Удаление нейронов привело мышей к «просветлению» — Naked Science
6 минут
Редакция

Удаление нейронов привело мышей к «просветлению»

Ученые из Стэнфордского университета обнаружили в продолговатом мозге мышей субпопуляцию нейронов, удаление которых позволило замедлить ритм дыхания и снизить тревожность животных. Результаты исследования представлены в журнале Science.

giphy
©Wikipedia

Известно, что глубокое и размеренное дыхание снимает нервное напряжение. Однако до сих пор то, как смена ритмов дыхания влияет на стресс, оставалось неясным. Регуляция дыхания осуществляется специальным центром, который состоит из нескольких элементов и расположен в продолговатом мозге. В новой работе американские специалисты изучили комплекс пре-Бетцингера (preBötC): его нейроны способны инициировать дыхательный процесс и регулировать дыхание путем воздействия на моторные нейроны, заставляя организм совершать вдохи.

 

В рамках исследования авторы проанализировали экспрессию порядка 19 тысяч генов из базы данных по эмбрионам мышей и выделили ген Cdh9, который сильно экспрессировался в комплексе пре-Бетцингера. Затем с помощью метки mOrange ученые разделили целевые нейроны по характеру экспрессии нескольких транскрипционных факторов на семь групп. Наиболее примечательной оказалась крупная субпопуляция Cdh9/Dbx1, которая включала в себя примерно 175 нервных клеток в каждой половине мозга. Согласно прошлым работам, удаление всех нейронов, экспрессирующих белок Dbx1, нарушает дыхание и приводит к смерти мыши.

 

Посредством гистологического исследования команда пришла к выводу, что ряд обнаруженных нейронов активируется непосредственно перед инициацией вдоха или во время нее, при этом Cdh9/Dbx1 экспрессировались только в этих клетках. После этого специалисты удалили эту субпопуляцию из продолговатого мозга живых мышей из экспериментальной группы с помощью дифтерийного токсина. Примечательно, что процедура не привела к летальному исходу: спустя год у подопытных особей также не наблюдалось значительных изменений во времени выдоха и вдоха, а характер дыхания сохранялся при колебаниях уровня кислорода в окружающем воздухе и во сне.

 

Схема нейронного пути, получившего название «пранаяма» / ©Yackle et al/ / Science, 2017

 

В то же время удаление субпопуляции повысило частоту смены режимов дыхания. Так, мыши из экспериментальной группы в среднем стали дышать спокойнее и медленнее, реже занимались исследованием новых территорий и чаще — собственной шерстью. Согласно электрокортикографическому анализу, у таких животных увеличилась низковолновая (в том числе дельта-) активность, характерная для глубокого сна. Схожие изменения наблюдались после удаления нейронов голубого пятна — ядра ствола мозга, связанного с реакцией на стресс и циклами сна/бодрствования. Введение меток в голубое пятно также привело к окрашиванию субпопуляции Cdh9/Dbx1.

 

По мнению авторов, нейроны этой группы служат связующим звеном между мозгом и центром стресса, отвечая за смену ритмов дыхания. Между тем ранее другая группа ученых показала, что искусственная стимуляция тета-активности мозга, ассоциирующаяся с фазой быстрого сна и медитативным состоянием, снизила тревожность у мышей. В сочетании с новыми данными это может помочь в разработке методов борьбы с тревожными расстройствами, паническими атаками и синдромом внезапной детской смерти, который, предположительно, связан с неадекватной реакцией центров стресса на дефицит кислорода.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 11:58
2 минуты
Илья Ведмеденко

Компания Leidos поставила Военно-морским силам США автономный корабль Seahawk — «побратима» знаменитого Sea Hunter.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

6 апреля
7 минут
Мария Азарова

Новое исследование показало, что на ранних этапах образования и развития эмбриона лицо и мозг взаимно формируют друг друга при помощи как структурных эффектов, так и межклеточной коммуникации. Однако дело в том, что это взаимодействие, как выяснилось, не влияет на дальнейшее развитие мозга, в том числе на поведенческие и когнитивные особенности человека.

7 апреля
21 минута
Редакция

Большинство современных курсов по программированию просят у вас деньги вперед и не гарантируют трудоустройства. Но качественное образование, как ни крути, дороже пары чашек капучино. Что, если вы в него вложитесь, но в итоге не сможете устроиться? Есть способ обойти такой неприятный исход — оплатить обучение, только если после него вы действительно устроились на работу, где реально программируете. Рассказываем о нюансах.

7 апреля
5 минут
Сергей Васильев

Американские ученые показали, что, глядя на выражение боли на лице другого человека, мы воспринимаем мужчин как страдающих сильнее, чем женщин.

11 марта
7 минут
Василий Парфенов

Абсолютно фантастический варп-двигатель, с теоретической точки зрения, интересен тем, что принцип его работы сам по себе не нарушает никаких законов физики. Вот только для работы такого устройства потребуются несуществующие материалы с невозможными свойствами — например, отрицательной плотностью энергии. Однако немецкий физик внимательно изучил более ранние научные работы по теме и нашел хитрую лазейку, которая позволяет хотя бы теоретически описать подобный способ передвижения без использования экзотических и аномальных материй.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: