-Гортегу за статью 1921 года).

Олигодендроциты в белом веществе мозга кошки


На двух десятках страниц – много иллюстраций, впервые показывающих этот тип клеток.  А в 1927 году выйдет cовместная статья Пенфилда и дель Рио-Гортеги, в которой они рассматривают, как нервная ткань реагирует на повреждения и образует шрамы.

Пио дель Рио Гортега


Впрочем, дальше Пенфилд всё же сделал выбор в сторону нейрохирургии. В том же 1924 году Пенфилд проходил стажировку у замечательного нейрохирурга Отфрида Фёрстера, только что вернувшегося из СССР, где до последних дней был личным врачом Владимира Ленина (подробнее о Фёрстере мы уже писали). Именно Фёрстер «заразил» Пенфилда исследованием эпилепсии (в 1930 году у них даже выйдет общая статья.

Оттфрид Фёрстер


Впрочем, для того, чтобы оперировать пациентов, нужно было еще получить соответствующее американское образование. И здесь Пенфилд тоже учился у лучшего – дверь в американскую нейрохирургию ему открыл Харви Кушинг, считающийся одним из отцов современной нейрохирургии.

Cвою самую знаменитую работу Пенфилд сделал как раз на материале операций по поводу эпилепсии. К этому времени (1928 год) он переехал в Канаду, где получил должность в Университете МакГилла и Госпитале Королевы Виктории, став первым канадским нейрохирургом. В 1934 году Пенфилд получил канадское гражданство.

Харви Кушинг


 Но вернемся к нашим гомункулусам. Первого декабря 1937 года в журнале Brain вышла статья его и Эдвина Болдри, в которой на материале 163 пациентов, которых Пенфилд оперировал по поводу эпилепсии (под местной анестезией, так что пациенты находились в сознании и могли общаться с врачом).  Пенфилд стимулировал электрическим током разные точки в мозге и следил за реакцией. Затем Болдри провел, как сейчас говорят, обработку данных и построил соотношение участков мозга и зон, которые отвечают за движение и чувствительность участков тела.

Иллюстрация из статьи Пенфилда и Болдри. Зоны чувствительности языка


В самом конце статьи и были нарисованы знаменитые гомункулусы, одни из самых удачных метафор в области нейронаук: человечки, части тела которых пропорциональны площадям коры, ответственность за чувствительность и движения этих частей. Большое лицо, кисти рук, язык, маленькие руки и ноги… Нужно подчеркнуть, что Пенфилд хорошо понимал условность этого подхода, и то, что зоны мозга не имеют четких границ, и то, что у разных людей может быть смещение зон… Сейчас эта концепция немного устарела, однако совсем в музей ее сдавать рановато. В конце концов, именно ей мы обязаны, например, возникновением интерфейсов «мозг-компьютер» с обратной связью, когда сигнал от датчика на протезе руки идет в электрод, вживленный в «гомункулуса» и человек чувствует механическими пальцами.

Гомункулусы из статьи Пенфилда и Болдри (вверху) и их скульптуры из Музея естственной истории в Лондоне (внизу)


Так что в декабре прошлого года отмечалось 80 лет со дня появления в науке гомункулусов (хотя если быть точным, они появились не 1 декабря, а чуть-чуть раньше — до статьи, 4 июня канадцы доложились на конференции в Атланте).

Нужно сказать, что Пенфилд в своей работе не ограничился только соматосенсорной и моторной корой. Его исследования внесли важный вклад в изучение роли теменной и височных долей головного мозга. Электрическая стимуляция этих зон на материале 520 пациентов смогла вызвать у 40 из них визуальные, зрительные, слуховые и обонятельные галлюцинации, а также синдром «выхода из тела», тоже впервые научно описанный Пенфилдом. Был учёный и пионером в нейронаучном исследовании феномена дежа вю. При этом всю жизнь он занимался и обычной нейрохирургией и неврологией, лечил пациентов: именно Пенфилда приглашали к получившему травму мозга нобелевскому лауреату Льву Ландау, и его рекомендации позволили постепенно возвращать нашего физика к интеллектуальной деятельности. Если бы он не умер в результате тромбоэмболии артерии после операции, то кто знает…

Лев Ландау


Мало кто знает, но Пенфилда в 1953 году дважды номинировали на Нобелевскую премию  по физиологии или медицине (может быть, номинировали и позже, но база данных нобелевского комитета открыта только до 1967 года). Увы, тогда не срослось: в том году премия досталась Хансу Адольфу Кребсу, за открытие соответствующего цикла. А жаль, ведь нобелевской премии «за экспериментальную неврологию» нет до сих пор. Пенфилд оставил свое имя и в научной фантастике: в знаменитом произведении Филиппа Дика «Мечтают ли андроиды об электроовцах» персонажи пользуются Органом Настроения Пенфилда – прибором, которым можно вызывать эмоции по желанию.

Почтовая марка Канады, выпущенная к 100-летию Пенфилда


Текст:  Алексей Паевский

Penfield, W. (1924). Oligodendroglia and its relation to classical neuroglia. Brain 47:430-452.

Del Rio-Hortega P, Penfield W (1927) Cerebral cicatrix: the reaction of neuroglia and microglia to brain wounds. Johns Hopkins Hops Bull 41:278–303

Foerster, O. & Penfield, W. (1930). The structural basis of traumatic epilepsy and results of radical operation. Brain 53: 8-119.

Penfield, W. & Boldrey, E. (1937). Somatic motor and sensory representation in the cerebral cortex of man as studied by electrical stimulation. Brain 60: 389-443.

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.