September 11th, 2017

Бессонница и СДВГ – две стороны одной патологии

Около 75 процентов детей и взрослых с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) имеют проблемы со сном, но до сих пор считалось, что это друг с другом не соотносится. Но сейчас учёные предлагают новую теорию, согласно которой большая часть случаев СДВГ связана именно с отсутствием регулярного циркадного ритма. Эта работа представлена на Конгрессе по трансляционным и прикладным нейронаукам в Париже, прошедшем 2-5 сентября.

Бессонница и СДВГ

Существуют обширные исследования, показывающие, что люди с СДВГ склонны плохо спать. Работа, которую провели в Амстердаме, доказывает, что недуг и циркадные нарушения у большинства пациентов крайне тесно переплетены между собой.
«Мы думаем, что из-за нестабильности дневного и ночного ритмов нарушается синхронизация сразу нескольких физических процессов, а не только сна: например, температуры, двигательной активности, времени приема пищи и т.д. И если посмотреть внимательно, то оказывается, что СДВГ и бессонница – две стороны одной и той же физиологической и умственной медали», — говорит Сандра Куэй (Sandra Kooij), доцент психиатрии Медицинского центра Университета VU, Амстердам и основательница Европейского общества взрослого СДВГ.

Оказалось, что у 75 процентов пациентов с СДВГ все «сонные» физиологические признаки – изменения уровня мелатонина, обусловленные сном изменения двигательной активности – задерживаются на 1,5 часа. Эти же изменения происходят и с регуляцией температурного режима организма (обусловленные мелатонином).

Помимо этого с СДВГ связаны многие расстройства, которые иногда наблюдаются во сне: синдром беспокойных ног, сонное апноэ, синдром фазовой задержки сна и некоторые другие. У таких пациентов крайне часто настороженное поведение к вечеру усиливается, что связано с возбуждением адренергической системы, с чем связана и бессонница.

К тому же многим страдающим дефицитом внимания пользу оказывает приём мелатонина вечером или терапия ярким светом по утрам, что помогает «сбрасывать» циркадный ритм. Это же поможет и при хроническом позднем сне, который ведёт к хроническому сонному дефициту и становится причиной многих соматических патологий.
«Мы работаем над подтверждением этого физио-психического отношения через поиск биомаркёров, например, анализ уровня витамина D, уровня глюкозы крови, уровня кортизола, 24-часового артериального давления, вариабельности сердечного ритма и так далее. Мы подтвердили корреляцию, но теперь есть интригующий вопрос: вызывает ли СДВГ бессонницу, или наоброт – бессонница вызывает СДВГ? Если верен последний вариант, то мы сможем лечить некоторые формы болезни не фармакологическими методами, а физиологическими – изменением структуры сна, снижением светового «загрязнения», а также предотвращением негативного влияния хронической потери сна на здоровье», – отмечает Куэй.


Текст: Анна Хоружая


Ссылка на источник

promo alev_biz 21:17, yesterday 2
Buy for 20 tokens
Эта заметка продолжает цикл «Как нам обустроить климат Земли» и повествует о том, как люди, радеющие о будущем планеты, ради благой цели могут слегка кривить душой. Предыдущие части читать здесь, здесь и здесь. На канале National Geographic есть прекрасный сериал «…

ИИ помог создать функциональный атлас головного мозга дрозофилы

Команда американских ученых обучила компьютер распознавать поведение насекомых и связывать его с работой отдельных групп нейронов. Это помогло исследователям создать атлас нейронной активности головного мозга дрозофилы обыкновенной (Drosophila melanogaster) во время разных видов деятельности, как двигательной, так и поведенческой. Полный текст статьи доступен для прочтения на сайте журнала Cell.

ИИ помог создать функциональный атлас головного мозга дрозофилы

Составление функционального атласа головного мозга с разметкой работы каждой группы нейронов - задача не из легких. Подобными проектами занимаются широко финансируемые государством предприятия, такие как BRAIN Initiative в США и Human Brain Project в Европе. Однако, прежде чем добиться успеха в создании функционального атласа нейронной активности мозга человека, который содержит 85 миллиардов отдельных клеток, нужно разобраться в активности мозга особей с менее развитой и сложной мозговой системой — например, насекомых.

Авторы нового исследования изучили поведение 400 тысяч особей вида дрозофилы обыкновенной (Drosophila melanogaster). Эти насекомые — часть другого проекта научно-исследовательской организации Janelia в Вирджинии. Мозг каждой из изученных особей «настроен» на активацию отдельно взятой группы нейронов. Задача, которую поставили перед собой ученые в новой работе, заключалась в соотнесении поведения отдельной особи с активностью ее головного мозга.

Ученые собрали 225 дней (практически 500 терабайт) видеоматериала, изображающего 14 разных видов поведения (передвижение, попытки спаривания, избегание сородичей, взмахи крыльев) особей дрозофилы обыкновенной. Затем, с помощью технологии JAABA (Janelia Automatic Animal Behavior Annotator), позволяющей автоматически распознавать различные виды деятельности и поведения животных, они соотнесли каждый отдельный вид поведения с активными нейронными связями. В результате ученые смогли создать функциональную карту головного мозга, изображающую нейронные корреляты различных видов деятельности. С результатами работы ученых можно ознакомиться по ссылке.

Ученые считают, что усовершенствование их метода сможет в скором времени помочь изучить нейронную активность головного мозга намного более сложных по структуре организмов, даже человека.

Автор: Елизавета Ивтушок


Ссылка на источник

Биологи изучили роль нейроглии в формировании зрительной системы

Команда биологов из Нью-Йоркского университета изучила процесс развития головного мозга на примере зрительной системы мух-дрозофил. Ученые выяснили, что важную роль в процессе формирования проекции сетчатки в коре головного мозга играет глия — вид вспомогательных клеток нервной ткани. Статья опубликована в журнале Science.



биологи изучили роль нейроглии в формировании зрительной системы
Микроглия через конфокальный микроскоп

Важной составляющей зрительной системы позвоночных является проекция сетчатки в коре головного мозга — перенос информации с нейронов сетчатки к нейронам головного мозга. Зрительная система некоторых видов насекомых организована похожим образом: информация, полученная фоторецепторами каждого из омматидиев (отдельных структурных составляющих «глаза» насекомого) поступает к ламине — скоплению нейронов в оптической доле. За формирование зрительной системы в мозге насекомых отвечает эпидермальный фактор роста — белок, секретируемый нейронами сетчатки, который стимулирует развитие омматидиев. В сформированной зрительной системе аксоны нейронов сетчатки соединяют фоторецепторы с оптическим полем, а глия (также известная как нейроглия) — совокупность вспомогательных нервных клеток — участвует в закреплении этой связи. Однако, точная роль и важность нейроглии в этом процессе до сих пор не была изучена.

Авторы новой работы проверили возможную роль, которую играют глиальные клетки в формировании зрительной системы мозга обыкновенной дрозофилы. Для этого ученые использовали зеленый флуоресцентный белок — белок, часто используемый в биологии в качестве «метки» для детектирования молекулярных изменений. Они проследили за распределением этого вещества, соединенного с нейроглией, в развивающейся зрительной системе мушек, а именно в процессе дифференциации различных частей ламины.

Исследователи выяснили, что глия играет важную роль в коммуникации между фоторецепторами и нейронами ламины в развивающейся зрительной системе дрозофил. Под действием эпидермального фактора роста, глия синтезирует пептиды, необходимые для разделения частей ламины. Более того, ученые выяснили, что при отсутствии глии связь между нейронами сетчатки и оптической долей не может наладиться.

Работа показывает важную роль вспомогательных клеток нервной системы в формировании сложных функциональных систем головного мозга модельных организмов.

Ученые часто используют дрозофил в качестве модельного организма для изучения строения и функций головного мозга. Например, в нашей заметке вы можете узнать о том, как ученые с помощью искусственного интеллекта составили полный атлас коннектома головного мозга этого вида мух, а здесь — об изучении на их примере влияния уровня дофамина на личное пространство.

Автор: Елизавета Ивтушок

Ссылка на источник

Новые «сонные» клетки

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса сообщили в журнале Nature о найденном в мозге мышей новом типе нейронов, которые играют одну из центральный ролей в распространении сна по мозгу и выключении клеток, ответственных за бодрствование. Эти нейроны, расположенные в части гипоталамуса, называемой zona incerta, могут стать новыми мишенями для лекарственных средств, использующихся при лечении инсомний, например, бессонницы или нарколепсии.

новые «сонные» клетки

Новые нервные клетки, которые ранее в гипоталамусе замечены не были, экспрессируют ген под названием Lhx6. Он необходим для образования нейронов, которые подавляют работу других нейронов. Нарушение же Lhx6-экспрессии может привести к многим заболеваниям, связанным с гиперактивацией нервных клеток, включая тяжелые формы эпилепсии.

Нормальный сон состоит из пяти фаз, которые можно разделить на две основных группы: медленный (глубокий) сон (non-REM) и быстрый сон (с быстрым движением глаз, REM). Именно во время быстрого сна  человека в основном посещают сновидения, в то время как во время медленного сна происходит консолидация памяти (её перезапись из кратковременной в долговременную). Для нормальной жизнедеятельности одинаково необходима нормальная продолжительность обеих фаз.

Чтобы изучить роль экспрессирующих Lhx6 нейронов в регулировании «сонного» процесса, авторы использовали искусственные или дизайнерские рецепторы, которые могли активироваться только при помощи специальных препаратов, повышающих активность клеток у мышей, чтобы пронаблюдать за изменениями в их биоритмах. Когда нейроны активировали, исследователи наблюдали увеличение продолжительности как REM, так и non-REM-сна в течение восьми часов.



новые «сонные» клетки
Нейроны в zona incerta, экспрессирующие Lhx6, показаны зелёным цветом. Клетки этой области, активирующиеся во время сна
и экспрессирующие c-fos, показаны красным цветом.

Оказалось, что одна из популяций, связанных с клетками, экспрессирующими Lhx6, — это нейроны, которые, выделяют орексин (гипокретин) – нейромедиатор, способствующий поддержанию бодрствования. При нарколепсии в его метаболизме происходят нарушения. Используя препараты, которые блокируют действие этого нейромедиатора, исследователи показали, что увеличение продолжительности глубокого сна, наблюдаемое после активации экспрессирующих Lhx6 клеток, зависит от орексина, но вот увеличение времени REM-сна не произошло.

«Это демонстрирует, что Lhx6 ингибирует не только клетки, синтезирующие гипокретин, но и другие, которые способствуют пробуждению», – отмечает первый автор исследования Кай Лю (Kai Liu), аспирант кафедры нейронаук Соломона Снайдера в медицинской школе Университета Джонса Хопкинса.

Чтобы дополнительно протестировать эффекты, которые производятся на эти «возбуждающие» клетки Lhx6-экспрессирующие нейроны, исследователи разрушили зоны их расположения. При этом у подопытных животных процесс засыпания нарушился, обе фазы сна стали гораздо короче, и обнаружились характерные симптомы бессонницы.

«Тот факт, что эти нейроны обеспечивают как быстрый, так и медленный сон, отличает их от других регулирующих этот процесс клеток. И они, таким образом, становятся новой целью для терапии широкого спектра нарушений сна», – говорят учёные.

Они отмечают, что теперь им интересно узнать, есть ли у этих нейронов какие-либо другие функции.

Текст: Анна Хоружая

Ссылка на источник

Кишечные бактерии любят кофе и выпить

Разнообразие кишечной микрофлоры повышается от овощей, фруктов, йогуртов, кофе, чая и вина.



кишечные бактерии любят кофе и выпить
Кишечная палочка – одна из самых знаменитых бактерий, обитающая в кишечнике

Наше здоровье во многом зависит от того, кто живет у нас внутри – мы говорим сейчас, разумеется, о пресловутой желудочно-кишечной микрофлоре. Она влияет на иммунитет, на обмен веществ, даже, по некоторым сведениям, на высшую нервную деятельность. Считается, что хорошие бактерии помогают нам избежать ожирения и диабета, плохие же, наоборот, портят метаболизм да ещё и вызывают иммунные расстройства.

Естественно, медики и биологи всячески стараются понять, что влияет на состав кишечной микрофлоры. В первую очередь, это, конечно, еда – но, кроме того, на наших бактерий могут влиять и болезни, которыми мы болеем или переболели в прошлом, и образ жизни, и различные непищевые вещества, которые попадают в наш организм, от антибиотиков до наркотиков.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

Нейросеть построила путь развития болезни на клеточном уровне

Учёные создали алгоритм, который способен распознавать биологические процессы в клетках, а также классифицировать сами клетки. В новой работе исследователи применили глубокое обучение для реконструкции процесса заболевания на клеточном уровне и получили точность в 98 процентов, что примерно на 6 процентов выше ранее созданных для этих целей алгоритмов. Статью о своём исследовании с подробным описанием работы свёрточной нейросети учёные опубликовали в журнале Nature Communications.



нейросеть построила путь развития болезни на клеточном уровне
Реконструкция прогрессирования диабетической ретинопатии

Внедрение компьютерных технологий в анализ биологических данных имеет большие преимущества, так как способно улучшить диагностику заболеваний и помочь в поиске оптимального лечения. Методы компьютерного анализа построены на обработке большого количества информации. Так, для обработки некоторых процессов в клетке или стадий заболевания нейросеть должна научиться их узнавать, анализировать и отличать одни от других. В своём исследовании группа учёных использовала методы глубокого обучения, которые не требуют сложной и многоэтапной подготовки, что позволяет использовать их для визуализации клеточных процессов.

Алгоритм, предложенный учёными, базируется на свёрточной нейросети. Он получает изображения, которые созданы с помощью микроскопа, выдаёт визуализацию процесса клеточного цикла и идентифицирует каждую клетку. Отличительная черта работы нейросети – отсутствие необходимости размещения большого количества данных: алгоритм обходится небольшой информацией, по которой в дальнейшем учится делать разметки самостоятельно.



нейросеть построила путь развития болезни на клеточном уровне
Схема «диагностической» цепочки со свёрточной нейросетью

Учёные провели анализ 32 тысяч Т-лимфоцитов и визуализировали большую часть клеточного цикла клетки: периоды роста клетки – три этапа интерфазы, и два этапа периода деления — профазы, анафазы. Заключительные этапы деления – метафазу и телофазу – визуализировать не удалось из-за недостаточной «осведомлённости» алгоритма. Оценка эффективности нейросети показала, что алгоритм справился с поставленной задачей, то есть правильно идентифицировал процессы и сами клетки, в 98,7 процентах случаев. Ранее разработанные нейроалгоритмы-аналоги показывали правильность распознавания в 92,3 процентах случаев.

Также авторы статьи протестировали созданный алгоритм на примере диабетической ретинопатии – поражения сетчатки глаза, которое возникает вследствие сахарного диабета – для того, чтобы реконструировать прогресс болезни. Они предложили нейросети исследовать 30 тысяч изображений сетчатки здоровых людей и людей с диабетом разной формы – лёгкого, среднего и тяжёлого. На основании полученных данных нейронный алгоритм построил проекцию процесса течения заболевания.

Учёные отмечают ещё одно преимущество их разработки – высокую скорость. Так, новая нейросеть может обрабатывать около 1000 клеток в секунду.

Такие результаты работы исследователей дают основания полагать, что компьютерные технологии, основанные на методах глубокого обучения, теперь смогут не только распознавать и визуализировать биологические процессы, но и предсказывать возможный исход болезни на клеточном уровне.

Текст: Екатерина Заикина

Ссылка на источник

На борьбу с диареей привлекли холодную плазму

В январе 2014 года люди сразу на нескольких круизных лайнерах, совершавших путешествие по Карибским островам, подверглись атаке норовируса. В результате сотни пассажиров, вместо того чтобы наслаждаться отпуском, страдали от расстройства желудка и рвоты. Внезапные вспышки вирусной инфекции вызвали большой резонанс, во многом из-за того, что пассажирское судно — одно из самых неудачных мест для поголовной диареи.

на борьбу с диареей привлекли холодную плазму

На самом деле ежегодно от норовируса страдают десятки миллионов человек. Борьба с возбудителем осложняется тем фактом, что вирус обладает высокой устойчивостью ко многим химическим дезинфицирующим средствам. На сегодняшний день наиболее эффективно с патогеном справляются препараты на основе хлора, но учёные давно заняты поиском альтернативных методов профилактики.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

У незрячих родителей обещали отобрать новорожденную дочь

В подмосковном Красногорске ребенка, родившегося в семье незрячих людей, отказывались передать родителям и угрожали ограничением родительских прав. По мнению сотрудников роддома, слепые не могут самостоятельно воспитывать детей, рассказал главный редактор Радио ВОС Иван Онищенко.

у незрячих родителей обещали отобрать новорожденную дочь

По его словам, после того, как у тотально незрячих Ивана и Лилии Череневых, работающих в организациях Всероссийского общества слепых, родилась дочь, заведующая детским отделением роддома городской клинической больницы № 3 рекомендовала бабушке новорожденной обратиться в органы опеки с вопросом о том, «как двое инвалидов будут воспитывать ребенка и что им дальше делать».Read more...Collapse )Ссылка на источник

Как кишечные бактерии помогают лечить рак

Эффективность противораковой иммунотерапии зависит от присутствия в кишечнике двух групп бактерий.



как кишечные бактерии помогают лечить рак
Желудочно-кишечные бактерии группы Bifidobacterium

Важность кишечной микрофлоры для нашего здоровья давно стала общим местом: мы знаем, что желудочно-кишечные бактерии не только помогают переваривать пищу, но и участвуют в регуляции обмена веществ в целом, поддерживают нас в борьбе с инфекциями, как бактериальными, так и вирусными, и активно сотрудничают с иммунной системой.

Последний пункт особенно привлекает внимание исследователей – от иммунитета у нас зависит если и не всё, то очень многое, но воздействовать на него извне, какими-то медицинскими средствами, мы ещё не вполне научились. Например, определённые достижения есть в иммунотерапии раковых заболеваний, однако результат у разных больных может довольно заметно отличаться: у кого-то такая терапия сильно подавляет рост опухоли, у кого-то – слабо.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник