Косметику для мозгов испытали на осьминогах

Морские и наземные мозги используют для своего функционирования одни и те же молекулярные механизмы. Фото Pixabay

Октопус, он же осьминог, отстоит от человека на эволюционной шкале на полмиллиарда лет развития. Некогда, когда пошла мода на попытки использовать дельфинов для борьбы с кораблями противника, головоногих называли «приматы моря». Оказалось, однако, что морские и наземные мозги используют для своего функционирования одни и те же молекулярные механизмы. В том числе – синтез амфетаминов, синтезированных человеком лишь в 1887 году.

СМИ уже сообщали, что некоторые бизнес-школы начали обучать своих слушателей пользованию искусственным интеллектом (ИИ) и анализу больших массивов данных (Big Data). Ожидается, что в 2020 году на ИИ будет тратиться примерно 50 млрд долл. (в 2018-м будет истрачено 10 млрд).

Из-за океана, однако, раздаются сомнения по поводу эффективности ИИ с его непрозрачным процессом принятия решений. Специалисты Массачусетского технологического института (МIТ), что близ Бостона, предложили новую систему, использующую решение проблем подобно мозгу человека. Свое детище они назвали «Дизайн транспарентной сети» (TbD), а статью – «TbD: ликвидация пробела между осуществлением и интерпретацией в визуальном анализе».

В своем подходе создатели сети исходили из последовательного анализа шагов при нахождении ребенком красного круга среди большого числа предметов. Решая ее, ребенок отбирает сначала все большие предметы, затем красные и в итоге находит красный круг. То же делают бостонские «модули», или небольшие нейросети, последовательно закрывающие «пробел» между результатами действия и их «осмыслением». Ученые указывают, что их подход весьма сходен с разбором предложения, когда постепенно находится сказуемое и подлежащее, а затем закрывается смысловой пробел.

Мозг работает на несколько иных принципах, хотя, как и в чипе, использует электрические сигналы, но не электронные, а ионные. Поток ионов идет по ионным каналам, пронизывающим мембрану нейронов. Обычно говорят, что канал открывается после того, как на рецептор подействовал нейромедиатор (адреналин, допамин, серотонин). Однако у светочувствительных клеток канал могут открывать фотоны света, что используется в оптогенетике или возбуждении нервных клеток с помощью лазера.

Сердечная мышца очень удобна для понимания работы ионных каналов, поскольку ее клетки научились выращивать из стволовых. Из других стволовых клеток недавно получили органоид пищевода, по которому пища поступает в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Все три органа – сердце, пищевод и ЖКТ – иннервируются ветвями блуждающего нерва (nervus vagus), который, подобно вагантам, «бродит» по всему организму. Современные методы, среди которых опто- и просто генетика, помогают решать задачи, которые ранее даже не стояли перед учеными.

Все знают выражения «в печенках сидит» и «кишки подвело». Люди издревле чувствовали связь между наполнением желудка и ощущениями, порождаемыми мозгом. Журнал Science поместил статью, согласно которой особые эндокринные клетки глии в слизистой кишечника «ощущают» наличие питательных веществ. Глия, или «клей» белого вещества мозга, до 2015 года была не «представлена» в кишечнике. Однако сейчас ученые Университета Дьюка в г. Дарем показали, что кишечная глия напрямую контактирует с черепно-мозговым n. vagus, передавая сигнал посредством синапса в мозг за какие-то 100 миллисекунд (это меньше времени реакции тренированного профессионала).

Авторы полагают, что им довелось выявить новый класс чувствительных клеток в эпителии слизистой кишечника, которые посылают импульсы к нейронам мозга, локализованным в гипоталамусе. Этот отдел мозга считается средоточием основных инстинктов, в том числе ощущения голода и насыщения.

Голод, как известно, подавляется амфетаминами. Нейробиологи Университета Гопкинса в г. Балтиморе «подмешали» один из видов амфетамина в воду бассейна с осьминогами. После этого моллюски, ведущие обычно отшельнический образ жизни, социализировались и стали весьма любвеобильны. Приматы моря не люди, поэтому ученые нашли очень удобную модель для исследования.