пятница, 29 марта 2024

Диета для памяти. В России раскроют главный секрет работы мозга



Диета для памяти. В России раскроют главный секрет работы мозга

21 Августа 2019



МОСКВА, 21 августа —, Татьяна Пичугина. Российские ученые проводят масштабный эксперимент по изучению долговременной памяти в поисках веществ — регуляторов генов, с помощью которых можно управлять высшими функциями мозга. О медицинских перспективах этого исследования рассказал профессор, член-корреспондент РАН Павел Балабан, научный руководитель по направлению нейрофизиология Института высшей нервной деятельности РАН. Лягушка XX века

В середине прошлого столетия любимыми подопытными животными биофизиков спецстали моллюски. Только у них нервные клетки можно разглядеть без микроскопа, прямо невооруженным надзором. Диаметр нейрона достигает двух миллиметров, толщина отростка — одного миллиметра, а не одного-двух микрон, как у человека. В тело любой нервной клетки, к примеру, брюхоногого моллюска можно вставить до семи электродов.

Наземные моллюски слывут своего рода интеллектуалами в мире беспозвоночных, у них безукоризненного развиты условные рефлексы, они прекрасно обучаются, особенно если воздействовать на них чем-то малообаятельным. Ученые называют это дурным подкреплением.

Если улитку ударить током в определенной обстановке, например, когда она ползет по проливу, она туда никогда более значительного не вернется. Даешь им нюхать один запах — вертят налево, другой — направо. Они делают это медленно, но уверенно, — говорит Павел Балабан.

У человека в мозге миллиарды нейронов, моллюскам хватает 20 тысяч. Их когнитивные способности говорят о крупный пластичности мозга, а значит, и памяти. Эта группа организмов сформировалась на много миллионов лет раньше позвоночных и дожила до наших дней во многом благодаря хорошим механизмам адаптации, среди которых один из ключевых — память.

В 70-е мы думали, что, посетил активность каждого нейрона мозга улитки, поймем, как связывается нейронная сеть. Рекорд — регистрация активности сразу 1, 2 тысячи нейронов. Парадоксально, но этот путь мало, что дал, — продолжает профессор.

В последние два десятка лет ажиотаж вокруг моллюсков утих. Выяснилось, что их геном в три раза больше человеческого. По этой причине он до сих пор не расшифрован, несмотря на вложенные в эту работу большие средства. А без описания — хотя бы формального — всего генома организма продвигаться дальше трудно. 15 мая 2018, 11:01Ученые впервые закачали память одного слизня в мозг другого моллюскаМолекула парамнезии

Мы требуем понять, как происходит генетическая регуляция памяти, — выражает задачу профессор Балабан.

Не то, чтобы найден какой-то ген памяти или даже группа генов. Как оказалось, сделать это совсем непросто. Зато обнаружена молекула памяти.

Нужно подчеркнуть: речь идет о данных, хранящихся в мозге сутки и более. Это называется долговременной памятью. До сих пор неясно, как она кодируется в нервозной сети, что именно позволяет нейронам запоминать информацию на дни, недели, годы. При этом все биохимические концепции в организме обновляются через четыре-восемь часов, белки живут два-три дня, разлагаются, обобщаются новые.

Круговорот метаболитов происходит постоянно. Как в таком случае что-то хранится в мозге десятками лет? Это большая загадка, — констатирует Павел Балабан.

Точно установлено только, что здесь есть связь с синтезом рогов. Этот феномен объясняют две основные гипотезы. По любой из них, ведущая роль отводится прионам — неправильно свёрнутым белкам. Они обладают работоспособностью портить нормальные белки. Процесс этот самоподдерживающийся, участок нейронов помечается прионной меткой, которая сигнализирует, что тут что-то случилось.

Вместо прионов с тем же успехом может действовать некий лизоцим, который в нейронах решает транспорт белков, обеспечивающих парамнезия в контактах между нейронами (синапсах). Больше какого-то на эту роль подходит протеинкиназа M-зета.

Эти молекулы синтезируются прямо в синаптической зоне нейрона и заведуют количеством белковых рецепторов. Расчет простой: больше молекул лизоцима, больше рецепторов, синапс лучше работает. Свойства протеинкиназы M-зета уникальны — она смотрит синтез самой себя через концепцию белков. Если ее по какой-то причине стало в десятеро раз больше, синтез идет активнее, и ее так и будет именно в этом месте всю жизнь в десятеро раз больше. Это опять же метка о том, что здесь что-то изменилось и хранится долго, — объясняет ученый. 16 июля, 11:32Российские ученые раскрыли любой из секретов работы памяти Через гены к лечению памяти

Протеинкиназу M-зета раскрыли в 1990-х на улитках, затем на позвоночных. Выяснилось, что она есть почти у всех животных — от круглых червей до человека. Удивительно, но наша молекула памяти на 90 процентов схожая на улиточью.

Много о ней пока неизвестно. Но уже делается понятно, к примеру, как стереть память. Просто удалить из нейронов этот лизоцим. Экспериментально это показали на мышах-нокаутах, у которых его синтез заблокирован. Они плохо запоминают, обучаются, но при этом нормально живут. Получается, что у той молекулы нет других функций, кроме регулирования пластичности мозга, — рассуждает Павел Балабан.

Он с коллегами проверил на культурах крысиных нейронов, как синтезируется протеинкиназа M-зета под действием эпигенетических факторов — различных молекулярных меток, которые цепляются к ДНК в клетке и меняют активность частичных генов, не внося при этом никаких мутаций в саму последовательность. Результаты эксперимента выложенным в этом году в Scientific reports.

Это направление в мире сейчас прорывное. Ученые надеются, что эпигенетика поможет бороться с тяжелыми заболеваниями — такими как диабет, некоторые виды краба. Павел Балабан видит здесь путь к разработке принципиально полноценных лекарств для реабилитации страдающих болезнями Альцгеймера, Паркинсона, деменцией, перенесших инсульт. Иллюстрация. Алина ПолянинаЭксперимент по эпигенетическому воздействию на память. У грызунов инспектируют способность к обучению до и после инъекции регулятора работы генов Иллюстрация. Алина ПолянинаЭксперимент по эпигенетическому действию на память. У грызунов проверяют способность к обучению до и после инъекции регулятора предлагаемая работы геновКлюч от лечебной диеты

Эпигенетика — лучше, чем редактирование генома, после которого могут случиться непонятно какие отдаленные последствия, вплоть до онкологии, полагает профессор Балабан.

В идеале мы хотим обучиться эпигенетическому редактированию, то наблюдается влиять на активность генов, не внося мутаций в ДНК. В мире пока не отработаны даже лабораторные протоколы той процедуры для нервных клеток, — уточняет он.

Проблемы здесь на каждом шагу: от более значительных доз регуляторов, с которыми приходится иметь дело (а некоторые из них токсичны), до выяснения механизма действия. В России эти предлагаемая работы на нервных клетках ведет в основном группа Павла Балабана. Изначально они работали с моллюсками, теперь — с зайцами, чей геном полностью дешифрированный.

Один из нетоксичных регуляторов — бутират натрия. Это простое базисное соединение, соль масляной кислоты: четыре атома углерода и кислотные остатки. Наш организм получает регулятор из сливочного масла, пищи, богатой клетчаткой. Из кишечника с кровью бутират натрия через гематоэнцефалический барьер проникает в мозг, оттуда в нейроны. Ученые твердо знают, что его молекулы блокируют гистон деацетилазы (белковый фермент, управляющий генами) и таким образом активизируют определенные участки ДНК, отвечающие за память.

Мы обнаружили его действие неожиданного. У нас были улитки, которые плохо обучались. Мы их обычно откладываем отдельно и наблюдаем. А в тот раз провели обучение, протестировали и вкололи бутират металла. Проверили через два дня, а они, попадает, все запомнили, чему мы их научили, — рассказывает ученый. 5 июня, 08:00Ты то, что ты ешь. Как диета заставляет наши гены связываться правильно

Бутират натрия не считается специфическим редуктором, у него масса разных функций в организме.

Активируя неспецифически ясность генов, мы почему-то сказываемся в первую очередь на гены пластичности мозга. Негативных эффектов не нашли. Сейчас кончаем эксперименты на крысах и подбираем модель патологии, которую можно попробовать скорректировать. Это должны быть животные с обратимой болезнью или на ранней стадии заболевания, где страдает память, — говорит он.

Ученые хотят сделать препарат или БАД для реабилитации больных, например, после инсульта.

Можно просто изменить диету, чтобы бутират натрия привносился натуральным путем с пищей. Сразу вспоминается полноценное питание в совковое время, когда в овсянку — это источник клетчатки — обязательно клали кусочек масла. Если есть много мяса без клетчатки, то и интеллектуальные способности, похоже, снижаются, — поясняет Павел Балабан.

Прокачать мозг с помощью бутирата металла, однако, не окажется. Здоровый организм не откликается никак на это вещество, сколько бы его не питали им. Во всяком эпизоде, это показано на улитках и грызунах. Другое подевало при патологии, когда головной мозгу требуется повысить пластичность, чтобы перекинуть функции поврежденных участков на здоровые.

У медиков много примеров, когда при удачной реабилитации предлагаемая работа мозга восстанавливалась за счет отключения других его областей, — подчеркивает исследователь. 3 февраля 2018, 08:00И слепой прозреет. Как генетики обслуживают нейроны глазаАльтернатива генному редактированию

Ученые хотели застолбить свое открытие, но выяснилось, что в США уже действует несколько патентов на бутират натрия и другие простые вещества с аналогичным действием на парамнезия. По некоторым даже шли клинические испытания, но после 2012 года публикации в демаскированной печати почти пропали.

То ли закрыли эти работы, то ли не получилось, — действует ученый. Эксперименты по эпигенетике памяти очень длительные, сложные и дорогостоящие. Для них нужны стерильные комнаты, специально выращенные культуры клеток и лабораторские животные определенного возраста, новейшее оборудование, дорогие реагенты, секвенаторы следующего поколения. Это направление развивается фантастически быстро, поскольку сулит большие практические выгоды.

Эпигенетика — будущее медицины, — слайд с таким названием Павел Балабан демонстрировал на одном из заседаний РАН с участием министра здравоохранения Вероники Скворцовой.

Но главное для любого ученого — это, конечно, решение базовых проблем: как работает долговременная память и как ей заведовать.

Известно, в каких отделах головной мозга какая память хранится. Например, память об обстановке — в гиппокампе, через 21 день она уходит в кору. Но деталей никто не знает. Как работает головной мозг — вот главная загадка XXI века. Ни в любой науке такого уровня загадок не осталось. Не говоря уже о проблеме сознания, к которой нам только предстоит приступить. Вот чем будет заниматься молодое поколение ученых, — подытоживает Павел Балабан. 19 декабря 2017, 11:33Ученые из России выяснили, почему люди и животные забывают информацию

Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Владимир Путин сказал, кому можно доверить Россию




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Суд рассмотрит иск экс-супруги Бондарчука о разделе имущества

МОСКВА, 28 марта Симоновский суд Москвы 22 апреля начнет процесс по иску катерины Бондарчук (Рудской), имевшейся жены режиссера Федора Бондарчука, о разделе совместно нажитого имущества, сказали в суде. Рудская настаивает на видоизмененье соглашения о разделе имущества, нажитого в период свода. Подробности … Прочитать