Нейродайджест #16: Мягкий мозговой имплант с беспроводной подзарядкой контролирует клетки мозга

Исследователи изобрели управляемый смартфоном мягкий мозговой имплант, который можно заряжать по беспроводной сети, что позволяет проводить длительные операции с нервной сетью без необходимости периодического хирургического вмешательства по замене батареи имплантата. Данная технология призвана помочь выявлять и лечить психические расстройства и нейродегенеративные заболевания, такие как наркотическая зависимость, депрессия и болезнь Паркинсона.

***

В новом исследовании ученые улучшили память о сложных, реалистичных событиях, применив транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) к сети мозга, ответственную за память. Сразу после стимуляции испытуемые выполняли задание на память, при этом их мозг сканировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Вместо того, чтобы показывать участникам исследования картинки или списки слов – типичная практика для данных тестов – участники исследования смотрели видеоролики о повседневных действиях, таких как, например, складывание белья или вынос мусора. После стимуляции участники исследования точно и подробно ответили на вопросы о содержании видеоклипов. Кроме того, эксперимент показал, что стимуляция мозга привела к более качественному восстановлению воспоминаний в мозгу, активность мозга во время просмотра видео больше напоминала его активность при запоминании.

***

Опытные компьютерные программисты демонстрируют более высокий уровень владения поведенческими навыками и навыками внимания по сравнению с разработчиками новичками. Японские ученые использовали фМРТ для анализа активности мозга 30 программистов разного уровня подготовки и обнаружили, что семь областей лобной, теменной и височной коры головного мозга опытных программистов наиболее адаптированы для программирования. 

***

Нейробиологи описали, как глутаматные сигналы передаются по синапсам, чтобы включить синапатическую пластичность; способность синапсов со временем усиливаться или ослабевать в ответ на увеличение или уменьшение их активности.

***

Люди часто совершают движения руками вверх и вниз, чтобы «подчеркнуть» то, о чем они говорят. Важны ли такие «ритмические жесты» для общения? В ходе эксперимента исследователи придумывали слова с неоднозначной постановкой ударения и спрашивали участников эксперимента о том, что они слышали. Ударные жесты повлияли на то, что именно они слышали, показывая, что слушатели быстро интегрируют вербальную и визуальную информацию во время распознавания речи.

***

В здоровом мозге сети нейронов проходят через состояния синхронизации и десинхронизации – процессы связанные как с памятью, так и с вниманием. Однако в головном мозге с неврологическими заболеваниями, такими как эпилепсия, синхронизация может достигать опасной степени, когда скопление клеток мозга начинает излучать избыточное электричество. В серии последних исследований, опубликованных в PLoS Computational Biology и SIAM Journal on Applied Dynamical Systems, исследовательская группа использовала сложный подход математического моделирования для изучения взаимодействия между группами нейронов, которое приводит к переходам в изменениях синхронизации. Ученые совершили прорыв в поисках понимания сложных процессов, которые происходят в мозге во время припадков, которые являются ключевым симптомом эпилепсии.

***

Ультразвук используется не только как метод визуализации – прицельные импульсы ультразвука могут служить помощниками для высокоточного лечения целого ряда заболеваний головного мозга. За последние годы было разработано несколько революционных методов такого рода, прежде всего в Торонто, и в Венском MedUni. Венский метод улучшает функции мозга, активируя функционирующие нейроны извне. Улучшения можно ожидать при различных психоневрологических заболеваниях головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, инсульт, рассеянный склероз и невралгия. Обзор, подготовленный совместно MedUni Vienna и Университетом Торонто, показывает, что новые методы лечения уже находятся на пороге широкого клинического применения.

***

В 2016 году команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сообщила, что 25-летний мужчина, вышедший из комы, добился значительных успехов после лечения ультразвуком. Теперь ученые сообщили, что еще два пациента с тяжелыми черепно-мозговыми травмами и пережившие кому – достигли впечатляющие успехов благодаря той же методике. Результаты опубликованы в журнале Brain Stimulation.

***

Множество различных ощущений, которые испытывает наше тело, сопровождаются сложным обменом информацией внутри мозга, и чувство боли не является исключением. На данный момент исследования показали, как интенсивность боли может быть напрямую связана с конкретными паттернами колебаний мозговой активности, которые изменяются при активации и деактивации «интернейронов», соединяющих различные области мозга. Однако оставалось неясным, как на этот процесс влияют «тормозящие» интернейроны, которые предотвращают передачу химических сообщений между этими регионами. В новом исследовании, опубликованном в EPJ B, ученые доказали, что тормозящие интернейроны составляют 20% цепей мозга, необходимых для обработки болевых сигналов.

***

Исследователи обнаружили доказательства того, что спонтанное моргание глаз, которое отражает активность дофаминергической системы, объясняет связь между физической подготовкой и когнитивной функцией. Это первое исследование, показавшее, что дофамин играет важную роль во взаимосвязи фитнеса и познания. 

***

Подростки, часто употребляющие каннабис, могут со временем испытывать снижение коэффициента интеллекта (IQ). Результаты недавнего исследования подтверждают негативные неврологические и когнитивные эффекты частого употребления каннабиса на молодых людей.

Автор: Шилина А.