Нейробиология и когнитивистика
23 апреля 2025
"Лес нейронов" - так назвала это изображение его автор, нейробиолог Шанель Тейлор из Квинслендского института мозга при Университете Квинсленда в Австралии (Chanel Taylor, PHD in Neuroscience). Нейроны коры головного мозга здесь окрашены и увеличены в 20 раз.
Шанель Тейлор известна не только как нейробиолог, но и как художник которая создаёт инсталляции, в которых объединяет науку и искусство - причём помимо темы нейронов и головного мозга в этих произведениях фигурируют и другие темы связанные с биологией.
Источники:
1. публикация Stunning neuroscience images на сайте Queensland Brain Institute
2. публикация Southern scholars honoured at Southern Institute of Technology awards на сайте Stuff
США заблокировали учёным из России и Китая доступ к части баз данных Национальных институтов здравоохранения - это репозитории, необходимые для научных работ нейробиологов и врачей-исследователей.
Забегая вперёд: эти базы данных не надо путать с Пабмедом (доступ к Пабмеду остаётся свободным).
Администрация США закрыла доступ к части баз данных своих Национальных институтов здравоохранения - для ученых из шести стран, среди которых оказались Россия, Китай и Венесуэлла.
Об этом сообщает американское издание Science.
Как сообщает данное издание, американские государственные органы опасаются что доступ к «массовым геномным данным человека» из указанных баз данных может помочь военным противникам США в разработке нового биологического оружия.
Американское ведомство ограничило доступ к части своих баз данных для пользователей из 6 стран: Китая, России, Венесуэллы, Ирана, Северной Кореи, Кубы. Запрет вступил в силу 4 апреля.
Для учёных из этих стран заблокирована возможность работать с базами данных (репозиториями), включенными в так называемые Хранилища данных ограниченного пользования (Сontrolled-access data repositories - CADR).
С помощью VPN этот запрет обойти невозможно. Чтобы получить данные из репозитория -нужно подать заявку на получение разрешения. Администраторы, обозначающие себя "Комитет по доступу к данным" - рассматривают запрос научной организации, принимают решение разрешить или отклонить.
На указанных американских базах данных (включенных в перечень CADR) содержится информация по широкому спектру тем из разных областей: о болезни Альцгеймера, психических расстройствах, злоупотреблении психоактивными веществами, развитии мозга подростков, опухолях головного мозга и др.
Портал Fierce Biotech отмечает, что базы данных Национальных институтов здравоохранения (NIH) широко использовались китайскими учёными. Так, сообщается что учёные из Китая с
1999 по 2020 год опубликовали 1566 научных статей на тему рака - используя базы данных NIH. При этом известно, что эти американские базы данных для своих исследований широко использовали и китайские нейробиологи и врачи-неврологи.
Опрошенные изданием Science учёные негативно оценивают данное запретительное решение американского правящего режима.
«В то время, когда изучение генетических вариаций является основой для выявления причин и поиска путей лечения заболеваний, это кажется бессмысленным проявлением злобы», — так оценивает данный запрет нейробиолог и специалист по информационным технологиям Педро Антонио Вальдес Соса, который работает в Китайском университете электронных наук и технологий. Этот учёный использовал для своего исследования американскую базу данных о развитии детского мозга. По его словам, базы данных доступ к которым для учёных из 6 стран заблокирован - включают те, которые «крайне важны для понимания расстройств деятельности мозга».
«Это может стать настоящим ударом для немногих оставшихся в Венесуэле хороших учёных, — говорит Глэдис Маэстре, нейробиолог венесуэльского происхождения из Техасского университета в Рио-Гранде-Вэлли, которая сотрудничала в исследованиях болезни Альцгеймера с учёными из своей родной страны.
По её словам, данные базы дают «реальные данные от реальных людей», что нужно для проверки гипотез.
"Данные исследования когнитивного развития мозга подростков, включающие функциональную магнитно-резонансную томографию и другие данные более чем 11 000 детей из США, являются одними из ресурсов, которые теперь недоступны исследователям из шести стран", - отмечает издание Science.
Китайские исследователи сообщили корреспондентам издания Science , что ещё во время правления администрации Байдена им уже периодически отказывали в доступе к базе данных «Когнитивное развитие мозга подростков» (ABCD) . Исследование, начатое в 2018 году, охватывает около 11 880 детей, которые были зарегистрированы в возрасте 9 или 10 лет и продолжают участвовать в нём во взрослом возрасте. Данная база данных представляет собой исследование, в котором проводится мониторинг - как на развитие мозга влияют режим сна, курение и такие факторы, как использование социальных сетей, занятия спортом и видеоигры.
Радует, что в 2023 году Китай приступил к аналогичному лонгитюдному исследованию, в котороe планируется включить
более 26 000 детей.
Теперь китайские учёные полностью лишены доступа к базе данных
«Когнитивное развитие мозга подростков» (ABCD,) — сказал корреспондентам учёный-нейробиолог из КНР, пожелавший остаться анонимным. «Высокое качество данных ABCD является эталоном для учёных по всему миру, — говорит он. «Теперь мы лишены важного сравнения для нашей собственной работы».
Кубинские учёные-биологи и врачи-исследователи, которые использовали теперь недоступные базы данных, также сожалеют об этом запрете. «Эта новая блокировка доступа определённо замедлит наше понимание многих заболеваний и потенциально повлияет на пациентов», — говорит Таня Кромбет Рамос, учёный из Кубы.
В заявлении BGI Group, центра геномики в китайском Шэньчжэне, отмечается, что китайские ученые внесли свой вклад в данные , которые в настоящее время стали недоступны - в базу данных генотипов и фенотипов Национального центра биотехнологической информации США. Эта база данных, которая включает исследования геномных ассоциаций и данные секвенирования, содержит данные необходимые для научных исследований не только для генетиков, но и для нейробиологов, онкологов и других специалистов. Эта база данных
“представляет собой общее человеческое наследие, которое ... приносит пользу всему человечеству”, - заявили в китайском центре геномики.
«Я хочу думать, что действия Национальных институтов здравоохранения (NIH) — это следствие геополитической ситуации», — делится своими мыслями нейробиолог Глэдис Маэстре.
Она говорит, что понимает необходимость защиты данных, но опасается, что тотальные ограничения могут привести к тому, что другие страны в отместку закроют американским учёным доступ к зарубежным базам данных.
Что здесь можно сказать?
Будем надеяться, что в будущем политические пристрастия государственных деятелей разных стран не будут негативно сказываться на науке. Или будут сказываться минимально.
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."
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.
