Пятница, 15 Ноябрь 2019

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)


Вы можете оставить комментарии от своего имени, через сервисы представленные ниже:


Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

В Госдуме обсудили законопроект о новых механизмах переселения граждан - Россия 24




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

30 Сентября 2018, 15:16 Alexander

Санация идет по плану. Интересно, кто станет новым владельцем? ... »

5 Сентября 2018, 20:43 Larisa

"С жалобами на подземные толчки". Забавно)) ... »

27 Мая 2018, 04:50 Irina

Ошибка: До 2014 года только в Паттайе, по данным таиландских властей, бредили более 60 тысяч россиян. ... »

26 Мая 2018, 02:52 evgen69th

Здесь есть нацеленный обман, т.к. "аналогов которому в России до сих пор не существовало" - это откровенная ложь. Уже 17-й сезон существует Байкальский проект - https://baikalproject.com - который является первопроходцем образовательной ... »

29 Апреля 2018, 17:49 Denis

Точно Шмаков говорит, не допустят депутаты такого "равноправия" с обычными людьми. Подзажрались уже, даже если раньше были рабочими. пять лет в думе и бронзовеют. Хотя, было бы прикольно посмотреть, как они ... »

27 Апреля 2018, 07:39 Дина

Назначение Медведева на этот пост вновь будет большой ошибкой Президента. Мы голосовали за Путина без Медведева, ибо тот ,несмотря на хвалебные отчеты, практически саботирует вместе со своим кабинетом все инициативы Путина. ... »

16 Апреля 2018, 09:48 Kristel

Ну сколько они еще будут ее мучить? Издеваются над невинным человеком как хотят, Бога не боятся! ... »

Новости шоу-бизнеса

Появился трейлер "Спанча Боба: в бегах" с Киану Ривзом в роли мудрой полыни

Появился трейлер "Спанча Боба: в бегах" с Киану Ривзом в роли мудрой полыни

МОСКВА, 15 ноября —. Кинокомпания Paramount Pictures опубликовала на YouTube первый трайлер полнометражного анимационного фильма Спанч Боб: в бегах, в котором американский актер Киану Ривз сыграл мудрую полынь. Губка Боб с другом Патриком отправляется освобождать мяукающую улитку Гэри, которую кто-то похитил. … Прочитать