В мозге астронавтов происходят структурные изменения во время космического полета
12 апреля - День космонавтики. Поэтому и пост будет соответствующий :)


Согласно исследованию Мичиганского университета, проведённому ещё в 2016 году, МРТ-сканирование до и после космических полётов показывает, что в мозгe астронавтов происходят структурные изменения. Это азы космической нейробиологии.
Напомним, что "астронавтами" принято называть американских космонавтов. Также, как китайских космонавтов принято называть "тайконавтами", а индийских - "виоманавтами".



Исследование, которое считается первым, изучающим структурные изменения, происходящие в мозге астронавтов во время космического полета, показало, что степень изменений зависит от продолжительности пребывания в космосе.

Когнитивный нейробиолог, профессор Рейчел Сейдлер и её коллеги
проанализировали результаты магнитно-резонансной томографии 12 астронавтов, которые провели две недели в качестве членов экипажа космического корабля, и 14 астронавтов, которые провели шесть месяцев на Международной космической станции.


Учёные выяснили, что в результате пребывания в космосе объем серого вещества уменьшается. Значительное уменьшение объёма серого вещества наблюдалось в лобных и височных долях.
По словам Рэйчел Сейдлер, это "может быть связано с перераспределением спинномозговой жидкости". "Сила тяжести отсутствует, не влияя на течение жидкостей в организме, что приводит к так называемому одутловатому лицу в космосе", - говорит она.
По её словам, это чревато компрессией мозга.


В тоже время, исследователи обнаружили увеличение объёма серого вещества в областях, которые контролируют движения ног и обрабатывают сенсорную информацию, поступающую от нижних конечностей, что может отражать изменения, связанные с тем, что мозг учится двигаться в условиях микрогравитации.


Изменения наблюдались у астронавтов из обеих групп - и у тех, кто 6 месяцев был на МКС, и у тех кто всего несколько недель находился на космическом корабле.
Но у членов экипажа МКС эти изменения были более значительными. То есть: изменения были тем значительнее, чем больше времени астронавты проводили в космосе.

«В космосе это экстремальный пример нейропластичности мозга, потому что вы находитесь в условиях микрогравитации 24 часа в сутки», — говорит Сейдлер.


Хотя учёные пока не определили точную природу изменений в головном мозге у космонавтов, эксперты считают что полученные результаты будут использованы при исследованиях в медицине при
некоторых патологических состояниях — например, при изучении мозга у людей, находящихся на длительном постельном режиме, а также у пациентов с так называемой гидроцефалией нормального давления — состоянием, при котором спинномозговая жидкость скапливается в желудочках головного мозга и вызывает повышение давления.

Рэйчел Сейдлер сказала, что изменения в мозге астронавтов могут отражать возникновение новых связей между нейронами.

Сообщается, что эти результаты во многом совпадают с выводами, сделанными в ходе долгосрочного исследования постельного режима, которое было проведено под руководством Рэйчел Сейдлер. В нём добровольцы проводили до трёх месяцев в постельном режиме.


Из абстракта научной статьи коллектива Рэйчел Сейдлер:


"Для анализа изменений объема серого вещества до и после полета использовалось непараметрическое тестирование методом перестановок. Мы обнаружили значительное уменьшение объёма серого вещества, в том числе в обширных областях, включая височные и лобные доли, а также в области глазниц. В некоторых областях этот эффект был сильнее выражену членов экипажа Международной космической станции по сравнению с экипажем космического корабля. В медиальной первичной соматосенсорной и моторной коре головного мозга, то есть в областях мозга, отвечающих за нижние конечности, наблюдалось двустороннее очаговое увеличение объёма серого вещества. Эти интригующие результаты были получены на основе ретроспективных данных; в будущих проспективных исследованиях следует изучить лежащие в их основе механизмы и поведенческие последствия."

Пока нет комментариев

Грибковая инфекция «взламывает» иммунную систему, вызывая дегенерацию клеток головного мозга


Феномен негативного влияния грибов-паразитов на нервную систему своих хозяев известен биологической науке давно.
Так, широко известен грибок кордицепс, которые выделяет специальные вещества и влияет на нервную систему муравья. Из-за этого насекомые перестают работать и начинают сидеть на листьях: чем выше заползёт муравей, тем лучше для грибка, поскольку это помогает распространить как можно больше спор.


На этот раз внимание британских учёных привлек один из самых распространенных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana, который проникает в организм многих видов насекомых через пищеварительную систему или кутикулу.
В научной работе исследователей из Университета Бирмингема показано, что грибок ухудшает способность плодовой мушки к передвижению и вызывает нейродегенерацию, что в конечном итоге
приводит к гибели хозяина и способствует размножению грибка.
Внимание британских биологов грибок привлёк именно своей способностью вызывать нейродегенерацию. А если говорить более точно, то способностью запускать своеобразную иммунную реакцию в организме плодовых мушек (Drosophila melanogaster), что делает его удобной моделью для изучения патологического процесса протекающего по схеме «паразит — иммунная система — нейродегенерация».


Биологи из Бирмингема в своей научной статье высказывают предположение, что у человека нейродегенерация при грибковых инфекциях может протекать аналогично тому, как она протекает у плодовой мушки дрозофиллы.


В научной статье учёных, опубликованной в научном журнале PLOS Biology, говорится, что грибок под названием Beauveria bassiana смог заставить иммунную систему мушки запустить процесс, который убивает нейроны и глиальные клетки в мозге.

В экспериментах, проведенных группой ученых из Бирмингемского университета, плодовые мушки подвергались воздействию B. bassiana в специальных камерах. Через три дня после инфицирования грибок преодолел гематоэнцефалический барьер и проник в центральную нервную систему.

Проводившие исследование ученые обнаружили, что грибок способен обманывать агенты иммунной системы мушки, называемые рецепторами Toll, сообщается в научно-популярной публикации на сайте Университета Бирмингема.


Исследователи выяснили: рецептор Toll-1 вызывал высвобождение специальных пептидных молекул, которые способны уничтожать патогенный агент. Однако одновременно грибок Beauveria bassiana вызывал другую реакцию: он провоцировал рецептор Toll-1 ( обеспечивающий функционирование врожденного иммунитета) на активацию белка SARM, который подавляет иммунную защиту и вызывает дегенерацию нейронов и глиальных клеток мозга насекомого. Говоря по другому, грибок эволюционировал таким образом что стал способен «взломать» иммунную систему дрозофиллы и заставить ее уничтожать клетки собственного мозга.

Профессор нейрогенетики Алисия Идальго, старший автор исследования, сообщила пресс-службе университета:

«Мы показали как эволюционировал грибок, чтобы обманывать иммунную систему и поражать мозг. Грибок обнаруживается рецептором, который выполняет обычный процесс, чтобы запустить реакцию врожденного иммунитета, но это также может запустить путь уклонения от иммунитета, который вызывает гибель клеток в мозге хозяина».

«Ключевым антагонистом в иммунном процессе является SARM, так называемый мастер разрушения, который вызывает гибель клеток в мозге. Способность B. bassiana обманывать иммунную систему плодовой мушки и активировать мастера разрушения SARM
и убивать клетки, позволяет спорам преодолевать гематоэнцефалический барьер и начинать питаться клетками мозга», - пояснила Алисия Идальго.

Биолог Дипаншу Сингх, PhD, который участвовал в исследовании в рамках работы над своей докторской диссертацией в Университете Бирмингема (в настоящее время является научным сотрудником в Университете Манчестера), сказал:

«С эволюционной точки зрения, эти результаты свидетельствуют о продолжающейся гонке вооружений между хозяевами и патогенами, в которой хозяева усиливают свои иммунные механизмы, в то время как патогены развивают новые стратегии уклонения от иммунитета».


Известно что данный грибок B. bassiana не может влиять на человека. Однако, по мнению Дипаншу Сингха, «другие грибковые инфекции могут влиять на мозг человека аналогичным образом».


В своей научной статье Алисия Идальго, Дипаншу Синх и их соавторы напоминают о том, что грибы способны вызывать у людей нейровоспаление. Они выдвигают гипотезу, что аналогичная активация белка SARM при грибковых инфекциях может лежать в основе психических расстройств и нейродегенеративных заболеваний у людей.
По мнению учёных, дальнейшие исследования в этом направлении
могут помочь лучше понять механизмы негативного влияния грибковых патогенов на нервную систему человека.


Следует отметить что на днях Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщила о критических недостатках диагностики и лечения грибковых инфекций. На сайте указанной международной организации подчеркивается критическая недостаточность имеющихся диагностических систем и противогрибковых препаратов, что указывает на необходимость новых разработок в этих направлениях.
Грибковые инфекции, как показано в публикации ВОЗ, представляют собой нарастающую угрозу здравоохранению, которая особенно сильно затрагивает тяжело больных пациентов и людей с ослабленным иммунитетом.


Источники:
1. Научная статья британских биологов:
Toll-1-dependent immune evasion induced by fungal infection leads to cell loss in the Drosophila brain
doi 10.1371/ journal. pbio. 3003020
2. Публикация на сайте Университета Бирмингема:
Fungus ‘hacks’ natural immune system causing neurodegeneration in fruit flies.
3. Публикация (на русском языке) на сайте ВОЗ:
Вышли в свет первые доклады ВОЗ по вопросам диагностики и лечения грибковых инфекций


Иллюстрация. Показан пучок аксонов, соединяющих нейроны в разных полушариях головного мозга плодовой мушки.

Пока нет комментариев

В научном журнале JAMA Pediatrics опубликована научная статья педиатров-исследователей из Университета Цинциннати, Университета Пенсильвании и других американских научно-образовательных и исследовательских учреждений. Согласно проведённому ими исследованию, если женщины принимают опиоидные препараты во время беременности, то это может существенно повлиять на развивающийся мозг их детей. Это касается и таких опиоидов, как бупренорфин и метадон,которые в США используются для лечения расстройств, связанных с употреблением наркотиков. Употребление опиоидов у значительной части матерей, новорожденные дети которых участвовали в данном исследовании сочеталось с употреблением таких веществ как алкоголь и марихуана. В это исследовании вошли 173 новорожденных, среди которых: как те, матери которые принимали только опиоиды, так и новорожденные, рожденные от матерей, которые употребляли опиоиды в сочетании с другими веществами. Их сравнивали с контрольной группой из 96 младенцев, которые у утробе матерей не подвергались воздействию опиоидов и других психоактивных веществ. Среди опиоидов, которые принимают наркоманы в США относятся как официально запрещенные в этой стране наркотики, такие как героин и фентанил, так и вышеназванные лекарственные препараты - бупренорфин и метадон. Опиоиды представляют угрозу и для матерей и для их детей. По данным американского Управления по борьбе со злоупотреблением психоактивными веществами и охране психического здоровья (SAMHSA), почти 1 из 12 новорожденных в Соединенных Штатах в 2020 году, или около 300 000 младенцев, подвергались воздействию алкоголя, опиоидов, марихуаны или кокаина еще до своего рождения. По данным магнитно-резонансной томографии (МРТ), общий объем мозга у 173 новорожденных, подвергшихся антенатальному воздействию опиоидов, был почти на 5% меньше, чем у 96 новорожденных из контрольной группы, не подвергавшихся воздействию опиоидов. Новорожденные, подвергавшиеся воздействию опиоидов в сочетании с другими веществами имели меньший объем мозга по сравнению с теми, кто подвергался воздействию только опиоидов. Но и у тех кто подвергался воздействию только опиоидов наблюдалось уменьшение объёма мозга. Существовали заметные различия в локализации и масштабе последствий внутриутробного влияния вышеназванных веществ, которые варьировали в зависимости от типа используемых опиоидов и от того, принимались ли другие психоактивные вещества во время беременности. В абстракте своей научной статьи врачи-исследователи пишут:"В этом когортном исследовании, в которое вошли 173 доношенных новорожденных подвергшихся антенатальному воздействию опиоидов и 96 новорожденных, не подвергшихся воздействию опиоидов, те младенцы, которые подверглись воздействию опиоидов, имели меньшие общие объемы мозга в целом и меньшие объемы коркового и глубокого серого вещества, белого вещества, мозжечка, ствола мозга и миндалевидного тела по сравнению с контрольной группой на магнитно-резонансной томографии... Новорожденные, подвергшиеся воздействиюнескольких веществ, имели меньшие объемы в большем количестве областей мозга, чем новорожденные, подвергшиеся воздействию только опиоидов". Под младенцами, которые подверглись воздействию н-ких веществ - имеются в виду те, чьи матери употребляли опиоиды в сочетании с другими (неопиоидными) веществами. “Мы уже давно знали, что дети, подвергшиеся воздействию опиоидов во время беременности, подвержены риску появления в дальнейшем проблем с развитием и поведением,”, - говорит соавтор исследования Стефани Мерхар, доктор медицины, неонатолог из детского центра Цинциннати. Другие исследования с небольшими выборками и без контрольной группы показали изменения мозга новорожденных, вызванные опиоидами. Но данное многоцентровое исследование с контрольной группой является первым, которое было достаточно масштабным, чтобы убедительно показать эффекты опиоидов.Авторы исследования представили убедительные доказательства прямого негативного воздействия опиоидов на развивающийся мозг. Источники: 1. Научная статья педиатров-исследователей:Antenatal Opioid Exposure and Global and Regional Brain Volumes in Newborns doi: 10.1001/ jamapediatrics.2025.02772. Публикация на сайте Детской больницы Цинциннати:Newborn Brains Are Smaller When Exposed to Opioids During Gestation.

Пока нет комментариев

Японские учёные заявили, что добились успеха при лечении болезни Паркинсона с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток Коллектив нейробиологов и врачей из Киотского университета (Япония) во главе с профессором Джуном Такахаси сообщил, что клиническое испытание показало безопасность и эффективность лечения болезни Паркинсона спомощью пересадки нейронов, полученных из донорских индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток). iPS-клетки при соответствующем воздействии способны становиться клетками любого типа, что теоретически позволяет выращивать ткани для разных органов. В своей научной статье, опубликованной в Nature, японские учёные пишут: "Болезнь Паркинсона характеризуется потерей дофаминовых нейронов в чёрной субстанции, что приводит к двигательным расстройствам, характеризующемуся брадикинезией, ригидностью и тремором в состоянии покоя. Медикаментозное лечение эффективно облегчает симптомы болезни Паркинсона на ранних стадиях, но при длительном применении приводит к такому осложнению со стороны двигательной системы как лекарственно-индуцированная дискинезия. По этой причине клеточная терапия для восстановления утраченных дофаминергических нейронов изучается в качестве альтернативного метода лечения". Команда Джуна Такахаси использовала дофаминергические нервные клетки, полученные из iPS-клеток (индуцированных плюрипотентных стволовых клеток). Исследователи ставили своей целью улучшить состояние пациентов, пересадив им в головной мозг нервные клетки, вырабатывающие дофамин. Семь пациентов мужского и женского пола в возрасте от 50 до 69 лет получили от 5 до 10 миллионов дофаминергических клеток. Клетки были пересажены каждому пациенту в область головного мозга, называемую скорлупой, через специальную иглу с помощью нейрохирургической навигационной системы iPlan от фирмы BrainLab, с использованием роботизированной системы Leksell G.Обычно это высокотехнологичное нейрохирургическое оборудованиеиспользуется для биопсии и удаления глубинных опухолей головного мозга. Применение данного оборудования позволило проводить специальную инъекционную иглу (TOP) через ткани мозга таким образом, чтобы попасть в скорлупу избегая травматизации кровеносных сосудов и областей, важных для жизнедеятельности. В течение двух лет коллектив врачей и нейробиологов наблюдал за состоянием шести пациентов и обнаружил, что пересаженные клетки у всех вырабатывали дофамин. Авторы научной работы утверждают, что у 4 пациентов улучшились двигательные функции. Команда исследователей утверждает, что серьезных побочных эффектов не было. Профессор Джун Такахаси называет «революцией» то, что трансплантация нервных клеток, полученных из iPS-клеток -способна облегчить симптомы у пациентов с Болезнью Паркинсона. Он говорит, что надеется предложить эту терапию как можно скорее большему количеству пациентов, получив одобрение государственных регулирующих органов. Научный журнал Nature в редакционной статье назвал это известие"хорошей новостью для огромного количества людей", и напомнил, что в 2021 году около 11,8 миллиона человек во всём мире страдали болезнью Паркинсона.Однако данное издание в своей редакционное статье говорит о необходимости продолжить исследования для изучения эффективности и безопасности нового метода, прежде чем широко внедрять его в клиническую практику. Также Nature в своей редакционной статье напомнило о заслугахНобелевского лауреата Синье Яманака, без открытия которого данный метод лечения (пересадка в мозг нейронов полученных из iPS-клеток) был бы невозможен. В 2012 году открытие японским биологом Синье Яманакой способа «перепрограммирования» зрелых клеток мышей и человека в примитивное состояние, из которого они могут развиться в клетки любого типа, дало возможность для нового метода лечения. Цитата: "Его демонстрация того, как создавать эти клетки, известные как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, также породила надежду на то, что вскоре появятся персонализированные методы лечения для восстановления повреждённых тканей, таких как ткани глаза, мозга и позвоночника". Источники: 1. Научная статья японских учёных: Sawamoto, N., Doi, D., Nakanishi, E. et al. Phase I/II trial of iPS-cell-derived dopaminergic cells for Parkinson’s disease. Nature (2025). doi 10.1038/ s41586-025-08700-02. Новостная публикация NHK (японского СМИ) на английском языке:Kyoto University: Trial shows efficacy of iPS cell treatment for Parkinson's3. Редакционная статья издания Nature: Don’t rush promising stem-cell therapies doi 10. 1038/ d41586-025-01176-y

Пока нет комментариев