открытия май

Традиционно ученые считали общую анестезию биологическим выключателем, который погружает разум в абсолютную пустоту без восприятия и памяти. Однако свежее исследование показало, что человеческий мозг под наркозом продолжает работать. Используя нейропиксельные зонды толщиной меньше человеческого волоса, которые способны фиксировать нервные импульсы между клетками, нейрохирурги обнаружили активность в гиппокампе — центре памяти человека. Даже когда пациент находился в глубоком медикаментозном сне, его нейроны продолжали анализировать звуки, различать существительные и другие части речи, и, даже предугадывать следующее слово в предложении на основе контекста.

Важно понимать, что эта скрытая активность отражает местную работу отдельных нейронных цепей, а не активность всей поверхности мозга. Если гиппокамп способен обрабатывать язык и учиться в бессознательном состоянии, это дает надежду на создание методов стимуляции мозга для пациентов в коме или вегетативном состоянии. Врачи могут научиться обходить поврежденные участки нейронных связей, буквально пробуждая отдельные участки мозга.

1. Оказывается, мозг человека обрабатывает слова даже в состоянии глубокого наркоза (Источник: Unsplash)

Исследование нейробиологов из Калифорнийского университета подтвердило, что терапевтическая ценность псилоцибина, психоактивного вещества в грибах, заключается в перестраивании работы мозга. Эксперимент с участием здоровых добровольцев показал, что однократная высокая доза вещества в 25 мг вызывает резкий всплеск энтропии мозга: состояния, при котором нейронная активность становится максимально разнообразной и спонтанной. Этот кратковременный информационный хаос служит катализатором чувства психологического озарения пациента на следующий день. И чем выше был уровень энтропии, тем глубже оказывался психологический эффект на следующий день. Ученые установили прямую связь между интенсивностью изменений психики и уровнем эмоциональной благополучия человека даже спустя месяц после приема вещества. Это доказывает, что переживания под воздействием психоделиков могут иметь терапевтический эффект.

Однако изменения коснулись не только психики, но и самой архитектуры мозга. Спустя тридцать дней после эксперимента сканирование методом диффузионно-тензорной томографии выявило укрепление целостности белого вещества, соединяющего разные отделы мозга. В то время как при обычном старении эти проводящие пути постепенно размываются и деградируют, после приема псилоцибина нервные связи между префронтальной корой и подкорковыми структурами стали более плотными. После перестройки участники легче отказывались от заученных и привычных действий, что подтверждалось психологическими тестами. Фактически один прием препарата помог мозгу перезагрузить устоявшиеся схемы, заменив их более устойчивыми и эффективными.

2. Псилоцибин содержится более чем в 200 видах грибов (Источник: Unsplash)

Исследование, охватившее данные почти полумиллиона человек, подтвердило, что функции сна выходят за рамки отдыха мозга, и напрямую влияют на биологические ритмы старения. Используя оценку двух десятков молекулярных часов, ученые проанализировали темпы износа 17 ключевых органов и обнаружили, что для большинства людей оптимальное количество сна составляет от шести до восьми часов. Любопытно, что разным органам нужно разное количество сна для восстановления: сердцу хватает и шести часов, когда мозг требует полноценного восьмичасового покоя. Избыток сна также заставляет ткани стареть быстрее, как и недостаток.

Хотя ученые пока спорят, провоцирует ли плохой сон болезни, или же само разрушение здоровья лишает нас покоя по ночам, исследователи подчеркивают, что эта связь работает в обе стороны. В отличие от генетической предрасположенности, режим сна остается одним из немногих факторов долголетия, который поддается осознанной коррекции. Регулярное попадание в золотой диапазон отдыха не только снижает риск развития диабета и депрессии, но и позволяет синхронизировать работу органов и предотвратить их преждевременный износ.

3. Избыток сна также старит организм, как и его недостаток (Источник: Unsplash)

Синдром сухого глаза, от которого страдают около полутора миллиардов человек, долгое время оставался трудной задачей для офтальмологов, ведь существующие препараты часто вызывают побочные эффекты и лишь отчасти убирают симптомы. Однако исследователи из Национального университета Сингапура решили подсмотреть решение проблемы у растений. Ученые разработали технологию LEAF — наноструктуры, выделенные из хлоропластов шпината, которые отвечают за реакции фотосинтеза. Попадая в клетки роговицы в составе глазных капель, они начинают использовать обычный окружающий свет для синтеза НАДФН, необходимый организму для нейтрализации агрессивных форм кислорода, которые и запускают воспаление и разрушение тканей глаза.

Результаты доклинических испытаний впечатляют. В мышиных глазах, подключенных к поддержке фотосинтезом, уровень антиоксидантной защиты возрастает в десятки раз, что позволяет восстанавливать поврежденную роговицу всего за пять дней. Это превосходит эффективность классических средств при полной безопасности для тканей. Ученые полагают, что использование света для подзарядки клеточных механизмов может стать универсальным методом лечения не только глазных болезней, но и других болезней кожи и мышечных повреждений.

4. Ученые использовали хлоропласты обычного шпината (Источник: Unsplash)

Более десяти лет научное сообщество воспринимало направляющую РНК как необходимую деталь системы CRISPR, ведь без нее ферменты Cas не смогут найти и разрезать нужный участок генома. Однако недавнее исследование ученых из Университета Флориды доказывает, что привычные редакторы ДНК работать и с ДНК-гидами. Разработанная командой платформа имитирует критически важные структурные элементы РНК, позволяя перенаправлять белки на РНК.

Переход на ДНК-управляемую систему позволяет воздействовать на активность генов через РНК, не затрагивая при этом саму геномную ДНК. Благодаря высокой гибкости один фермент Cas12a может одновременно редактировать геном и регулировать экспрессию генов, что было практически недостижимо ранее. Поскольку гидовые ДНК гораздо устойчивее к деградации и легче масштабируются, эта технология может быстро эволюционировать в полноценный диагностический и клинический стандарт, предлагая врачам беспрецедентный уровень контроля над клеточными процессами и лечению наследственных заболеваний.

5. Использование направляющей ДНК в системе CRISPR/Cas позволяет одновременно редактировать геном и регулировать активность генов (Источник: Magnific)