Большая проблема для изучающих и пытающихся лечить болезнь Альцгеймера, помимо неясности патогенеза, состоит в том, чтобы обнаружить как можно более ранние симптомы.

Новая оптическая техника, разработанная нидерландскими учеными, основывается на рассеянии света в тканях с разной плотностью белка (а болезнь Альцгеймера характеризуется их накоплением в клетках и межклеточном веществе), чем помогает составить точные белковые «карты». Причем, визуализируются не только уже пораженные ткани, но и только-только вовлекаемые в процесс, что происходит на ранней стадии развития заболевания.

http://neuronovosti.ru/optoraman/

Ученые из университета Райта, Огайо успешно использовали тренировки с помощью нейрофидбэка, чтобы избавить людей от шума в ушах. Результаты исследования будут представлено на 103-й Научной Ассамблее и ежегодной встрече Радиологического сообщества Северной Америки.

Нейрофидбэк – или нейротерапия, или нейробиологическая обратная связь, – один из видов биологической обратной связи, который использует показываемые в текущем времени проявления активности мозга, чтобы обучать саморегуляции различных функций мозга.

Тиннитус, или ощущение шума (звона) в ушах – очень распространенное нарушение восприятия. Им в той или иной степени страдает каждый пятый человек. Это явление связано с чрезмерной активированностью первичной слуховой коры головного мозга. Сосредотачиваясь на ощущениях звона, страдающие тиннитусом раздражают кору еще больше, что в свою очередь усиливает проблему. Используя функциональное МРТ, ученые проверили, можно ли снизить эту активность с помощью нейрофидбэка.

Для получения результатов МРТ исследователи использовали однократное эхопланарное изображение – метод МРТ, чувствительный к уровню кислорода в крови, который обеспечивает косвенную оценку активности мозга.

«Мы начали с чередующихся периодов звука и отсутствия звука, чтобы создать карту мозга и найти районы, которые проявляют наивысшую активность во время звуковой фазы, – говорит Мэтью С. Шервуд, PhD, инженер-исследователь и преподаватель университета Райт. – Затем мы выбрали элементы, которые были сильно активированы при воспроизведении звука».

Участников эксперимента клали в томограф с наушниками-затычками в ушах, которые изолировали их от внешних звуков и транслировали белый шум. На монитор выводились диаграммы, показывающие активность первичной слуховой коры.

«Мы надеялись, что страдающие тиннитусом могут использовать нейрофидбэк, чтобы отвлечь внимание от своего звона в ушах и, благодаря этому, заставить его уйти», – говорит доктор Шервуд.

В каждой тренировке чередовались периоды отдыха и периоды активности. Участникам было поручено наблюдать за диаграммой в течение периода отдыха и пытаться снизить его, уменьшив активность первичной слуховой коры в течение рабочей фазы. Контрольной группе показывали ложный нейрофидбэк, что дало понимание реальной эффективности нейрофидбэка при контроле над первичной слуховой корой.

Исследователи предлагали участникам методы, чтобы помочь им, например, пытаться отвлечь внимание от звука на другие ощущения, такие как прикосновение и зрение.

«Многие сосредоточились на дыхании, потому что это давало им чувство контроля, – говорит доктор Шервуд. – Когда они отвлекались от звука, активность слуховой коры снижалась, и сигнал, который мы измеряли, также снижался».

Исследование представляет собой первый случай, когда тренировка с помощью фМРТ-нейрофидбэка применялась, чтобы продемонстрировать, существование значительной связи между контролем первичной слуховой коры и процессами внимания. Это важно для улучшения терапевтических практик, отмечает Шервуд, поскольку нейронные механизмы тиннитуса неизвестны, но, вероятно, связаны с вниманием.

По словам доктора Шервуда, результаты представляют собой перспективный путь исследований, который может привести к улучшению в других медицинских областях, например, в лечении болевых синдромов.

«В конечном счете, мы хотели бы взять то, что мы узнали из МРТ, и разработать программу нейрофидбэка, которая не потребует использования МРТ. Например, приложение или терапию на дому, которая может применяться для лечения тиннитуса и других проблем».

http://neuronovosti.ru/tinnitus-neurofeedback/

Исследование, опубликованное учёными из бразильского научного Фонда Освалду Круза  в журнале Cell Host & Microbe, показывает, что заражение комаров Aedes aegypti, которые переносят вирус Зика бактерией вольбахией, лишает их способности заражать человека.

«Интерес»  бразильских учёных к вирусу понятен: летом прошлого года в стране состоялись Олимпийские игры в Рио-де-Жанейро, а случаев заражения вирусом в стране, где много диких обезьян, предостаточно.

То, что вольбахия, бактерия-паразит комара, открытая в 1924 году Маршаллом Хертигом и Симеоном Буртом Вольбахом, может помешать передавать вирус, обсуждалось с прошлого года, но только работа команды под руководством Лусиано Андраде Морейра показала, что если зараженный вольбахией комар пьёт кровь человека, заражённого вирусом Зика, то его слюна всё равно не инфицирована вирусом. Что важно: следующее поколение Aedes aegypti тоже будет заражено вольбахией, и, следовательно, безопасно для человека.

http://neuronovosti.ru/volbahia/

Постоянное общение в сетях стало уже настолько распространённым делом, что смартфон не покидает руки человека даже во время того, как он ведёт машину. Да, этот вопрос учёными изучался, но недостаточно подробно, поэтому о том, как вообще действует на мозг водителя отвлечение (не только СМС-ками) и чем оно опасно, известно мало.  Компания Toyota вместе с командой учёных из Университета Хьюстона решила исследовать то, как водители отвлекаются на разные виды «входящей» информации. 

Группа добровольцев из 59 человек на симуляторе автомобиля четыре раза проезжала один и тот же участок дороги. В первом случае — полностью сосредоточенно на дороге, затем отвлекаясь на какое-то абстрактное и достаточно сложное для понимания устное сообщение, в третий раз — на эмоциональное сообщение и в четвёртый — на нейтральное текстовое сообщение. Для более чистой картины каждый раз порядок прохождений менялся.

Оказалось, что все три раза «отвлечения» руки водителя начинали  дрожать, однако только в случае текстового сообщения отклонения траектории были опасными. В случае эмоционального или абстрактного сообщения траектория движения автомобиля, как ни странно, оказывалась более прямой, чем в случае спокойного сосредоточенного движения.

Специалисты считают, что всё дело в передней поясной коре (anterior cingulate cortex ). Она в случае стресса работает «автопилотом», корректируя движение рук влево аналогичным движением вправо. Для нормальной работы этой системы «шестого чувства» нужна «поддержка» координацией «петли руки-глаза». И отвлечение глаз на текстовые сообщения, где бы они не появлялись, разрушает эту связь.

http://neuronovosti.ru/krepche-za-baranku/

Американское управление по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами (FDA) одобрило применение в клинической практике систему дистанционной настройки кохлеарных имплантов без личного визита к специалисту. Об этом сообщаетDigital Health Age.

Кохлеарные импланты – это «простейшие» нейропротезы, которые возвращают людям слух при гибели волосковых клеток, то есть при глухоте, имеющей нейроэтиологию, тогда, когда обычный слуховой аппарат уже бессилен. Однако имплантировать кохлеарный имплант – это только половина дела. Необходимо еще его настроить, а затем – регулярно корректировать настройки. И настройка, и корректирующее программирование во всем мире производится при личном визите к специалисту. Однако теперь FDA решила отнести такую коррекцию в область телемедицины.

В своем решении контролирующая организация ориентируется на пилотное исследование, которое охватило 39 пациентов с кохлеарными имплантами, которые носили устройства не менее года. Каждый пациент проходил одну настройку импланта в клинике и не менее двух подстроек дистанционно через два месяца. Поэтому FDA разрешило дистанционную подстройку

«Программирование кохлеарных имплантов осуществляется в специализированных центрах кохлеарной имплантации или в специальных клиниках аудиологами, имеющими опыт работы с кохлеарными имплантами.

При помощи телемедицинских программ квалифицированный отоларинголог может действовать удаленно и значительно снизить нагрузку на пациентов и их семьи, особенно тем, кому приходится [для настройки] приходится путешествовать на большие расстояния или тем, кто сталкивается с необходимостью частых корректировок», – так прокомментировала решение FDA Марина Эйдельман, глава специального подразделения управления, отвечающего за регулировку оборота медицинских устройств для зрения, слуха, носа и горла.

http://neuronovosti.ru/cohlear-adjust/

Международная группа ученых разработала устройство для улучшения работы магнитно-резонансных томографов. Технология основана на локальном перераспределении магнитного поля в пространстве при помощи метаповерхности из металлических резонаторов. Эксперименты показали, что метаповерхность позволяет уменьшить мощность томографа, необходимую для получения качественных снимков. Использование томографов с небольшой мощностью позволяет сделать МРТ-диагностику безопасной для людей с медицинскими имплантатами. Результаты опубликованы в последнем выпуске Journal of Magnetic Resonance.

Магнитно-резонансная томография, или МРТ, сегодня применяется для диагностики множества заболеваний ─ от артрита до рака. Точность диагностики напрямую зависит от качества изображения. Чтобы его повысить, нужно увеличивать время сканирования и напряженность поля томографов. Это требует больших затрат и снижает комфортность исследования. Люди с медицинскими имплантатами не могут проходить обследование на томографах с высокой напряженностью поля из-за опасности нагрева тканей в области имплантата и сбоев в его работе.

Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Нидерландов и Великобритании смогли решить эту проблему при помощи устройства на основе метаповерхности. Метаповерхность в данном случае представляет собой упорядоченную структуру из металлических резонаторов, размещенных в непроводящей среде. Эта структура способна перераспределить электромагнитное поле внутри томографа и сконцентрировать его вокруг себя. Если поместить ее под исследуемую часть тела, прием и передача локального сигнала улучшатся, а изображение станет более качественным.

«Обычно при МРТ обследовании все тело пациента облучают электромагнитным полем определенной мощности. Это ведет к тому, что во время сканирования значительный уровень поля создается в области конечностей, которые находятся максимально близко к источнику. В них может возникнуть нежелательный нагрев тканей, а это опасно для пациента, ─ рассказывает ведущий автор статьи Алена Щелокова, аспирант кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО. ─ Наши эксперименты показали, что использование метаповерхности позволяет увеличить эффективность катушки источника более чем в три раза. Это значит, что мы можем существенно снизить подаваемую мощность, но при этом обеспечить высокое качество изображения. Небольшая мощность позволяет сделать процедуру абсолютно безопасной для людей с имплантатами».

«Процесс вывода научной разработки на рынок является критически важным переходом от фундаментальных исследований до продукта, который может улучшить жизнь людей, ─ комментирует Алексей Слобожанюк, научный сотрудник Университета ИТМО. — Наша команда разработала уже несколько устройств для усовершенствования МРТ на основе новых искусственных материалов. Мы продолжаем работать над этим и сейчас. За два-три года комплекс таких устройств может улучшить работу значительного числа томографов в российских больницах и повысить общий уровень диагностики в нашей стране».

http://neuronovosti.ru/metamatherial-in-mri/

Нейробиологам из Городского университета Лондона, похоже, удалось разгадать загадку одного из редчайших нервных заболеваний — синдрома иностранного акцента.  Оказывается, возникновение этого синдрома вызвано нарушениями нейронных связей между языковыми центрами в передней части мозга и мозжечка. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Human Neuroscience.

Синдром иностранного акцента — очень редкое заболевание. Обычно оно возникает после инсульта, реже — после черепно-мозговой травмы, мигреней или проблем в развитии пациента. Внешне оно проявляется в том, что пациент начинает говорить на своем родном языке с «иностранным акцентом». С 1947 по 2009 годы описано всего 62 таких случая.

Команда под руководством доктора Джо Верховена исследовала случай 17-летнего подостка из Бельгии, говорящего на голландском языке, однако в результате нарушений в развитии (самый редкий случай синдрома иностранного акцента: это второй случай, описанный с 1907 года) начавшего говорить с «французским» акцентом. Используя технологии МРТ и  однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, нейрофизиологи попытались выяснить, что не так с молодым человеком.

Оказалось, что в передней области мозга наблюдается значительный дефицит нейронных связей в областях, ответственных за  исполнительное функционирование,  планирование, рабочая память, решение проблем. Кроме того, недостаток нейронных связей обнаружен в контралатеральной области мозжечка.

Когда исследование дошло до речевых способностей, команда обнаружила недостаток различительной способности в восприятии гласных, плюс ритм речи изменился на более близкий к французскому, чем к голландскому, что и привело к восприятию изменений в речи как «французский акцент».

По словам исследователей, они впервые показали, что нарушения связей между речевыми центрами в мозжечке и передней части мозга связаны с синдромом иностранного акцента, вызванного нарушениями развития. Ранее подобные патологии фиксировались только в случае синдрома, вызванного инсультом.

http://neuronovosti.ru/pardon-my-french/

Нейробиологи из Университета Калифорнии в Лос-Анжелесе (UCLA) показали, что ритмические колебания мозговой активности, соответствующие тета-волнам, синхронизируют деятельность нейронных комплексов в медиальной височной доле, и таким образом играют решающую роль в обработке информации о пространственной навигации. А удалось это узнать с помощью имплантированных в мозг датчиков.

Низкочастотные тета-колебания (6-12 Гц) на электроэнцефалографии, которые у людей до недавних пор зарегистрировать было крайне сложно, наиболее заметно проявились у слепых людей, которые при передвижении полагались на трость. Исследователи предположили, что слепой человек исследует новую для него среду с помощью множества чувств, что требует большей активности мозга. 

Тета-волны – это один из нескольких типов ритмической электрической активности мозга. Они характерны для более глубоко расположенных структур и названы в честь восьмой буквы греческого алфавита, потому что, как правило, совершают около восьми колебаний вверх и вниз в секунду.

Учёные давно подозревали, что тета-колебания поддерживают нашу способность изучать новые места и кодировать новые воспоминания, как это происходит у крыс, но ранее не могли проверить гипотезу на людях, так как регион, ответственный за регулирование пространственной навигации, находится глубоко внутри мозга. К тому же людям запрещалось двигаться, так как неинвазивное снятие активности той или иной зоны (например, при фМРТ) предполагало неподвижное состояние добровольца.

В этой работе учёным удалось подобраться к этому региону ближе, ведь здесь использовалась имплантация беспроводного нейростимулятора NeuroPace для непосредственной записи активности с точностью до миллиметра. Данные в режиме реального времени загружались с этого имплантата в компьютер во время того, пока человек мог свободно передвигаться по помещению.

Работа проводилась на четырёх добровольцах, которым ранее во время нейрохирургической операции имплантировались устройства, позволяющие предотвращать эпилептические приступы. Одетые в костюмы для захвата движений, добровольцы с разной скоростью ходили в большой комнате, а команда UCLA отслеживала движения и позже коррелировала их с волнами глубокой мозговой активности.

Данные показали, что тета-колебания, связанные с движением, действительно существуют у людей и что их они гораздо выраженнее во время движения, чем при неподвижности. Однако, в отличие от грызунов, эти волны встречаются в виде коротких «пробежкек» со средней продолжительностью ~400 мс, которые более распространены во время быстрых и медленных движений.

Используя редкую возможность изучить в том числе активность мозга слепого от рождения участника, исследователи обнаружили, что как распространённость, так и продолжительность тета-волн по сравнению с другими испытуемыми у него увеличены.

Способность перемещаться – это важная часть повседневной жизни, и это исследование проливает свет на связь тета-колебаний с человеческим обучением, памятью и исследованием окружающего мира. Кроме того, забывание маршрута домой, например, может служить одним из первых признаков ранней стадии болезни Альцгеймера, а эти результаты смогут помочь в будущих исследованиях и в разработке новых методов лечения пациентов с нарушениями памяти.

http://neuronovosti.ru/theta-spatial

Учёные из Токийского технологического института изучили молекулярные механизмы взаимодействия аксонов, а именно то, как они удерживаются в соответствующих слоях зрительной системы мушек дрозофил. Исследователи предполагают, что результаты помогут стабилизировать регенерирующие аксоны на желаемой глубине, например, при трансплантации нейронов после травмы. 

У мухи дрозофилы в мозге многослойная зрительная система, как и у людей. Чтобы она функционировала правильно, каждый слой должен получать конкретные сигналы от определенных нейронных скоплений. Для этого аксоны в формирующейся нервной системе должны расти до слоёв-мишеней, а затем формировать там устойчивые связи.

Чтобы определить, как эти связи образуются, команда Такаши Сузуки (Takashi Suzuki) исследовала функции двух рецепторных белков фермента тирозин-фосфатазы, называемых LAR и Ptp69D. Эти белки необходимы для группы фоторецепторов R7 – светочувствительных клеток, аксоны которых заканчиваются в шестом слое (М6) мозгового вещества или медуллы (medulla), которая представляет собой второй узел зрительной доли дрозифил, состоящий в целом из 10 слоев (от М1 до М10).

Исследователи создали мутантные эмбрионы мух, в которых фоторецепторы R7 не содержали генов LAR и Ptp69D. И оказалось, что у этих насекомых более 80 процентов аксонов R7 не заканчивались в слое M6. По мере развития они часто смещались назад или выходили из медуллы полностью.

Затем учёные использовали контролируемую температурой систему экспрессии генов, чтобы определить, как объединённая экспрессия генов LAR и Ptp69D повлияла на специфичное для слоя M6 смещение аксонов R7. На самом низком уровне экспрессии почти все аксоны R7 находились вне медуллы, но по мере повышения её уровней до нормальных, физиологических значений, аксоны R7 скапливались в слое M6.

Команда продолжила эксперимент и обратно внедрила гены LAR и Ptp69D в мутантных мушек. Их повторное введение минимизировало смещение и восстановило нормальное положение аксонов R7 в медулле. Этот спасательный эффект был подавлен, когда учёные воспользовались индуцированными мутациями, чтобы частично удалить восстановленные гены, влияющих на функции нейронов. Все эти результаты говорят о том, что внутриклеточная сигнализация от LAR и Ptp69D играет ключевую роль в формировании стабильных соединений в медулле.

Интересно, что восстановление только экспрессии LAR привело к тому, что R7-аксоны в основном оканчивались в слоях М0 и M6, в то время как восстановление экспрессии только Ptp69D приводило к окончанию этих аксонов в слое М3. Это наблюдение предполагает, что слои М0 и М6 содержат лиганды для LAR, а М3 – для Ptp69D.

Выводы, которые сделали исследователи, говорят о том, как аксоны взаимодействуют при развитии зрительной системы. Теперь одной из основных задач в будущих работах станет выявление лигандов LAR и Ptp69D, которые предположительно будут посредниками в конкретном слое.

http://neuronovosti.ru/neurocasts

Химики из университета штата Иллинойс совместно с их коллегами из университетов Пенсильвании, университета Вандербильда и университета Королевы Марии в Лондоне впервые сумели получить детальную структуру фибрилл альфа-синуклеина, ключевого белка болезни Паркинсона. Открытие опубликовано в Nature Structural and Molecular Biology.

При болезни Паркинсона молекулы альфа-синуклеина образуют длинные фибриллы, которые нарушают работу мозга. Это чем-то похоже на амилоидные бляшки при болезни Альцгеймера, однако структура синуклеиновых фибрилл до последнего времени оставалась неясной в силу ее сложности.

Большая коллаборация исследователей использовала метод твердотельной спектроскопии ядерного магнитного резонанса и подтвердила полученные структуры при помощи электронной спектроскопии и рентгеноструктурного анализа.

«Это первое определение структуры целых фибрилл белка, очень важных для патологии болезни Паркинсона. Наш результат откроет множество новых областей исследования для диагностики и лечения болезни Паркинсона»,  — говорит руководитель исследования Ринстра Чад,  профессор химии университета штата Иллинойс профессор химии.

http://neuronovosti.ru/a-sinucleine