Так называют науку, которая изучает устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы. Все это нейробиология. Без нее никуда, когда заходит речь не только о проблемах общества, но и современных типах заболеваний.
Изучение поведения является также разделом нейробиологии, которая всё сильнее проникает в сферы психологии и другие науки. Нервная система, присущая многим живым существам, представляет особенный интерес для науки ввиду ее возможного улучшения, сложной схемы работы и прямого влияния на жизнь людей. Прорывы в сфере нейробиологии позволят нам решить проблемы старения, психологических расстройств, душевных болезней, работы мозга и многого другого: в том числе и заглянуть в тайны работы нервной системы человека.
Человеческий мозг состоит из нейронов – мозговых клеток, которые взаимодействуют друг с другом посредством электрических сигналов. Активность нейронов лежит в основе наших мыслей, эмоций и поведения, вот почему мозговые волны меняются в зависимости от того, что мы делаем и чувствуем: при выполнении сложных когнитивных и/или физических задач электрические сигналы, вызванные активностью миллиардов нейронов, могут выравниваться по определенным частотам, подобно волне, где пик представляет собой всплеск нейронной активности, а спад – ее снижение. Самое интересное, однако, происходит, когда мы общаемся друг с другом. Результаты ранее проведенных исследований показали, что когда люди общаются или делятся впечатлениями, их мозговые волны синхронизируются. Но что это означает и почему так сильно интересует ученых?
Чтение мыслей человека уже не кажется чем-то совсем фантастическим, как это было еще 10-20 лет назад. К примеру, уже давно существуют бионические протезы, которые управляются силой мысли, и даже интерфейсы мозг-компьютер. На их основе несколько лет назад были созданы мозговые импланты-декодеры, которые позволяют парализованным людям мысленно составлять слова или даже целые предложения. Однако эти устройства имеют ряд недостатков, поэтому не получили широкого распространения. Теперь же американские ученые предложили другой способ “сканирования мозга”, который не требует вживления в мозг имплантата. Вместо этого искусственный интеллект распознает мысли по активности мозга.
Пока все наблюдают за Илоном Маском в Твиттере, команда Neuralink (также детище миллиардера) продолжает работу над усовершенствованием мозговых имплантатов. Ранее Илон Маск сообщил об успешном вживлении чипа в мозг обезьяны, благодаря чему последняя играла на компьютере и даже включала телевизор силой мысли. Напомним, что компания разрабатывает интерфейсы для мозговых чипов, которые, по ее словам, призваны помочь пациентам с ограниченными возможностями снова двигаться и общаться. Осуществить задуманное компании помогают животные, особенно обезьяны – на недавно опубликованных видео подопытная мысленно управляет курсором на мониторе, нажимая на кнопки виртуальной клавиатуры. До сих пор Neuralink тестировала устройство на овцах, свиньях и приматах но, по словам главы компании, через полгода готова приступить к испытаниям на людях. Новейшая разработка позволит печатать на компьютере и телефоне силой мысли, без использования рук.
Наркоз, если говорить научным языком — это искусственно вызванное состояние торможения ЦНС, в результате которого пациент засыпает, теряет сознание, происходит расслабление его мышц, а также снижение или отключение некоторых рефлексов. Вместе с тем теряется болевая чувствительность. Наркоз, как известно, используют для людей и животных. Но, как выяснили ученые, он также действует на растения. Казалось бы, они и так не двигаются и не имеют нервных окончаний, как в таком случае может проявляться действия наркоза? Напомню, что существуют растения, способные двигаться. К таким относится мухоловка, кизил канадский, мимоза стыдливая и некоторые другие. На таких видах ученым и удалось обнаружить действия наркоза. Надо сказать, что впервые влияние анестетиков было обнаружено еще в XIX веке. Тогда для эксперимента ученые использовали диэтиловый эфир (обеспечивает местное обезболивание) на мимозе стыдливой. Это растение опускает листья в результате прикосновений, но диэтиловый эфир обездвижил растение. Теперь же ученым удалось выяснить как именно влияет наркоз на растения.
По данным Всемирной организации здравоохранения, во всем мире от нарушений зрения страдает около 2,2 миллиардов человек. В большинстве случаев решить проблему можно при помощи очков, контактных линз или несложных операций по восстановлению зрения. Однако, бывают и тяжелые случаи, когда человек полностью теряет возможность видеть окружающий мир. Недавно российские ученые провели испытания нейроимпланта ELVIS, который захватывает картину окружающего мира при помощи двух камер и передает эту информацию прямо в головной мозг. В тестировании принял участие шестилетний самец павиана — обезьяна из семейства мартышковых. После установки всей системы, он хоть и не смог видеть на все 100%, но различал очертания предметов и людей. Российские ученые считают, что нейроимплант ELVIS можно будет устанавливать в организмы людей уже в 2027 году.
Выращивание органов — это перспективная технология, которая позволяет людям не ждать донорских частей тела для пересадки в случае серьезных болезней. Благодаря ей, медики могут вырастить искусственный мочевой пузырь или другой несложный орган, пересадить его в организм человека и спасти ему жизнь. Выращенные искусственным образом органы принято называть органоидами. Помимо получения донорских органов, ученые используют эту технологию для изучения разных болезней человека и изобретения методов их лечения. Наука постоянно развивается и недавно немецким ученым в очередной раз удалось пробиться вперед и вырастить в лаборатории небольшой головной мозг. Результат оказался настолько хорошим, что впоследствии на сложном органе начали развиваться настоящие глаза. Звучит как что-то сложное и это действительно так. Однако, весь процесс выращивания головного мозга можно объяснить простыми словами.
В прошлом году специалисты из Google и Гарвардского университета создали первую 3D-карту мозга плодовой мушки. На ней можно увидеть 20 миллионов синапсов, которые связывают между собой 25 миллионов нейронов. Четверть мозга плодовой мушки, нанесенные на карту, стали важной работой в области нейронаук коннектомики, которая изучает структурные связи мозга. Теперь же ученым удалось визуализировать (пусть и крохотный) участок человеческого мозга. Это стало возможным благодаря изъятию мозговой ткани в ходе операции на мозге 45-летней женщины, страдавшей от эпилепсии. Причиной операции стала неэффективность лекарственных препаратов, поэтому хирургам пришлось также удалить здоровые сегменты мозга. Нередко пациенты решают пожертвовать извлеченный материал в исследовательских целях, что и произошло в ходе нового исследования. И все же, самое потрясающее в этой новости заключается в том, что один кубический миллиметр ткани, или один пиксель на МРТ, можно рассмотреть в максимальной детализации онлайн.
Как-то раз, выйдя из дома в красной куртке, я попала под дождь. Так произошло и в следующий раз, стоило мне одеться так же и выйти на улицу. Выходит, каждый раз, когда на мне красная куртка, идет дождь? Разумеется, нет. Но наше мышление устроено таким образом, что может сыграть с нами злую шутку – теперь каждый раз, когда я надеваю красную куртку, я беру с собой зонт. В этом нет совершенно никакого смысла, так почему же я продолжаю ассоциировать верхнюю одежду определенного цвета с дождем? Ответ на этот вопрос, как ни странно, берет начало в 1975 году, когда исследователи из Стэндфордского университета провели ряд увлекательных экспериментов, пытаясь понять, как формируются наши убеждения. Пригласив группу студентов, ученые вручили им пары предсмертных записок, одна из которых была написана случайным человеком, другая – человеком, который впоследствии покончил с собой, а затем попросили отличить подлинные записки от поддельных. Результаты научной работы оказались удивительны и впоследствии были подтверждены множеством других исследований.
Ученые из американского штата Калифорния создали технологию, которая позволяет людям писать текстовые сообщения силой мысли. Они вживили в голову человека несколько чипов, которые считывают активность его мозга и преобразуют ее в рукописный текст на экране. Считается, что такая технология вернет парализованным людям возможность общаться со своими родственниками и окружающим миром в целом. На самом деле, эта технология уже не нова, однако раньше испытуемые могли печатать только около 40 знаков в минуту, в то время как средняя скорость печати на клавиатуре за такое время составляет 190 символов. Новая версия технологии почти вдвое увеличила этот показатель, а в будущем исследователи намерены сделать печать слов силой мысли молниеносным процессом. Давайте разберемся как все это работает — как всегда, максимально понятно и без сложных терминов.
Всем нам кажется, что мы осознаем собственную смертность. Но это – очередная иллюзия, искусно созданная мозгом. Еще в 2019 году израильские ученые выяснили, что на самом деле мы не верим в то, что умрем. Наш мозг воспринимает уход из жизни как нечто, что происходит только с другими, стремясь защититься от мыслей о неизбежности кончины. И все же на Земле существуют люди, которые ежедневно сталкиваются со смертью и изучают ее. О последних предлагаю поговорить подробнее, ибо повод уж очень подходящий. Как показали результаты исследования американских ученых, по меньшей мере через сутки после смерти в коре человеческого мозга наблюдается экспрессия генов – процесс преобразования наследственной информации от гена в белок или РНК (функциональный продукт). По сути, часть генов в мозге становится активнее, усиливая рост клеток. О том, что представляют собой «зомби-гены» и почему их необходимо учитывать в посмертных исследованиях тканей мозга, а также при изучении неврологических и психических заболеваний, рассказываем в этой статье.