Партнер дайджеста — Университет «Сириус»

Университет «Сириус» — это качественно новый подход к образованию и научно-исследовательской деятельности. В нем нет привычных факультетов и кафедр, ядро университета составляют Научные центры по приоритетным для России направлениям, которые возглавляют ученые с мировым именем.

Анатомия

Необычные ушные хрящи

Млекопитающие — единственные позвоночные, которые могут похвастаться сложными наружными ушами, и их уникальная структура теперь раскрывает свои удивительные секреты. Исследователи обнаружили необычный тип хряща, богатого липидами, который придает ушам и другим частям тела млекопитающих повышенную гибкость и устойчивость. Этот хрящ, напоминающий пузырьковую пленку, отличается от обычного хряща своей структурой, в которой липидные клетки выступают в роли «строительных блоков». Это открытие не только добавляет новый тип хряща в учебники анатомии, но и объясняет, как млекопитающие смогли развить выдающийся слух благодаря инновационной конструкции своих ушей.

Но на этом сюрпризы не заканчиваются. Другое исследование показало, что генетические механизмы, которые формируют ушные хрящи млекопитающих, могут иметь древние корни, связанные с жаберными дугами рыб. Ученые обнаружили, что гены, управляющие развитием ушного хряща, удивительно похожи на те, которые активируют формирование жабр у рыб и даже у более далеких предков, таких как мечехвосты. Эти данные предполагают, что наши уши — эволюционное наследие древних структур, впервые возникших сотни миллионов лет назад. Эти открытия не только проливают свет на развитие млекопитающих, но и открывают новые горизонты для медицины, включая создание биоинженерных хрящей для восстановления поврежденных тканей лица и шеи. — Scientists unlock secrets of ear’s origin and construction, «Биомолекула»: «Поймать звук: от молекул до импланта, слышащего свет».

Биохимия

Новый взгляд на гигиену мозга

Во время сна мозг активирует «систему самоочистки», когда циркулирующая жидкость вымывает накопившиеся за день химические отходы. Новое исследование на мышах показало, что этот процесс, известный как глимфатическая система, запускается регулярными сокращениями кровеносных сосудов, стимулируемыми нейромедиатором норэпинефрином — химическим «кузеном» адреналина. Ученые обнаружили, что эти сокращения происходят каждые 50 секунд во время глубокого (не-REM) сна, создавая эффект насоса, который продвигает спинномозговую жидкость через мозг. Этот механизм может объяснить, почему глимфатическая система активнее работает именно в период сна, помогая поддерживать здоровье мозга и предотвращать развитие нейродегенеративных заболеваний.

Интересно, что популярное снотворное средство золпидем (Амбиен) может нарушать этот процесс. Исследование показало, что оно ослабляет колебания норэпинефрина, снижая движение спинномозговой жидкости, что потенциально влияет на «очистку» мозга. Это открытие подчеркивает необходимость дальнейших исследований золпидема у людей, чтобы понять его влияние на механизмы сна и очистки мозга. Ученые считают, что новые знания о том, как мозг очищается во время сна, могут помочь в разработке более безопасных и эффективных снотворных препаратов, поддерживающих эту важную функцию. — Scientists uncover how the brain washes itself during sleep, «Биомолекула»: «Промывка мозгов: как работает глимфатическая система».

Нейробиология

Тайны афантазии

Закройте глаза и представьте яблоко — что вы видите? Большинство людей увидят яркий образ фрукта, но примерно у одного из ста с афантазией ничего не появится в их «мысленном взгляде». Новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, показало, что даже у людей с этой неспособностью формировать ментальные образы визуальные области мозга активируются, когда они пытаются это сделать. Это открытие опровергает теорию, что афантазия вызвана полным дефицитом визуальной обработки. Хотя визуальная активность у афантазиков сохраняется, она не переходит в осознанное восприятие, что дает ученым ключи к разгадке нейронных основ этого малоизученного состояния.

В исследовании использовали функциональную МРТ, чтобы изучить активность мозга у 14 афантазиков и 18 людей с нормальной визуализацией. Участникам показывали изображения зеленых вертикальных и красных горизонтальных линий, а затем просили представить их. Анализируя мозговую активность, ученые смогли предсказать, какое изображение представляли участники, даже в случае с афантазией. Однако они обнаружили, что у людей с афантазией активация зрительной коры при визуализации не совпадает с активностью, возникающей при реальном просмотре изображения. Это указывает на уникальные паттерны работы мозга у афантазиков и предполагает, что у них могут быть особенные нейронные «схемы», которые пока остаются загадкой. — People who can’t picture images in their ‘mind’s eye’ still represent them in their brains.

Как синапсы развиваются без помощи микроглии

Ученые долгое время считали, что микроглия, особый тип клеток в мозге, играет ключевую роль в формировании и созревании синапсов — соединений между нейронами. Однако новое исследование показало, что эти процессы могут проходить без участия микроглии. Используя генетически модифицированных мышей, полностью лишенных микроглии, исследователи обнаружили, что их мозг развивался практически так же, как у обычных мышей: синапсы формировались, а их функции и плотность оставались неизменными.

Эти результаты заставляют задуматься о гибкости и автономности мозговых механизмов. Выяснилось, что функции, которые ранее приписывали микроглии, могут компенсироваться другими клетками, такими как астроциты. Кроме того, в отсутствие микроглии у мышей не наблюдалось изменений в нейронной активности или повышенной предрасположенности к эпилептическим припадкам, что еще больше подтверждает способность мозга адаптироваться. — Typical development of synaptic and neuronal properties can proceed without microglia in the cortex and thalamus, «Биомолекула»: «Микроглия: роль „иммунных“ клеток центральной нервной системы в здоровом мозге и при ней­ро­де­ге­не­ра­тив­ных заболеваниях».

Как мозг выбирает между риском и безопасностью

Представьте, что вы стоите перед выбором: пойти безопасным, но скучным путем или рискнуть ради большого приза. Такие решения, как выяснили ученые, определяются уникальными сигналами в мозге. Исследователи обнаружили, что индивидуальные предпочтения риска — будь то любовь к стабильности или стремление к азарту — «закодированы» в латеральной хабенуле (LHb), небольшом участке мозга, отвечающем за принятие решений, связанных с ценностью.

Эксперименты на мышах показали, что определенные нейроны LHb активируются задолго до выбора, отражая индивидуальную склонность к риску. Более того, ученые использовали передовые методы нейровизуализации и генетические инструменты, чтобы проследить, как сигналы поступают в LHb. Оказалось, что медиальный гипоталамус (MH) играет ключевую роль в передаче этих сигналов, влияя на поведение до момента выбора. В отличие от этого, латеральный гипоталамус (LH) не оказывает такого влияния.

Это открытие проливает свет на сложные механизмы принятия решений в условиях неопределенности. Оно может объяснить, почему некоторые люди тяготеют к риску, а другие предпочитают безопасность, и может послужить основой для разработки методов коррекции нарушений в принятии решений, таких как патологический азарт или страх перед неопределенностью. — A distinct hypothalamus–habenula circuit governs risk preference.

Kровоток и нарушения инсайта при шизофрении

Нарушение инсайта, или осознания своей болезни, — одно из ключевых препятствий в лечении шизофрении. Этот феномен встречается у 98% пациентов и связан с отказом от терапии, частыми рецидивами и госпитализациями. Недавнее исследование с использованием метода артериального спинового мечения (ASL) показало, что уровень регионального кровотока в определенных областях мозга может объяснить механизмы нарушения инсайта.

Исследование выявило, что пациенты с ослабленным осознанием болезни имеют повышенный кровоток в фронтопариетальной сети мозга, особенно в правой верхней лобной и угловой извилинах. Эти области отвечают за когнитивные функции, такие как внимание, саморефлексия и контроль. Удивительно, что связь между кровотоком и инсайтом сохранялась даже после учета тяжести симптомов шизофрении, что подчеркивает значимость этих областей в понимании патологии Impaired insight in schizophrenia is associated with higher frontoparietal cerebral blood flow: an arterial spin labeling study, «Биомолекула»: «Шизофрения и гены: поиск иголки в стоге сена».

Здравоохранение

Искоренение сонной болезни без вакцины

Сонная болезнь, или африканский трипаносомоз, долгое время оставалась страшным недугом, ежегодно убивающим тысячи людей в странах Африки. Болезнь вызывают простейшие паразиты, переносимые мухами цеце, а без лечения она почти всегда приводит к смерти. Но благодаря совместным усилиям ученых, врачей и международных организаций человечество подошло к грани полного искоренения этой болезни.

За последние 20 лет число случаев сонной болезни сократилось на 97,5%. Этому способствовали новые методы лечения и эффективный контроль над популяцией переносчиков. Например, разработка безопасных лекарств заменила токсичный препарат меларсопрол, известный своим страшным побочным эффектом — «огнем в венах». В 2018 году появился фексинидазол, первый полностью пероральный препарат, который значительно упростил лечение. А уже в 2026 году ожидается начало применения нового революционного лекарства — акозиборола. Оно будет выпускаться в виде однократной дозы, способной излечить болезнь на любой стадии.

Параллельно с медицинскими достижениями ученые разработали эффективный метод контроля мух цеце. Выяснилось, что эти насекомые привлекаются к синим объектам. На основе этого открытия были созданы «маленькие ловушки» — синие полотна, покрытые инсектицидом, которые оказались эффективным инструментом в борьбе с переносчиками. Например, в Чаде использование этих ловушек сократило число случаев болезни на 70% всего за два года.

Несмотря на впечатляющие успехи, расслабляться еще рано. В условиях гражданских конфликтов и сложной доступности отдаленных регионов болезнь может вновь вспыхнуть, если усилия по ее устранению ослабнут. Поэтому ученые и врачи продолжают работу, чтобы не только снизить количество случаев, но и удержать достигнутый прогресс. Сонная болезнь может стать первым смертельным заболеванием, искорененным без вакцины, — и это станет огромным шагом вперед для глобального здравоохранения. — Why the last cases of sleeping sickness will be the hardest to eliminate, «Биомолекула»: «Компьютеры против сонной болезни».