Исследования мозга и личности, перспективы эмуляции сознания. Январь 2018

Это ежемесячный обзор наиболее важных и интересных новостей от экспертной группы проекта Технологии Долголетия. Сайт группы www.rlegroup.net

Исследования деятельности мозга, моделирование умственных процессов, исследования нейрональных коррелятов сознания. Исследования возможностей расширения возможностей мозга с помощью нейроинтерфейсов, восстановление утраченных функций. Перспективы оцифровки сознания/личности


3D-печать искусственных аксонов

Команда исследователей из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета напечатала 3D искусственные аксоны из биосовместимых полимеров, которые имитирует настоящие по таким ключевым характеристикам как плотность, жесткость и геометрическая форма.

Эта разработка поможет исследователям в изучении процесса миелинизации, который играет очень важную роль в развитии некоторых нейродегенеративных заболеваний.

В работе было продемонстрировано, что процесс миелинизации зависит от жесткости, диаметра и лигандного покрытия искусственного аксона. Интересно, что жесткость материала, из которого печатали аксоны влияет на пролиферацию олигодендроцитов, их миграцию и дифференциацию клеток-предшественников олигодендроцитов в зрелые клетки глии. Более того, местное снижение жесткости ткани, которое наблюдается при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз, может быть важным фактором, препятствующим восстановлению глии на этих участках.

Авторы засеяли модель живыми глиальными клетками и наблюдали их миграцию вдоль искусственных аксонов. Со временем олигодендроциты стали покрывать волокна миелиновой оболочкой. Полностью обернутые сегменты располагались в диапазоне от 10 мкм до всей длины аксонов (70-120 мкм).

Источник: https://www.nature.com/articles/s41598-017-18744-6

Матрица вертикальных волокон искусственных нейронов диаметром <10 мкм в вертикальной и горизонтальной ориентациях, которые имитируют имитируют геометрию пучков аксонов и участков белого вещества


Беспроводной оптоэлектронный зонд измеряет нейрональную активность в глубоких слоях мозга

Команда инженеров из Иллинойского университета и Медицинской школы Университета Дж. Вашингтона разработала беспроводной тонкий гибкий зонд, который способен регистрировать активность нейронов и стимулировать их. На кончике плоской иглы помещен источник света и фотодетектор, которые могут выполнять те же задачи оптогенетики, что и имплантируемый в мозг оптоволоконный кабель. Разница между ними в том, что зонд не соединяется с внешними устройствами проводами, поэтому животное может свободно перемещаться. Зонд вводят в глубокие слои мозга инъекцией, при этом ткани травмируются минимально, и устройство может работать в мозге неделями. Успешные испытания прошли на мышах.

Источник: http://www.pnas.org/content/early/2018/01/25/1718721115


Одновременная транскрипционная активация множества генов в мозге мыши и перепрограммирование нервных клеток  in vivo

Биоинженеры из Центра изучения мозга и интеллектуальных технологий Китайской академии наук, а также Шанхайского технического университета разработали универсальную платформу для одновременной активации множества генов в нервной системе. Новый метод основан на  технологии dCas9, одном из видов инструмента геномного редактирования CRISPR. С ее помощью ученые регулировали экспрессию выбранных ими генов в мозге мышей и перепрограммировали астроциты в нейроны in vivo. Как известно, многие неврологические заболевания коррелируют с аберрантной экспрессией множества генов. Новая платформа, позволяющая одновременно активировать несколько генов в мозге мыши, предоставляет новые  инструменты для моделирования патологических процессов в мозге.

Источник: https://www.nature.com/articles/s41593-017-0060-6


В гиппокампе есть нейроны, которые отслеживают положение других особей

Знание животного о его местонахождении в пространстве зависит от активности нейронов места в гиппокампе. Считается, что нейроны места, нейроны направления головы, нейроны решётки, нейроны границы и нейроны скорости в совокупности составляют основу навигационной системы мозга, обеспечивающей пространственную ориентацию животного. Однако, как мозг кодирует пространственное положение других живых существ пока еще непонятно. Две группы ученых сообщили, что им удалось обнаружить популяции нейронов в дорсальной области CA1 гиппокампа, которые и связаны с этой функцией. Оказалась, что у животного-наблюдателя (проводили эксперименты на крысах и летучих мышах) информация, отражающая пространственное расположение себя и другого, была закодирована дискретно и совместно пирамидальными клетками CA1. Популяции пирамидальных клеток CA1 демонстрировали пространственные рецептивные поля, которые были идентичны для восприятия самого себя и другого животного. Эти данные говорят о том, что представления о себе и другом в пространстве — это взаимосвязанные и взаимно определяющие процессы.

Источники: Social place-cells in the bat hippocampus

Spatial representations of self and other in the hippocampus


автор обзора Екатерина Шахбазян

Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации.

Добавить комментарий