Мобильное устройство проследит за вашими нейронами и предупредит приступы эпилепсии

Легендарный аметист, известный как делийский пурпурный сапфир, долгие два с половиной века хранился недоступным для ученых и широкой публики в запасниках лондонского Музея естественной истории. Печально знаменит этот камень тем, что приносил только несчастья тем, кто крал его. А ведь само название аметиста обозначает его весьма полезное свойство оберегать людей от опьянения (от греч. – вино) и ядов в вине.

Сотрудники университета в португальском городе Порто показали, что ежедневное потребление алкоголя запускает в мозге процесс потери синапсов – точек контакта нервных клеток друг с другом. Особенно ярко это проявляется в предлобной (префронтальной) коре (PFC), нейроны которой очень важны для мышления и вынесения решений.

Ликвидацией синапсов занимается возбужденная алкоголем микроглия, представляющая собой самые мелкие клетки глии («клея») белого вещества мозга. Микроглия выполняет в мозге роль иммунных клеток, и ее активация происходит под действием провоспалительного фактора (TNF), являющегося цитокином. Белки цитокинов подстегивают кинетику иммунных клеток.

Люди «глушат» себя не только спиртным, но и разного рода галлюциногенами. Все они связываются с белковыми рецепторами нейронных мембран, в норме предназначенными для естественных эндорфинов, имитирующих действие морфия. Именно эндорфины довольно быстро и эффективно гасят боль, испытываемую человеком или животным после удара.

Впрочем, и без алкоголя с галлюциногенами у нейронов мозга много внутренних «врагов», например альфа-синуклеин. В норме этот протеин крайне необходим для увеличения синаптической плотности (synaptic density). Однако мутантная форма синуклеина ведет к потере памяти и атрофии гиппокампа, лежащего на основании височной доли. В части гиппокампа, а именно зубчатом ядре (DG – Dentate Gyrus), до глубокой старости генерируются новые нейроны, что позволяет формировать новую память и успешно учиться. Нарушение работы нервных клеток в гиппокампе может приводить к эпилепсии, при которой иногда требуется хирургическое вмешательство, приводящее к нарушениям памяти. Поэтому сейчас предпочитают вводить пластиковую панель с электродами, гасящими ненужную активность нейронов гиппокампа.

Развитие новых нейронов управляется нейропептидами, или цепочками аминокислот, одним из которых является холецистокинин (CCK). Он подстегивает развитие нервных стволовых клеток (НСК) в гиппокампе. Для их стимуляции, как показали сотрудники университета Северной Каролины в г. Чепл-хилл (США), необходима глютаминовая аминокислота, вырабатываемая звездообразными клетками глии – астроцитами. Нарушения в гене ССК ведет к образованию реактивных астроцитов, которые убивают стволовые клетки.

«Рюкзак» для слежения за состоянием мозга.  Фото Physorg

В Калифорнийском университете Лос-Анджелеса ученые создали мобильный рюкзак, следящий за состоянием мозга людей с вживленными в мозг электродами (как в случае эпилепсии). Довольно объемное устройство – состояние электроники пока не позволило уменьшить его размеры – сканирует мозг и позволяет видеть окружение с помощью виртуальных «очков». Помимо этого, оно с помощью трансчерепной магнитостимуляции может передавать в мозг корректирующие сигналы, тем самым предупреждая развитие приступов. В мозг могут подаваться и данные функционального МРТ, показывающего активность тех или иных участков коры.

Так постепенно наука и технологии ХХI века вторгаются в святая святых нашего мозга. Правда, предварительно людям и животным необходимо вживить электроды. Но внедрение квантовых компьютеров позволит решить и эту задачу без хирургического вмешательства.