ТОП-10: Факты о мозге, которые мы узнали в 2018 году

Мозг формирует не только нас самих, но и окружающий нас мир. Он диктует нам, что видеть, что слышать и что говорить. Он расширяется, чтобы усвоить новый язык или навык, который мы получаем. Он рассказывает нам истории, когда мы спим. Он посылает сигналы тревоги, и это подстегивает тело бежать или бороться, когда мозг чувствует опасность. Мозг приспосабливается к окружающей среде, поэтому нас не раздражает постоянный запах в старом доме или постоянный гул кондиционера. Наш мозг ориентируется по солнцу, чтобы сказать нашему телу, который час. Мозг хранит воспоминания, как болезненные, так и приятные.

Но как бы ни был важен для нас мозг, он по-прежнему остается для нас таким же загадочным, как планета из далекой галактики. Даже в 2018 году нейробиологи все еще обнаруживают важные факты об этом органе, весом примерно 1,4 кг. Иногда исследователи получают представление о человеческом мозге или видят, что происходит с человеком, когда большая часть мозга отсутствует. В других случаях ученые должны изучать мышей, чтобы узнать больше о мозге млекопитающих, а затем сделать некоторые выводы о том, как эти результаты можно соотнести с нашим собственным мозгом. Вот несколько увлекательных фактов о мозге, которые мы узнали в 2018 году.

10. Новый вид нейронов

Не каждый день ученые обнаруживают совершенно новый тип клеток в человеческом мозге, особенно такой, которого нет у любимых нейробиологами подопытных животных – мышей. «Нейрон шиповника», который получил свое название за «кустистую» внешность, ускользал от ученых вплоть до этого года, отчасти потому, что он настолько редок.

Эти неуловимые клетки мозга составляют всего около 10 процентов первого слоя неокортекса, одной из новейших частей мозга с точки зрения эволюции (это означает, что у далеких предков современных людей ее не было). Неокортекс играет роль в функциях зрения и слуха. Исследователи еще не знают назначение нейрона шиповника, но они обнаружили, что он соединяется с другими нейронами, называемыми пирамидальными клетками, разновидностью возбуждающих нейронов, и тормозит их.

9. У.Д, неврологический пациент

Мальчику, известному в медицинской литературе как «У.Д», четыре года назад удалили треть правого полушария мозга, чтобы уменьшить силу и частоту изнурительных припадков. Удалению подлежали правая часть затылочной доли (мозговой центр обработки зрения) и большая часть правой височной доли, мозговой центр обработки звука. Теперь, в возрасте 11 лет, У.Д. не может видеть то, что находится слева, но даже без этой важной части мозга в зрительном восприятии он не отстает от детей своего возраста.

Так произошло потому, что в обработке большинства зрительной информации участвуют обе части мозга. Но, согласно исследованию, посвященному У.Д., правая часть доминирует в обнаружении лиц, в то время как левая доминирует в обработке слов.

Это исследование демонстрирует пластичность мозга — в отсутствие правой части, обрабатывающей зрительные образы, эту функцию взяла на себя левая часть. Действительно, исследователи обнаружили, что левая часть мозга У.Д. определяла лица так же хорошо, как и правая.

8. В мозге могут содержаться бактерии

Наш мозг может кишеть бактериями. Но не волнуйтесь: не похоже, что они причиняют вред.

Ранее ученые считали, что мозг-это среда, свободная от бактерий, и что присутствие микробов является признаком болезни. Но предварительные результаты исследования, представленного в этом году на большом ежегодном научном собрании Общества Нейробиологии (Society for Neuroscience), показали, что в нашем мозге действительно могут содержаться безвредные бактерии.

В процессе проведенного исследования исследователи посмертно изучили 34 мозга, чтобы увидеть, чем отличается мозг человека, страдавшего шизофренией, от мозга человека, не болевшего ей. Однако исследователи обнаружили палочковидные объекты, которые оказались бактериями.

Казалось, что в некоторых отделах мозга этих микроорганизмов было больше, чем в других. К числу этих областей относились гиппокамп, префронтальная кора и черная субстанция. Микробы также были обнаружены в клетках мозга — астроцитах, которые находились вблизи гематоэнцефалического барьера, «пограничной стены», которая охраняет мозг.

Результаты еще не опубликованы, а для их подтверждения необходимы дополнительные исследования.

7. Мозг намагничен

Наш мозг намагничен. Или, по крайней мере, мозг содержит частицы, которые могут намагничиваться. Но ученые не знают, почему эти частицы находятся в мозге или где они возникли. Некоторые исследователи считают, что эти намагничиваемые частицы служат определенной биологической цели, в то время как другие говорят, что частицы попали в мозг из-за загрязнения окружающей среды.

В этом году ученые определили, где в головном мозге находятся эти частицы. Результаты исследования, по словам ученых, свидетельствуют о том, что частицы существуют не просто так. Они пришли к этому выводу потому, что частицы были обнаружены в мозге семи человек, умерших в начале 1990х годов в возрасте от 54 до 87 лет, и намагниченные частицы всегда были сосредоточены в одних и тех же областях. Исследователи также обнаружили, что эти маленькие магниты содержались в большей части мозга.

В мозге многих животных также обнаруживаются такие частицы, и есть даже предположение, что они используются для навигации. Более того, разновидность бактерий, называемых бактериями магнитотаксис, используют эти частицы, чтобы ориентируются в пространстве.

6. Вирус, ответственный за сознание человека?

Давным-давно людей поразил древний вирус, и этот захватчик оставил свой генетический код в нашей ДНК. В этом году исследователи обнаружили, что фрагменты этой древней вирусной ДНК играют жизненно важную роль в коммуникации между клетками мозга, которая необходима для мышления более высокого порядка.

Для человека не редкость носить с собой фрагменты вирусного генетического кода: около 40-80 процентов генома человека состоит из генов, оставленных вирусами.

В исследовании этого года ученые обнаружили, что вирусный ген под названием Arc упаковывает информацию и отправляет ее от одной нервной клетки к другой. Этот ген также помогает клеткам реорганизовываться с течением времени. Более того, нарушение работы данного гена случается у людей, страдающих аутизмом и другими заболеваниями нервной системы.

Теперь исследователи надеются понять, каков точный механизм появления гена Arc в нашем геноме, и что именно он «говорит» клеткам нашего мозга.

5. Есть ли молодые клетки в старом мозге, или нет?

Наш организм постоянно избавляется от старых клеток и производит новые. Но в течение десятилетий ученые считали, что такого обмена клетками не происходит в стареющем мозге. Однако проведенные в последние годы исследования на мышах и более ранние, проведенные на людях, ставят вопросы относительно этого утверждения.

В этом году в одной статье были представлены первые убедительные доказательства того, что старый мозг рождает новые клетки. Исследователи посмертно изучили мозг 28 человек (который не был поражен болезнями) в возрасте от 14 до 79 лет на момент смерти. Ученые разрезали гиппокамп каждого мозга, эта область мозга отвечает за обучение и память, затем подсчитали количество молодых клеток, не достигших полной зрелости. Исследователи обнаружили, что в мозге старых людей было столько же новых клеток, сколько и в мозге более молодых, но в отличие от последних мозг пожилых людей содержал меньше новых кровеносных сосудов и связей между клетками мозга.

Однако, в ходе другого исследования, опубликованного за месяц до этого, обнаружилось обратное – мозг пожилых людей не продуцировал новых клеток в гиппокампе. Противоречащие друг другу результаты исследований могут быть связаны с тем, как мозг сохранялся и какой мозг исследовался. (В первом исследовании использовался мозг людей с различными заболеваниями, в то время как в более позднем исследовании изучался совершенно здоровый мозг. Также могли использоваться разные методы хранения, что отразилось на клетках мозга).

4. Ваш мозг в стрессе

Плохие новости: под действием стресса мозг может уменьшаться. Это следует из результатов исследования, опубликованного в октябре этого года.

В нем ученые изучили больше чем 2 000 здоровых людей среднего возраста и обнаружили, что те, у кого был повышен уровень гормона стресса кортизола, отличались чуть меньшим объемом мозга, чем люди с нормальным уровнем гормона. Люди с более высоким уровнем кортизола хуже показали себя при выполнении тестов на память. Следует отметить, что оба вывода представляют собой сопоставление между стрессом и мозгом, а не обусловлены причинно-следственной связью.

Стресс является нормальным состоянием организма: в моменты стресса уровень кортизола повышается вместе с уровнем другого гормона-адреналина. Эти гормоны работают совместно для того чтобы заставить наше тело действовать активно. Но как только стрессовая ситуация закончилась, уровень кортизола должен снизиться. Однако так происходит не всегда. В современной жизни у многих людей уровень кортизола остается повышенным продолжительное время. Исследователи говорят, что снизить уровень стресса можно, например, за счет улучшения сна, выполнения физических упражнений, использования методов релаксации и приема снижающих уровень кортизола препаратов.

3. Дает ли ваш мозг возможность слышать собственные шаги?

Вы можете поблагодарить свой мозг за то, что вы не слышите каждый сделанный вами шаг. Исследование, проведенное в этом году на мышах, показало, что мозг мыши не воспринимает звук ее собственных шагов. Это позволило животным лучше слышать другие звуки в их окружении, такие как звуки, производимые хищником.

Исследователи обнаружили, что мозг мыши создал «фильтр шума», при котором мозг «привыкает» к определенному звуку. Он сделал это, соединив клетки в моторной коре, области мозга, которая связана с движением, со слуховой корой, областью, связанной с восприятием звука. Проще говоря, клетки головного мозга в двигательной коре головного мозга подают сигналы, чтобы блокировать клетки головного мозга в слуховой коре от собственных сигналов двигательной коры — по существу, отключая слуховую кору.

И хотя исследование проводилось на мышах, ученые считают, что результаты применимы и к людям. Потому, что у нас тоже есть подобные системы. Например, мозг фигуристов знает, каких движений ожидать, а тормозные нейроны отменяют рефлексы, которые мешали бы этим спортсменам вращаться и выполнять свои сумасшедшие элементы.

2. Галюциногенные препараты могут изменять структуру клеток мозга

Согласно новому исследованию, галюциногенные препараты могут изменять физическую структуру клеток мозга. Это исследование было проведено на клетках головного мозга в лабораторных чашах и на животных, но, если результаты применимы и к людям, это может означать, что препараты могут помочь людям, которые имеют определенные расстройства настроения.

Так происходит потому, что у людей с депрессией, беспокойством или другими расстройствами настроения нейроны в префронтальной коре, части мозга, отвечающей за эмоции, имеют тенденцию к усыханию. И их ветви-которые нейроны используют, чтобы «общаться» с другими нейронами, имеют тенденцию втягиваться. Но когда ученые добавили галюционгенные препараты, включая ЛСД и МДМА, в чашки Петри, в которых находились нейроны крыс, они обнаружили, что количество соединений и ветвей в нервных клетках увеличилось.

1.Второй мозг в кишечнике?

В толстом кишечнике живут миллионы клеток головного мозга, и поскольку эти клетки функционируют без каких-либо инструкций со стороны мозга или позвоночника, ученые иногда называют их массу «вторым мозгом». Но у этой массы также есть и научное название: кишечная нервная система. И новое исследование, проведенное на мышах, показывает, что система довольно умна: она может запускать синхронизированные нейроны, чтобы стимулировать мышцы и координировать их деятельность, чтобы исторгать фекалии из тела.

Основной мозг (который находится в голове) тоже может это делать — запускать синхронизацию нейронов — на ранних стадиях развития мозга. Это означает, что действия нейронов в кишечнике могут быть «первичным свойством», появившимся на первых этапах эволюции второго мозга. Некоторые ученые даже предполагают, что второй мозг развился раньше первого, и что эта структура осталась от самого раннего функционирующего в организме мозга.