Новости нейробиологии: бессонный мозг ест сам себя, волшебная шляпа Илона Маска, переключатель-кутила, и кое-что ещё

Сон – это важно. Сон – это хорошо. Рано или поздно все мы приходим к этому заключению (я скучаю по тем дням детства, когда дневной сон был обязанностью, а не удовольствием, за которое сегодня приходится краснеть). Во время сна новые воспоминания консолидируются, а токсичные побочные продукты дневной мозговой активности выводятся. Но вот что было неожиданно, так это открытие исследователей из Политехнического университета Марча, обнаруживших, что недостаток сна включает тот же самый процесс – однако, в этом случае он проходит в экстремальном варианте. Выходит, что хроническая потеря сна переводит мозг из режима нормальной уборки по выходным в режим маниакального опустошения – при этом он устраняет и здоровые, необходимые нейронные связи.

Учёные обнаружили, что у мышей с недостатком сна определённые клетки мозга проявляют необычно большую активность. Эти клетки – астроциты и микроглия. Первые обрезают ненужные связи между нейронами, вторые – охотятся за повреждёнными клетками и клеточным мусором. По большей части астроциты проявляют активность в районе более взрослых и часто используемых соединений, которым, вероятно, в любом случае требуется больше обслуживания – ничего драматичного. Однако увеличение активности макрофагов микроглии у хронических недосыпальщиков вызывает большое опасений. Чрезмерная активация микроглии связана с болезнью Альцгеймера и другими нехорошими заболеваниями. Было показано, что недостаток сна делает людей уязвимыми к выработке деменции, поэтому, вероятно, все эти факты связаны между собой. Что я могу сказать? Эти ваши авралы на всю ночь того не стоят.

Теперь давайте я вброшу немножечко сенсаций: учёные заставили мышей объедаться жирной едой, направляя лучи лазеров им в мозг! А теперь серьёзно: учёные обнаружили, что область мозга под названием «zona incerta» (неопределённая зона) при оптогенетической стимуляции мгновенно заставляет мышей объедаться мышиным эквивалентом чипсов и конфет. При прекращении стимуляции животные возвращаются к разумной, нормальной диете. Регулярные стимуляции в течение недели приводят к тому, что животные начинают объедаться постоянно (они съедают 35% дневной нормы за десять минут) и набирают лишний вес. Поскольку ранее неопределённую зону вообще не связывали с пищевым поведением, это открытие поможет нам лучше понимать и лечить расстройства приёма пищи (возможно, даже найти переключатель для обжорства). Это также может помочь объяснить, почему люди с болезнью Паркинсона после глубокой стимуляции участков мозга, ответственных за моторику, и расположенных близко к неопределённой зоне, иногда начинают злоупотреблять едой.

И как только вы решили, что у Илона Маска и так дел уже по горло, он объявляет о старте новой революционной программы. Это Neuralink – проект по созданию интерфейса мозг-компьютер (brain-computer interface, BCI), помогающего людям с ограниченными возможностями, соединяющего мозг с ИИ и в итоге способного создать всеобщую телепатию (привет от Айзека Азимова!)

Всё должно работать через нейронный шнурок, ультратонкую сеть, разворачивающуюся в мозге после введения, покрывающую всю кору набором электродов, которые записывают, декодируют и передают беспроводным способом сигналы мозга. Команда Neuralink собирается одновременно записывать работу миллиона нейронов (в настоящем времени лучшие подобные системы состоят из 100 электродов, записывающих работу 100 нейронов, при том, что мозг в целом содержит порядка 80 млрд нейронов). Когда всё это заработает, у нас в головах будет Google Autocomplete, станет возможным восстанавливать зрение, проводить облачные ИИ-вычисления в голове так, чтобы они ощущались, как часть сознания – и много чего ещё.

Звучит, как научная фантастика, и, в общем, пока это так и есть – с текущими BCI часто требуется хирургическое вмешательство, они обеспечивают очень малую скорость передачи информации и способны декодировать лишь очень простые сигналы, вроде «Я хочу двинуть рукой вправо» или «Я смотрю на определённую букву» (что, конечно, уже неплохо – пациенты способны контролировать протезы силой мысли, парализованные люди – контактировать с внешним миром). Нейрошнурок должен преодолеть все эти препятствия, быть ультра-тонким, ультра-маленьким, биосовместимым, способным разворачиваться и покрывать кору, и обладать большей пропускной способностью. Кроме того, пока что нам неизвестно, как именно мозг делает вычисления, мы не знаем, как записывать нейроны, и т.д., и т.п. – работы для достижения следующего большого прорыва ещё много.

Помните, как в 15 лет вы закатили истерику, потому что ваша мама решила, что татуировка на лице – не лучшая идея? Хотите знать, почему у вас больше не бывает подобных истерик (надеюсь) во взрослом возрасте? Исследователи из Пенсильванского университета обнаружили одну из возможных причин такой перемены. Судя по всему, возрастные изменения в организации мозговой сети служат основой улучшений в работе исполнительных функций. Когда мозг взрослеет, то его модульные сети (визуальная сеть, сеть внимания и т.п.) сильнее разграничиваются друг от друга, но при этом всё равно неплохо взаимодействуют друг с другом. По сути, у вас вырабатываются специализированные отделы мозга, эффективно общающиеся друг с другом, и не генерирующие шум, в котором сложно разобраться. Это благоприятно сказывается на процессе принятия решений, контроле импульсов и всяком другом. Также, судя по всему, то, насколько хорошо развиваются ваши исполнительные функции (то есть, какова вероятность того, что вы впадёте в истерику или сделаете правильный выбор), зависит, по крайней мере, частично, от того, насколько выражены эти модули в вашем мозге. Интересно рассматривать этот фактор как ещё один биомаркер ненормального развития мозга или фактор риска появления психических болезней.

Источник: www.nanonewsnet.ru

Комментарии: