Техно

Ученые нашли способ менять «половую ориентацию» в голове

Новейшие открытия в области мозга помогут не только лечить серьезные заболевания, но и исправлять характер человека, а также превращать женский мозг в мужской

Фото: rubyfearless.com

Шизофрению покажет МРТ

Группа ученых из Имперского колледжа Лондона, Университета Кардиффа, Института психиатрии и других британских научных центров опубликовала в журнале Human Brain Mapping статью, в которой описывает новый метод выявления риска развития шизофрении у здорового человека. Базой для разработки стало масштабное исследование, в котором приняли участие 123 склонных к психическим расстройствам пациента и 125 совершенно здоровых людей. Мозг добровольцев изучали с помощью магнитно-резонансной томографии. Выяснилось, что у пациентов с риском развития умственных патологий нарушена работа систем, обеспечивающих связь различных частей головного мозга.

По словам профессора Университета Кардиффа Дерека Джонса, несмотря на то что такие нарушения коммуникации между разными зонами мозга малозаметны, их все же можно обнаружить даже у здорового, но предрасположенного к шизофрении человека. Для проведения таких анализов используется особый тип магнитно-резонансной томографии, а расшифровывать ее поможет математический алгоритм, основанный на теории графов. Графы, представляющие собой совокупность точек (вершин), соединенных линиями (ребрами), могут четко показать уже имеющиеся разрывы или намечающиеся "слабые зоны" между нейронами соседних отделов мозга. Такой подход поможет врачам предпринять необходимые меры для предупреждения развития шизо­френии, которая ежегодно поражает до 26 млн человек по всему миру и в 60% случаев приводит к инвалидности.

"GPS-клетки" помогают выйти из себя

Сколько бы ни проводилось исследований, до сих пор неизвестно, как мозг формирует восприятие человеком своего тела в пространстве. Чтобы это выяснить, ученые из шведского Каролинского института смогли создать у группы добровольцев иллюзию выхода из тела. Подробно этот эксперимент описан в свежем номере журнала Current Biology.

Испытуемых помещали в МРТ, подключив к голове дисплей, на котором показывали и их самих, и постороннего человека (другого испытуемого), который находился в противоположном конце комнаты. На глазах у главного участника ученые касались синхронно его собственного тела и тела постороннего. "Спустя несколько секунд мозг добровольца начинал воспринимать тело незнакомца как свое собственное", - рассказывает ведущий автор исследования Арвид Гутерштам.

В определенный момент исследователи использовали иллюзию телепортации - перемещали испытуемых из одной части комнаты в другую и отслеживали, какие изменения происходят в их мозге. Как выяснилось, процесс самоидентификации человеком положения тела в пространстве происходит в височной и теменной долях мозга. Одна из зон, вовлеченных в процесс, - гиппокамп (область кратковременной памяти). Именно в этой структуре были обнаружены "GPS-клетки" - нейроны места, сигнализирующие о местонахождении. За их открытие в прошлом году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. Теперь же шведские ученые доказали, что нейроны места участвуют не только в навигации, но также играют важную роль в создании ощущения тела в пространстве. Полученные данные будут использовать для лечения разнообразных психических расстройств, включая шизофрению.

Австралийцы вырастят бионический мозг

Специалисты исследовательского центра MicroNano Королевского института технологий Мельбурна (RMIT) приблизились к созданию искусственного мозга. Они сконструировали ячейку электронной памяти (минимальный элемент компьютерной памяти) по аналогии с человеческим мозгом. Ведущий автор исследования Хусейн Нили, описывая свою разработку в журнале Advanced Functional Materials, говорит, что инновация станет основой для создания бионического мозга. Такая модель поможет понять глубинные причины возникновения болезни Паркинсона, Альцгеймера, посттравматического синдрома и других умственных расстройств. Кроме того, ученые надеются, что их изобретение приблизит создание искусственного интеллекта.

Проблема в том, что современные компьютеры сначала переводят информацию в цифровой вид и только потом ее обрабатывают. В мозге же человека информация обрабатывается немедленно. Похоже, именно Австралия станет первой страной, в которой будет создан бионический мозг. Такие разработки ведут не только ученые из RMIT, но и их коллеги из Института молекулярных биотехнологий Австрийской академии наук. Недавно они вырастили из стволовых клеток структуру, состоящую из нейронов и других клеток мозга, пригодную для тестирования лекарств. Это вдохновило ученых на дальнейшие эксперименты. Сейчас они ожидают на свои разработки государственный грант в $250 млн для создания научного центра по исследованию мозга.

Инсульт лишает чувства юмора

После инсульта у многих пациентов нарушается речь и слух. Новое исследование специалистов Университета Джона Хопкинса показало, что такие больные неспособны также распознавать эмоциональный окрас информации, в том числе сарказм. "Это может привести к существенным трудностям в общении", - пишет ведущий автор исследования, профессор нейробиологии Эржи Хиллс в статье, опубликованной в журнале Neurocase.

В исследовании участвовали 24 добровольца, перенесшие инсульт. Они должны были прослушать 40 предложений и определить, какие из них сказаны серьезно, а какие с сарказмом. Данные поступали на МРТ-сканер, который отображал состояние восьми трактов в головном мозге, связанных со способностью опознавать различные аспекты речи и передавать полученную информацию в другие его области. В эксперименте, в частности, участвовали больные, у которых в результате инсульта был поврежден правый сагиттальный слой мозга - тракт, соединяющий лобную и височную области с таламусом, по которому данные из слуховых зон поступают в кору головного мозга. Участникам с такими повреждениями удавалось опознать только 22% саркастических фраз.

Как запустить мужские гены в женском организме

До недавнего времени ученые считали, что мозг приобретает половые характеристики в определенный момент внутриутробного развития.

После того как это "окно" закрылось, процесс уже необратим. Новое исследование ученых из школы медицины Университета штата Мэриленд, детально описанное в Nature Neuroscience, показало, что это не так. Возглавившая исследование профессор Маргарет Маккарти рассказывает, что инъекция эстрадиола, производного мужского тестостерона, в преоптическую зону (отвечает за мужское сексуальное поведение) запускает механизм активации определенных мужских генов, которые содержатся в женском организме в спящем состоянии. "Разбуженные" гены и запускают маскулинизацию мозга. Эксперименты проводились на крысятах женского пола старше семи дней, в результате которых специальная область головного мозга изменила свою структуру с женской на мужскую. Это сказалось и на поведении подопытных животных: у самок появилось типичное для самцов крыс агрессивное сексуальное поведение. Это открытие прольет свет на механизмы формирования мужского и женского мозга, "половые" различия в его строении, а соответственно, поможет найти новые методики лечения связанных с этим патологий.

Опубликовано в еженедельнике "Деловая столица" от 18 мая 2015 г. (№20/730)