Исследователи Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета показали, что мезенхимные стволовые клетки, выделенные из жировой ткани, стимулируют регенерацию и приводят к восстановлению функций поврежденного спинного мозга. Как выяснили ученые, для эффективного лечения достаточна простая аппликация клеток в составе фибринового матрикса, не требующая инъекции или других дополнительных хирургических процедур. Статья опубликована в журнале Frontiers in Pharmacology.

Авторы работы на модели контузионной травмы (ушиб) спинного мозга крыс провели исследование по влиянию трансплантации мезенхимных стволовых клеток на восстановление травмированной ткани и проведение сигналов между нервными клетками. Данный вариант терапии оказывал позитивное влияние на восстановление двигательной функции, уменьшал площадь патологических полостей, формирующихся вследствие повреждения, и снижал реактивность астроцитов – главного компонента глиального рубца в месте травмы, препятствующего росту аксонов.

 Известно, что травма спинного мозга приводит к потере чувствительной и двигательной функции ниже места поражения, при этом большая часть пациентов в результате травмы становится инвалидами. По словам руководителя группы Яны Мухамедшиной, на сегодняшний день, несмотря на большое количество доклинических исследований в области клеточной терапии, существует необходимость по разработке методов лечения, которые были бы максимально приближенны к практическому применению в клинике.

«Во-первых, мы выбрали модель контузионной травмы спинного мозга, так как нейрохирурги чаще всего сталкиваются именно с этим видом травм. Во-вторых, жировая ткань является доступным источником получения стволовых клеток. Процедура липосакции (забора жировой ткани) минимально травматична, часто люди подвергаются ей добровольно с эстетической целью. По этой же причине возможна их аутологичная трансплантация, когда больному вводят его собственные клетки. Это исключает отторжение клеток и снижает постоперационные осложнения. В-третьих, важное значение имеет способ трансплантации стволовых клеток. В нашем случае, это неинвазивное наложение мезенхимных стволовых клеток на область травмированного спинного мозга совместно с фибриновым матриксом. По своей сути, это стандартный хирургический клей, который часто используют в медицине. Трансплантация клеток в виде аппликации на область травмы не требует дополнительных инъекций или хирургических манипуляций, которые могут привести к дополнительному повреждению спинного мозга.  Таким образом, собственные мезенхимные стволовые клетки пациента можно трансплантировать в ходе повторных операций, которые нейрохирурги проводят по тем или иным показаниям», — говорит Мухамедшина.

Немаловажное значение играет тот факт, что авторы работы исследовали эффективность трансплантации стволовых клеток не в острый период травмы спинного мозга, а спустя несколько недель после его повреждения. Ведь далеко не всегда есть возможность провести трансплантацию непосредственно сразу после травмы, во время первой хирургической операции по декомпрессии и очистке области повреждения. В то же время, пациенты часто нуждаются в повторных плановых операциях, в ходе которых как раз и можно применить разработанную технологию.

«Полученные нами результаты по неинвазивной клеточной терапии травм спинного мозга открывают широкие возможности для лечения этого важного социально значимого заболевания. Метод запатентован и мы надеемся на быстрое его внедрение в клиническую практику. Единственная преграда на нашем пути, это недостаточная проработка действующего закона о биомедицинских клеточных продуктах. Как только будут приняты все подзаконные акты и другие нормативные документы, мы приступим к клинической апробации метода», — отметил профессор КФУ Альберт Ризванов.

www.neuronovosti.ru/rizvanov2

Наступило время, когда люди всех возрастов и телосложений потянулись на спортивные площадки, стадионы, в парки, скверы и рощи для того, чтобы улучшить свой внешний вид к лету. И чем интенсивнее упражнения, тем меньше потом хочется есть. Исследователи из медицинского колледжа Альберта Эйнштейна выяснили, чем можно объяснить такую взаимосвязь, и для этого им пришлось «заглянуть» в глубокие структуры мозга – в гипоталамус. О результатах они рассказали в опубликованной в PLOS Biology статье.

Многие тренированные люди, часто и интенсивно занимающиеся спортом, замечают, что температура тела во время упражнений немного увеличивается (что закономерно), настроение после тренировок повышается (о том, почему, мы уже писали), а аппетит после тренировок снижается. Так как главный центр регуляции метаболизма – гипоталамус, то ведущий автор исследования нейробиолог Юн-Хван Жу (Young-Hwan Jo), который сам тренируется три раза в неделю, заинтересовался, могут ли нейроны гипоталамуса, отвечающие за баланс температуры, иметь связь с нейронами, отвечающими за аппетит, и как-то на них воздействовать.

Учёный сосредоточился на нейронах проопиомеланокортина (POMC). POMC – это прогормон, который вырабатывается передней долей гипофиза, а нейроны, тропные к нему, находятся в дугообразном ядре гипоталамуса и опосредуют жиросжигание, а также активизируют другие метаболические процессы. Часть нейронов POMC находится вне гематоэнцефалического барьера, соответственно, циркулирующие в крови биологически активные вещества, в том числе вырабатываемые тканями во время физических нагрузок, могут на них воздействовать.

Например, если брать гипотезу, согласно которой температура может понижать аппетит, то нужно выяснить, есть ли на поверхности этих клеток специальный термочувствительный рецептор, подобный TRPV1, которыми изобилуют чувствительные окончания в коже и в слизистых (они в том числе ответственны за эффект от остроты, скажем, перца халапеньо, так как реагируют на капсаицин). Чтобы это узнать, исследователи воздействовали на взятые из гипоталамуса мыши нейроны POMC теплом или жгучим капсаицином.

В итоге гипотеза подтвердилась: нейроны действительно отвечали на эти воздействия, и оказалось, что рецепторами, подобными TRPV1, обладают около двух третей всех нейронов POMC в дугообразном ядре.

Следующим этапом эксперимента стала проверка гипотезы на животных. Мыши, которым в дугообразное ядро вводили капсаицин, в течение следующих 12 часов съедали сильно меньше пищи, чем обычно. Блокировка же рецепторов TRPV1 или отключение гена, который их экспрессирует, наоборот, к подавлению аппетита в сочетании с капсаицином не приводили.

Аналогично капсаицину на мышей воздействовали 40-минутные беговые тренировки, причем, повышенной температура тела оставалась в течение часа после тренировки. В это время потребление пищи животными сокращалось на 50 процентов. Но если снова рецепторы TRPV1 блокировались, то эффект пропадал.

«Наше исследование показывает, что температура тела может действовать в качестве биологического сигнала, который регулирует пищевое поведение, подобно гормонам и питательным веществам», — говорят учёные и отмечают, что это знание, возможно, поможет по-новому подойти к борьбе с лишним весом.

www.neuronovosti.ru/run_against_appetite

Размер мозга неандертальцев сыграл решающую роль в вымирании вида. Из-за маленького мозжечка конкуренты предков человека оказались менее приспособленными к окружающей среде по сравнению с Homo sapiens, что привело к их полному исчезновению. Такие выводы учёные сделали после исследования цифровой модели мозга неандертальцев. Подробности работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Заселение Европы далекими родственниками современного человека произошло около 40 тысяч лет назад. По мнению антропологов, примерно в тот же момент случились радикальные перемены в численности конкурентов  первых сапиенсов – неандертальцев. Каким образом вид Homo sapiens заменил их собой, до сих пор не было известно. Новое исследование международной группы из нейробиологов, инженеров и антропологов приблизило разгадку с помощью цифровой реконструкции мозга неандертальца.

Современные технологии создания точных цифровых моделей вымерших видов позволяют на основе известных данных о родственном виде сделать предположение о строении мозга ранее существовавших животных. Создатели такой технологии сравнивали форму мозга двух видов обезьян – бонобо Pan paniscus и обыкновенного шимпанзе Pan troglodytes. При этом они изменяли форму мозга шимпанзе так, что получилась примерная модель мозга бонобо.

В новой работе учёные воспользовались опытом коллег. Они измерили форму внутренней поверхности черепа неандертальца и с помощью компьютерного моделирования поместили в него мозг современного человека, при этом изменяя его форму под стать черепу. Оказалось, что модель мозга древнего предка имеет схожие с «современными» размеры, однако отличается по строению отдельных областей. Например, мозжечок, который отвечает за координацию движений, мышечную память и двигательное научение имеет меньший объём, чем в «современном» мозге. Зато зрительная кора, ответственная за восприятие зрительной информации, у древних предков оказалась значительно больше по сравнению с современным человеком.

Это явление учёные связывают с адаптацией затылочной доли мозга неандертальцев к более короткому европейскому световому дню. Также исследователи считают, что рост нейронов затылочной доли мог замедлить или вовсе остановить рост мозжечка у неандертальцев. Такие изменения в строении мозга способствовали снижению адаптации предков Homo sapiens к изменениям окружающего мира.

www.neuronovosti.ru/neanderthalibrain

Часто ли вы, проснувшись утром, можете вспомнить то, что вам снилось? Статистика показывает, что нет. Но исследователи из Университета Аделаиды выяснили, что это можно исправить, добавив в рацион витамин В6. Об этом они рассказали в статье, опубликованной в журнале Perceptual and Motor Skills.

Человек видит сновидения около 70-80 процентов всего ночного времени, но вспомнить то, что ему снилось даже перед тем, как он проснулся, может далеко не всегда. Иногда эта информация бывает важна, так как может рассказать опытному психологу о скрытых страхах, тревоге и уязвимости психики.

Исследователи задумались, могут ли витамины группы В, а именно витамин В6, как-то повлиять на кратковременную память, и провели двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое испытание с участием 100 человек. В течение 5 дней добровольцы принимали перед сном 240 мг витамина.

Эффект оказался весьма заметным и статистически значимым. Люди, которые до эксперимента поутру едва ли могли вспомнить хоть один образ из своих сновидений, после могли рассказать ученым сны в подробностях и ясно помнили некоторые фрагменты в течение дня, тогда как в группе плацебо этого не наблюдалось.

При этом добавление витамина В6 в рацион никак не повлияло ни на структуру сна, ни на цвет, ни на его яркость или насыщенность событиями. Также пищевая добавка ни произвела никого негативного эффекта.

«Осознанные сновидения, при которых вы внутри сна понимаете, что спите и видите сон, имеют много потенциальных преимуществ. Например, можно использовать их для преодолении кошмаров, лечения фобий, решения творческих проблем, совершенствования моторных навыков и даже для помощи в реабилитации физических травм», — отмечают исследователи, говоря о пользе вспоминания снов.

Поскольку В6 содержится во многих продуктах, важно понять, как может изменяться его эффект в зависимости от индивидуального рациона питания. Например, если он действует подобным образом только тогда, когда в организме его не хватает, то человек, потребляющий большое количество богатых им продуктов, эффекта может не ощутить. Выяснением этих деталей ученые планируют заняться в дальнейшем.

www.neuronovosti.ru/b6-sleep

Неудачи в клинических испытаниях «прорывных» препаратов против болезни Альцгеймера стали уже притчей во языцех (вот небольшой обзор провалов препаратов). Однако попытки найти «волшебную пулю» по определению Эрлиха продолжаются. Новая работа исследователей из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе предлагает новый путь борьбы с заболеванием. Одна небольшая молекула может остановить распространение токсичных агрегатов тау-белка. Статья опубликована в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications.

Новизна работы калифорнийских исследователей в том, что они сосредоточились на совсем ином молекулярном пути, который отвечает не за формирование агрегатов тау-белка, а за их распространение от клетки к клетке.

Эксперименты, проведенные на культурах клеток in vitro показывают, что очень небольшая молекула вещества под названием камбинол дозозависимо блокирует фермент нейтральную сфингомиелиназу 2 (nSMase2) и одновременно подавляет формирование внеклеточных везикул – липидных пузырьков, которые транспортируют тау-агрегаты от нейрона к нейрону.

Конечно, мы все помним, что на моделях заболевания работали многие препараты, позже проваливаясь в клинических испытаниях. Однако, работа калифорнийцев –  это все равно новый путь борьбы с заболеванием.

«Более 200 молекул были протестированы в качестве терапии болезни Альцгеймера в клинических испытаниях, и ни одна из них еще не достигла уровня «святого Грааля»,  – сказал Джон Варгезе, старший автор исследования.  – В нашей статье описан новый подход к замедлению прогрессирования заболевания, показывающий возможность ингибирования распространения патологических форм тау-белка».

www.neuronovosti.ru/cambinol

Откуда в людях берутся «неравнодушность» и «равнодушие»? Почему одни убирают за своими животными в парках, покупают бумажные пакеты вместо пластиковых, сортируют отходы, а другие часами льют воду из крана, оставляют после пикника на природе горы мусора и совершенно не заботятся об экологии? Исследователи из Женевского университета попробовали разобраться в этом и выяснили, что многое зависит от активности части коры мозга, отвечающей за «проекции будущего». Об этом они рассказали в статье журнала Cognitive, Affective & Behavioural Neuroscience.

Как пробудить в человеке ответственность за свое будущее и будущее своих потомков? Показывать социально направленные фильмы? Читать лекции? Устраивать демонстрации и запускать на подписи интернет-петиции? Исследователи отвечают, что если зона мозга, отвечающая за проецирование будущего на свою текущую жизнь, «молчит», то человека все эти методы будут волновать мало. И помогут в таких случаях специально разработанные упражнения.

В некоторых исследованиях уже показывали, что у более альтруистичных и эмпатичных людей, которые способны задумываться, как их действия могут повлиять на окружение, выявляется высокая активность дорсомедиальной префронтальной коры, участок коры на стыке теменной и височной долей и предклинье. За моделирование будущего же, как выяснилось, отвечают вентромедиальная префронтальная кора, медиальная височная кора и задние медиальные области. Авторы нынешней работы решили выяснить, как система личных ценностей может влиять на восприятие событий в ближайшем и отдалённом будущем и как, зная зоны специфические активации мозга, можно эту систему немного изменить, чтобы сделать людей более осознанными.

За основу своего исследования ученые взяли объединенный доклад об изменении климата 2014 года Межправительственной комиссии по климатическим изменениям (Intergovernmental Panel On Climate Change). Основные прогнозы доклада касались сокращения объема питьевой воды, увеличения пограничных конфликтов и всплесков стихийных бедствий. Каждому из происшествий ученые назначили условный год в диапазоне от 2030 (ближайшее будущее) до 2080 (отдаленное будущее).

Затем команда набрала группу из 36 добровольцев от 19 до 37 лет, которые за 3 месяца до проведения фМРТ заполнили стандартизированный вопросник, который позволяет выяснить иерархию ценностей, обозначая эгоистичные или альтруистические тенденции каждого человека. Во время сканирования добровольцам в течение 10 секунд выводились на экран разные датированные последствия изменения климата, а потом они отвечали на два вопроса по шкале от 8 до 1: «Насколько это серьезно?», «Насколько это волнует вас?»

Исследователи обнаружили, что у тех, кто в результате опроса оказался более эгоистичным, ближайшее будущее вызывало большую тревогу, нежели отдаленное. Более альтруистичные же люди воспринимали все последствия одинаково серьезно.

Далее нейропсихологи сосредоточились на активности в вентромедиальной префронтальной коре и выяснили, что у более альтруистичных участников она активировалась сильнее, когда они сталкивались с далеким будущим по сравнению с ближайшим. Напротив, у эгоистичных добровольцев во всех случаях эта область активировалась одинаково.

Авторы пришли к выводу, что результаты нейровизуализации говорят о меньшей заинтересованности более эгоистичных людей в том, что они оставят после себя, то есть последствия их жизни не проецируются в их мозге на будущее. Однако, как переломить этот «эгоизм»? Нужно ли и как нужно таким людям менять образ мышления?

Исследователи считают, что это необходимо, так как деятельность каждого индивида сильно влияет на долгосрочные последствия, на что обращалось внимание в докладе об изменении климата. Они отмечают, что полученные результаты можно ретранслировать и на другие социальные проблемы, где важно задумываться о других для общего блага, а не только на изменение климата.

«Мы могли бы проработать программу психологической подготовки, которая будет работать на этой областью мозга с помощью проекционных упражнений. В частности, использовать виртуальную реальность, которая бы показала мир завтрашнего дня, приближая людей к последствиям их действий», — говорят ученые.

www.neuronovosti.ru/egotism

Последние три года нейросети активно вторгаются в медицину. Судя по всему, недалек тот час, когда роботы будут сами ставить диагнозы пациенту – и делать это гораздо точнее человека. Новый рубеж – это диагностика сверточной нейросетью так называемой ретинопатией недоношенных. Статья исследователей из Университета штата Орегон опубликована в журнале JAMA Ophtalmology.

Ежегодно в России почти 10% детей рождаются недоношенными (более 125 тысяч). Из них более 20% страдают врожденным заболеванием глаз — ретинопатией.  Основная проблема состояла в том, чтобы выявить заболевание уже в первый месяц жизни ребенка, потому что потом будет поздно. Важно не только точно диагностировать ретинопатию по объективным признакам (толщина сосудов, угол между ними), но и предсказывать её развитие: ведь в значительном количестве случаев на первой-второй стадии заболевания не требуется даже медикаментозная терапия, организм сам справляется с дефектом и наблюдается регресс. Однако в остальных случаях заболевание развивается стремительно. И если не провести специальную лазерную операцию позднее 6–8 недель жизни, ребенок может ослепнуть.

Как и во многих других случаях диагностики по изображению, группа специалистов во главе с Майклом Чаном прибегла к помощи свёрточной нейросети, которая обучалась на 5511 снимках глазного дна трёх типов маленьких пациентов: здоровое глазное дно, состояние, предшествующее заболеванию (первая-вторая стадия, которая проходить сама) и состояние заболевания (plus disease).

После тренировки нейросеть могла определить состояние здоровой сетчатки почти в 94 процентах случаев, а наличие заболевание – в 98 процентах.

www.neuronovosti.ru/retinopathy

R.C. Gardner, A.L. Byers, D.E. Barnes et al.

Цель исследования: оценить риск болезни Паркинсона (БП) после черепно-мозговой травмы (ЧМТ), в том числе легкой степени (лЧМТ), у ветеранов. 

Методы. В ретроспективном когортном исследовании авторы идентифицировали всех пациентов с диагнозом ЧМТ в базах данных управления ветеранами в период с октября 2002 года по сентябрь 2014 года и сопоставили их по возрасту методом случайной выборки  в отношении 1:1 с пациентами без ЧМТ. Все пациенты были в возрасте 18 лет и старше без БП или деменции в начале исследования. ЧМТ и степень тяжести были определены с помощью подробных клинических оценок или кодов МКБ-9 с использованием критериев Центра травмы Министерства обороны и ветеранов. Сопутствующие заболевания на исходном уровне и случаи БП более чем через 1 год после ЧМТ были идентифицированы с использованием кодов МКБ-9. Риск БП после ЧМТ оценивался с использованием моделей пропорционального риска Кокса, скорректированных с учетом демографических характеристик, а также и медицинских/психиатрических сопутствующих заболеваний.

Результаты. Из 325 870 пациентов (половина из них с ЧМТ, средний возраст 47,9 ± 17,4 года, среднее наблюдение - 4,6 лет), у 1462 пациентов была диагностирована БП во время наблюдения. По сравнению с отсутствием ЧМТ, у пациентов с ЧМТ наблюдалась более высокая частота БП (без ЧМТ – 0,31%, все ЧМТ - 0,58%, лЧМТ – 0,47%, умеренно-тяжелая ЧМТ – 0,75%). В скорректированных моделях все ЧМТ, лЧМТ, а также умеренно-тяжелая ЧМТ были связаны с повышенным риском БП (отношение риска [95% доверительный интервал]: все ЧМТ – 1,71 [1,53-1,92], лЧМТ – 1,56 [1,35-1,80 ], умеренно-тяжелая ЧМТ –  1,83 [1,61-2,07]). 

Выводы. Среди ветеранов войн лЧМТ ассоциируется с 56% повышенным риском БП даже после корректировки с учетом демографических характеристик и медицинских/психиатрических сопутствующих заболеваний. В этом исследовании подчеркивается важность профилактики ЧМТ, долгосрочного наблюдения за ветеранами с ЧМТ в анамнезе, а также необходимость определения механизмов и изменяемых факторов риска БП после ЧМТ.

Neurology, pub. Online, апрель 2018

V. Berti, M. Walters, J. Sterling et al.

Цель. Оценить по результатам 3-летнего нейровизуализационного исследования головного мозга эффективность более высокой и низкой приверженности лицами среднего возраста средиземноморской диете (MeDi) по изменению уровня биомаркеров болезни Альцгеймера (БА) (активность β-амилоида головного мозга по накоплению 11C-Питтсбургского соединения B [PiB] на ПЭТ и нейродегенерацию по накоплению 18F-фтордезоксиглюкозы [FDG] на ПЭТ, а также структурная МРТ).

Методы. Были обследованы 70 участников от 30 до 60 лет без когнитивных нарушений, которым были проведены клинические, нейропсихологические и диетологические исследования, а также визуализационные биомаркеры визуализации, по крайней мере с разницей в 2 года: 34 участника с более высокой (MeDi +) и 36 с более низкой (MeDi-) приверженностью средиземноморской диете. Для сравнения биомаркеров БА между группами использовалось статистическое параметрическое картирование.

Результаты. Группы были сопоставимы по клиническим и нейропсихологическим показателям. На исходном уровне, по сравнению с группой MeDi +, MeDi- группа продемонстрировала снижение метаболизма FDG-ПЭТ глюкозы (CMRglc) и более высокие отложения PiB-PET в областях, пораженных БА (p <0,001). При продольном анализе группа MeDi- продемонстрировала снижение CMRglc и увеличение PiB в этих областях, которые были выше, чем в группе MeDi + (pвзаимодействия <0,001). По данным МРТ никаких изменений не отмечалось. По оценкам, более высокая приверженность MeDi обеспечивала защиту от БА на 1,5-3,5 года.

Заключение. Более низкая приверженность средиземноморской диете была связана с прогрессирующими аномалиями биомаркеров БА у лиц среднего возраста, что свидетельствует о необходимости дальнейшего изучения влияние диеты на старение головного мозга и течение болезни Альцгеймера.

Neurology, pub. Online, апрель 2018

M.T. Minen, A. Boubour

Цель. Используя учебную программу по науке, технике, инженерии, искусству и математике (STEAM), авторы разработали, внедрили и протестировали программу «Головная боль и искусство». Программа направлена ​​на увеличение знаний и осведомленности о мигрени и сотрясении среди учащихся старших классов посредством учебной программы, основанной на визуальных техниках.

Методы. Авторы разработали 2-недельную программу «Головная боль и искусство» с планами уроков и художественными заданиями для старших классов для оценки знаний учащихся о мигрени и сотрясении головного мозга. Авторы оценивали знания учащихся (1) на основании представленных иллюстраций, в которых изображены представления подростков о мигрени или сотрясении головного мозга, (2) концепции и внедрении методов передачи знаний, полученных в рамках программы, а также (3) результатов предварительной и итоговой оценок. До вступления в программу предварительная оценка проводилась среди всех учащихся. А через 3 месяца у небольшой группы учащихся оценивали отстроченные знания, полученные после прохождения программы. Описательный анализ и значения p были получены с использованием SPSS V.24 и Microsoft Excel.

Результаты. В исследовательской программе  приняли участие 48 учащихся, которые создавали художественные работы, отражающие знания STEAM, полученные в результате освоения программы, а также применяли арт-методики для обучения других о мигрени и сотрясении головного мозга. На исходном уровне общее количество учащихся составило в среднем 67,6%. Общий балл предварительного, немедленного итогового и отсроченного трехмесячного тестирования в среднем составляли 69,4%, 72,8% и 80,0% соответственно.

Заключение. Использование учебной программы, основанной на визуальных арт-методиках, может быть эффективным для обучения старшеклассников симптомам мигрени и сотрясения.