Вчера
Останки человеческого мозга демонстрируют неожиданную способность сохраняться тысячелетиями.
Британские учёные высказали гипотезу, которая объясняет почему нервная ткань сохраняется на протяжении долгого времени.
Иллюстрация 1: Фрагменты мозга человека, похороненного на кладбище викторианских рабочих домов (Бристоль, Великобритания) около 200 лет назад. Среди костей, которые были извлечены из сильно затопленной могилы, не сохранилось никаких других мягких тканей..
Иллюстрация 2: Морфологические и биохимические особенности пяти механизмов консервации мозга. Изображения демонстрируют
образцы омыленного, замороженного, дубленого, обезвоженного мозга, и образец, механизм сохранности которого «неизвестен».
Мягкие ткани вроде мышц или внутренних органов сохраняются в геологической летописи гораздо хуже, чем кости. Обычно процесс разложения останавливает антропогенная консервация — мумифицирование, бальзамирование, замораживание. В естественной среде это происходит крайне редко: такими «капсулами времени» можно назвать, например, болота, где обнаруживали тела мамонтов и людей, живших более четырех тысяч лет назад. А в Альпах находили замороженную мумию тирольского ледяного человека из бронзового века.
Считается, что человеческий мозг после смерти начинает разлагаться в числе первых внутренних органов. Поэтому находки сохранившихся образцов мозгов людей называют уникальными или очень редкими.
Но группа специалистов из Оксфордского университета (Великобритания) опровергает это мнение. Ученые собрали архив более чем из четырех тысяч останков человеческого мозга — многие возрастом как минимум 12 тысяч лет. Статья с описанием образцов опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Human brains preserve in diverse environments for at least 12 000 years
PMID: 38503334
Авторы искали в литературе свидетельства о сохранившихся нервных тканях человека, анализировали общие черты останков и среду отложений. Затем они привязывали находки к конкретным точкам на карте, изучали условия палеоклимата и различные типы сохранности.
Всего 4405 образцов человеческого головного мозга обнаружили во всех частях света (больше всего — в Европе), за исключением Антарктиды. Исследователи выделили пять типов консервации: обезвоживание, замораживание, омыление и дубление (в кислой среде). Пятый тип, как отметили авторы статьи, не кодифицирован в научной литературе — они назвали его «неизвестным».
Почти треть останков относится к этой разновидности консервации — такие мумифицированные останки находили на затонувших кораблях, в гробницах, деревянных и свинцовых гробах и даже в отрубленных головах. Интересно, что почти все образцы головного мозга, сохранившиеся «неизвестным» образом, — единственные мягкие ткани, которые остались от древних людей. Это соотносится с общей частотой встречаемости консервированных мягких тканей. Мышцы и кишечник, датируемые периодом от мезолита (примерно 9000 лет до нашей эры) до XX века, находили 43 раза, в то время как головной мозг — гораздо чаще, 3862 раза.
Наибольшую долю из всех проанализированных останков нервной ткани составляют обезвоженные — 1667 образцов. Однако механизм консервации остается неизвестным. Крепкая черепная коробка может защитить содержимое от полного разложения, но останки головного мозга находили и в раздробленных черепах охотников-собирателей.
Авторы статьи предположили, что соединения белков и липидов с такими металлами, как медь или железо, присутствующими в мозге, при определенных условиях могут создавать прочные молекулярные связи. Подобные комплексные соединения образуют минералы и стабилизируют нервную ткань на долгое время.
«Вопрос о том, являются ли эти обстоятельства экологическими или связаны с уникальной биохимией мозга, находится в центре внимания нашей нынешней и будущей работы. Мы находим удивительное количество и типы древних биомолекул, сохранившихся в этих археологических мозгах, и интересно изучить все, что они могут рассказать о жизни и смерти наших предков», — отметила автор исследования Александра Л. Мортон-Хейвор.
Источник: журнал Naked Science статья
Останки человеческого мозга показали неожиданную способность сохраняться тысячелетиями.
Ранее было опубликовано:
Мозг британца не сгнил за 2000 лет. Загадка "мозга из Хеслингтона" так и не разгадана.
Учёные лишь предположили, что в тканях мозга по какой-то причине скопились в достаточном количестве вещества, блокирующие ферменты-разрушители, известные как протеазы.
Кишечник помогает мозгу формировать воспоминания — черезблуждающий нерв Когда французский писатель Марсель Пруст вспоминал свое детство по вкусу печенья «мадлен», возможно, часть работы проделал его кишечник. Обычно мы связываем свои воспоминания почти исключительно с мозгом, который, как мы представляем, формирует и хранит их. Новое исследование, проведенное Скоттом Каноски, профессором биологических наук в Университете Южной Калифорнии, показало, что наш кишечник также может играть важную роль в запоминании событий, особенно связанных с едой. Исследование, опубликованное в Nature Communications, было посвящено блуждающему нерву — важнейшему коммуникационному каналу, соединяющему пищеварительную систему с головным мозгом. Статья "Блуждающий нерв улучшает память у крыс за счет септо-гиппокампальной передачи ацетилхолина, вызванной питательными веществами".Tierno Lauer, L., Hayes, A.M.R., Suarez, A.N. et al. The vagus nerve promotes memory in rats via nutrient-induced septo-hippocampal acetylcholine signaling. Nat Commun 17, 7154 (2026). doi 10. 1038/ s41467-026-73896-2 Учёным давно известно, что блуждающий нерв помогает регулировать пищеварение, чувство голода и насыщения. Теперь исследователи обнаружили доказательства того, что сигналы, поступающие из кишечника по блуждающему нерву, также могут способствовать формированию воспоминаний. Запоминающиеся перекусы Исследователи обнаружили, что, когда крысы ели сытную пищу, нейроны, связанные с гиппокампом — частью мозга, отвечающей за обучение и память, — выделяли больше ацетилхолина. Этот нейромедиатор поддерживает формирование памяти и помогает мозгу кодировать новый опыт. Реакция зависит от сигналов, поступающих из кишечника по блуждающему нерву. Когда исследователи прервали связь блуждающего нерва с мозгом, повышение уровня ацетилхолина исчезло. Эти крысы также хуже справлялись с тестами на память, в которых им нужно было вспомнить, где они недавно нашли еду. Ученые также обнаружили, что система памяти мозга, по всей видимости, реагирует в первую очередь на питательные вещества, содержащиеся в пище, а не только на ее приятный вкус. У крыс, которые ели сахар или жир, наблюдалась сильная активность мозга, связанная с памятью. У крыс, которым давали сладкие на вкус, но низкокалорийные или некалорийные жидкости, такой реакции не наблюдалось. Это говорит о том, что мозг реагирует на реальную питательную ценность пищи, а не только на ее вкус. «Мы считаем, что этот механизм, вероятно, развился для того, чтобы помочь животным запоминать важную информацию об источниках пищи», — говорит первый автор исследования Логан Лауэр из лаборатории Каноски. Запоминание того, где весной первыми прорастают определенные растения, может помочь голодным животным найти важные питательные вещества. Сигналы из кишечника сообщают мозгу: «Эта пища содержит ценные питательные вещества, так что запомни, где и как ты ее получил». Несмотря на то, что продукты с высоким содержанием жиров и сахара вызывали сильные реакции памяти, исследование также показало, что постоянное употребление этих продуктов со временем ухудшает формирование памяти. У крыс, которые в раннем возрасте питались подобным образом, в дальнейшем наблюдалась ослабленная связь между кишечником и гиппокампом. Даже после перехода на более здоровую диету у этих животных снижалась активность мозга, связанная с памятью, и ухудшались результаты в задачах на запоминание расположения пищи. Полученные результаты могут иметь важные последствия для здоровья человека. Ученые уже знают, что ожирение, неправильное питание и нарушения обмена веществ, такие как диабет, связаны с ухудшением когнитивных функций. Новое исследование указывает на одну из причин: постоянное употребление вредной пищи может нарушить связь между кишечником и мозгом. Эта работа также может пролить свет на нейродегенеративные заболевания. «Нарушение передачи сигналов ацетилхолина в гиппокампе — одно из самых ранних нейрохимических изменений при болезни Альцгеймера, — говорит Каноски. — Обнаружив, что эта система активируется сигналами от блуждающего нерва, поступающими из кишечника, мы можем использовать эту информацию для разработки новых терапевтических методов, таких как стимуляция блуждающего нерва.» Это открытие также открывает возможности для разработки новых методов лечения, направленных на укрепление связи между кишечником и мозгом. Терапия, стимулирующая блуждающий нерв или улучшающая здоровье кишечника, потенциально может помочь сохранить память и когнитивные функции. Хотя для того, чтобы определить, действуют ли те же механизмы у людей, необходимы дополнительные исследования, полученные данные подтверждают растущее количество доказательств того, что кишечник и мозг тесно связаны. Источник: Университет Южной Калифорнии Ранее было опубликовано: Бактерии переместились из кишечника в мозг мышей по блуждающему нерву Грызунов кормили пищей с высоким содержанием жировОпубликована научная статья: "Перенос бактерий из кишечника в мозг у мышей".
Показать полностью…
Нейробиолог Владимир Алипов: «Раньше думали, что дофамин – это вещество удовольствия и мотивации. Это вообще не так!»
Алипов рассказал журналисту «Бизнес-газеты» - о научной работе по переносу воспоминаний, о роли генов в работе нервной системы и что такое оптогенетика, и о том времени когда сюжет фильма «Вспомнить все» станет нашей реальностью.
«Есть врожденный компонент, скажем так, жесткие чертежи, которые обеспечивают не идеальное, но все же достаточное приспособление к окружающей среде. Если бы человек рождался и абсолютно ничего не знал об этом мире, то он бы и обучаться в нем не смог», — говорит в интервью известный нейробиолог и популяризатор науки Владимир Алипов.
Нейробиолог Владимир Алипов: «Раньше думали, что дофамин – это вещество удовольствия и мотивации. Это вообще не так!», изображение №1
Владимир Алипов - нейробиолог, имеющий высшее медицинское (врачебное) образование (является выпускником Сеченовки).
Все утверждения Владимира в его выступлениях - основаны на научном фундаменте (знаниях, полученных при изучении научных статей - описывающих исследования ведущих нейроучёных мира).
Мы знаем: Владимир Алипов, обучавшийся на врача-онколога, заинтересовался нейробиологией после того, как прослушал лекцию известного нейрофизиолога, академика РАН Константина Анохина.
Под руководством данного академика он принял участие в исследовании посттравматического стрессового расстройства (ПТСР).
После этого он получал знания в одном из университетов США.
«Если бы человек рождался и абсолютно ничего не знал об этом мире, то он бы и обучаться в нем не смог»
— Владимир Иванович, я так понимаю, что нейробиология изучает взаимодействие нашей нервной системы с мозгом. Туда стекается вся информация от наших органов чувств (различных нервных окончаний, органов зрения, осязания, обоняния, вкусовых рецепторов и так далее), а мозг уже нам говорит, что эта поверхность гладкая, это горячее, этот предмет желтый и расположен далеко, этот запах отвратительный и зловонный, а эта еда вкусная. Как мозг это делает? Как он все это систематизирует и выдает нам готовую информацию, которую мы безоговорочно принимаем, и почему мы ее безоговорочно принимаем?
— Раньше были модели того, как работает мозг, согласно которым информация поступает в мозг и потом начинается какой-то ее анализ. Например, из каких-то деталей изображения постепенно строится картинка. То есть сначала линии, из них — фигуры, из фигур — какие-то объекты, потом это все собирается в общую картину. Но здесь возникает проблема скорости того, как это происходит. Если в таком режиме действительно все это делать, то мы очень много времени тратили бы на то, чтобы что-то увидеть. Например, мы видим какие-то оранжевые полоски, потом — черные полоски, потом все это выстраиваем в какие-то формы, и, пока наш мозг все это обобщил и сказал нам, что это тигр, он бы нас к тому времени уже схватил и загрыз..
Сейчас исследования в области когнитивных наук с помощью нейровизуализации показывают, что у нас работают одновременно две системы. Есть и поступление информации в головной мозг снизу от органов чувств, и есть то, что сам мозг, например, зрительная кора, формирует модель окружающего мира заранее. Иными словами, сначала мы представляем, что мы могли бы увидеть и как мог бы выглядеть окружающий мир, и только потом мы эту модель лишь немножко подправляем за счет той информации, которая поступает к нам от органов чувств. Получается, что это намного быстрее. То есть генерируется огромное количество неких черновых заготовок и потом в зависимости от развития сюжета в нужные места вставляется визуализированная информация.
Как это работает? Например, идет важный баскетбольный матч, статью о котором репортеру нужно срочно дать в печать по его окончании. Репортер заранее готовит статью, и потом в зависимости от того, какая команда победила, слегка корректирует свою заготовленную «рыбу», вставляет результат и название победителя и проигравшего и бросает в печать, чтобы быть первым. Это очень похоже на то, как работает наш головной мозг. Можно сказать, что мы, по большому счету, живем в иллюзии, в модели этого мира, которая создается внутри нашей головы.
Это приводит к большому количеству всяких интересных казусов, когда мы видим то, чего нет, слышим то, чего нет. Скажем, мы сидим дома и ждем какого-то важного звонка, и любой шум вдруг интерпретируется как этот звонок. Мы буквально его слышим, хотя его на самом деле нет. Люди иногда слышат шаги у себя дома, в тенях видят силуэт маньяка с ножом и так далее. Это можно представить себе, как некий человек сидит в бункере глубоко под землей, ничего не слышит и не видит, не чувствует, что реально происходит за его стенами, и все, что человек получает в этом бункере, — это какие-то закодированные сообщения азбукой Морзе. Это буквально то, как выглядит окружающий мир для нашего мозга. То есть он получает от органов чувств просто порции последовательных сигналов, серии спайков, потенциалов действия, которые приходят к нему по зрительному нерву, по слуховому нерву и так далее. Затем этот человек, сидя в этой комнате и получая сигналы азбукой Морзе, пытается их декодировать и представить себе, как мог бы выглядеть мир снаружи, откуда приходят эти сигналы. Фантазии, модели, иллюзии, результаты деятельности мозга создают картину мира, в которой мы живем. И мы знаем, что эта картина интересна и сгенерирована как модель относительно реальности не только реальности вокруг нас, но и нашего внутреннего мира, нашей психики, нашего взаимодействия с другими людьми, социального мира, скажем так. И даже нашей памяти, нашего прошлого, поскольку наша память во многом тоже является результатом именно такого не совсем точного моделирования, с большим количеством огрехов, что зачастую приводит, например, к формированию ложных воспоминаний, когда человек уверен, что с ним что-то происходило, какое-то событие, или деталь того, что с ним происходило, на самом же деле все было совсем не так. Вот такие конфабуляции.
С точки зрения нашей жизни, адаптации к этому миру можно сказать так: в мире не существует цветов, в мире не существует запахов, в мире не существует звука. Это все субъективные вещи, которые создаются нашим мозгом. В итоге это помогает нам более-менее нормально жить и функционировать в этой реальности.
— Еще интересный вопрос. Осьминог, как только рождается, тут же умеет и знает, как маскироваться под окружающую среду, как менять окраску и форму своего тела, когда и сколько выбрасывать красящую жидкость в случае опасности и вообще, что представляет для него опасность, а что — нет, хотя ни мать, ни кто-либо другой его этому не учили. Значит, ему это дано изначально, так сказать, на подсознательном уровне. Наш мозг тоже обладает похожими знаниями и умениями изначально? Новорожденный ведь уже морщится от плохого запаха или от вкуса лимона. Почему мозг дает ему такие сигналы? Откуда эти знания?
— Это очень хороший вопрос. Ряд ученых считали, а кто-то и до сих пор в определенной степени придерживается таких взглядов, что любой рождающийся организм — это своего рода белый лист и все его поведение формируется в результате обучения. Еще каких-то 50 лет назад это было мейнстримом, тем, о чем все говорили. Это течение называется бихевиоризмом. Один из его основателей Джон Уотсон так и говорил: «Дайте мне 11 младенцев, у которых нет никаких врожденных особенностей поведения, дайте мне возможность делать с ними все что угодно, и я смогу из одного сделать президента, из второго — врача, из третьего — преступника». То есть получается, что ни у человека и ни у кого-либо из животных нет никаких врожденных качеств.
Потом, естественно, стали накапливаться данные сначала по насекомым. Абсолютно удивительные вещи они могут делать. Например, оса-наездник может найти гусеницу, точно знает, куда ей нужно сесть, где находится узел, чтобы парализовать эту гусеницу, очень сложная сама по себе задача, как потом туда ввести свои личинки, что потом с этой гусеницей делать, чтобы она не умерла и личинки могли там нормально развиваться. И это очень сложное поведение у нее абсолютно врожденное. То есть оно полностью определяется генетически. То же самое касается термитов. Когда они строят огромный термитник несколько метров в высоту, форма термитника и то, как его надо строить, тоже определяются генетически. Никто термитов этому всему не учит. Они не проходят строительные курсы, где им рассказывают, каким должен быть термитник, какой высоты, формы, из каких материалов и как именно его строить, кто будет руководить и кому подчиняться в ходе строительства. Это все инстинктивное поведение.
Но мы знаем, что во многом все, что находится в работе нашей нервной системы, — это результат взаимодействия и генов, и среды. Когда человек рождается, его органы чувств несовершенны. Какие-то из них, например слух, сразу начинают нормально функционировать еще внутриутробно, где-то с 27-й недели внутриутробного развития, а какие-то, тот же вестибулярный аппарат и зрение требуют калибровки. Они уже работают неплохо, но им есть куда стремиться и совершенствоваться. Они уже достаточны, например, для того, чтобы ребенок мог какие-то цветовые пятна различать, но нужно добавить резкости и контраста. Это как с микроскопом или с камерой, когда мы постепенно на что-то наводимся, чтобы добавить резкости. Глаз ребенка начинает этим заниматься, тренируется в течение первых недель своей жизни.
То же самое касается вестибулярного аппарата. Именно поэтому детям нравится, когда их укачивают. То же самое происходит не только у наших детей. Это происходит и у приведенных вами осьминогов, приматов и всех других животных. Просто эти периоды критической настройки систем происходят у них быстрее, чем у человека. Многие из них больше смещены в эмбриональный период. Но все равно это всегда присутствует. Мы знаем, что почти у всех животных, даже у самых простых, есть понятие адаптации. Таким образом, идея о том, что есть инстинктивное, врожденное поведение имеет свои плюсы, потому что организм сразу рождается уже готовым к жизни, чтобы делать очень сложные вещи в очень опасном мире. Например, насекомым не нужно долгое детство, когда родители должны за тобой ухаживать, и прочие вещи.
С другой стороны, адаптация полезна, поскольку организм в меняющихся условиях может приспособиться к ним быстрее. Та же оса, если гусеница как-то изменится, сама вряд ли быстро научится тому, куда ей теперь надо вонзать жало и откладывать личинки. В итоге она не сможет отложить личинки, съесть эту гусеницу и так далее. У нее возникнут проблемы, и она просто умрет. С другой стороны, если бы она могла подумать и сказать: «Ага, мой опыт прежнего взаимодействия показывает, что я должна бить своим жалом чуть-чуть ниже», — запомнила бы это и потом дальше этим пользовалась, то получила бы реальное преимущество. Получилось бы, что условия изменились и она к ним адаптировалась. Эта адаптация или обучение присутствует даже у самых простых одноклеточных организмов. В очень примитивной форме и очень слабое, но даже у них это есть.
И дальше с появлением нервной системы, усложнением нервной системы, способность к обучению только улучшается. Сейчас мы знаем, что головоногие моллюски, особенно осьминоги, птицы врановые (или вороновые), приматы среди млекопитающих, даже насекомые (особенно пчелы и муравьи), демонстрируют способности к тому, чтобы запоминать и обучаться очень сложным вещам.
Нейробиологи обнаружили, что мозг во время сновидений испытывает дефицит энергии
Исследователи давно пытаются понять, почему во время быстрого сна мозг, отключенный от внешнего мира, потребляет почти столько же энергии, как при бодрствовании. Японские нейробиологи выяснили, что во время REM-сна приток крови к мозгу резко возрастает. Однако уровень главного клеточного топлива падает, что указывает на огромный расход энергии на обработку памяти и сами сновидения.
Долгое время считалось, что между работой нейронов и доставкой им энергии с кровью существует прямая связь. Чем больше активности, тем больше крови. Однако эта модель не объясняла сложное взаимодействие внутри организма в разных состояниях сознания, таких как сон.
Авторы прошлых научных работ уже фиксировали загадочное явление. Например, в 2022 году ученые показали, что во время REM-сна (фазы быстрого сна), когда человек видит сновидения, в мозге мышей случаются мощные приливы крови. В 2020-м нейробиологи обнаружили, что уровень АТФ в нейронах при этом не растет, а падает.
Японские ученые из Университета Тохоку проследили всю метаболическую цепочку в динамике, чтобы найти причину этого противоречия. Они наблюдали за мозгом мышей через химически осветленный череп.
Takahashi, Y., Ikoma, Y. & Matsui, K. Energy paradox in REM sleep: balancing supply and consumption in brain metabolism. Commun Biol 9, 979 (2026). doi 10. 1038/ s42003-026-10646-6
С помощью генетически встроенных флуоресцентных сенсоров нейробиологи в реальном времени одновременно отслеживали три ключевых параметра: изменение объема крови в микрососудах мозга, динамику уровня пирувата (главного энергетического сырья) и уровень самого АТФ. Эти данные сопоставляли с записями электрической активности мозга и мышц, что давало картину происходящего на всех стадиях — от медленного сна до бодрствования.
Результаты показали, что в медленном сне мозг работает эффективно и экономно. Колебания ритма мозга с высокой точностью предсказывали расширение сосудов и приток крови на четыре-пять секунд вперед, а волны кровотока упорядоченно двигались от передних отделов к затылочным. Однако при переходе в фазу быстрого сна эти показатели стремительно менялись. Примерно за 50 секунд до ее начала в задних отделах коры запускалась медленная, но мощная волна расширения сосудов, которая за 15 секунд охватывала весь мозг.
Вслед за этим резко повышался уровень пирувата, сигнализируя о массированном поступлении сырья для производства энергии. Именно в этот уровень АТФ в нейронах не только не рос, а стремительно падал. Потребность энергии была избыточной, а ее доступность для главных клеток мозга — минимальной.
Исследователи объяснили этот феномен тем, что во время REM-сна потребление энергии нейронами возрастает. Мозг в этой фазе, тесно связанной со сновидениями и обработкой памяти, не отдыхает, а, напротив, выполняет тяжелейшую вычислительную работу. Энергия сгорает быстрее, чем поступает, расходуясь на реорганизацию синапсов и консолидацию воспоминаний — сложный и энергозатратный процесс.
Исходя из этого, интенсивный приток крови может маскировать острый энергетический голод мозга, что может сказываться на здоровье сна, даже в случае некоторых нейродегенеративных заболеваний с нарушением энергетического обмена.
