Исследователи Google и Гарварда представили самую подробную на сегодняшний день карту человеческого мозга

Совместная группа исследователей из Гарвардского университета и Google Research создала самую подробную на сегодняшний день трехмерную карту человеческого мозга. Реконструкция, объединившая 1 400 терабайт цифровых данных, включает не менее 57 000 нейронов, 230 миллиметров кровеносных сосудов и 150 миллионов синапсов - и все это на одном кубическом миллиметре мозга. Полученные изображения подчеркивают впечатляющую сложность человеческого мозга, а также детали, которые никогда ранее не были обнаружены.

Сложность микроструктуры мозга лежит в основе присущих нам когнитивных способностей. Однако наше понимание этой структуры значительно ограничено из-за отсутствия доступа к высококачественным образцам мозга. Например, биопсия может дать ценную информацию о функционировании органа и патологических состояниях, которые могут на него повлиять, но она редко проводится с человеческим мозгом.
С другой стороны, сегодня патологии можно воспроизвести на клеточных культурах или органоидах. Однако моделей, достоверно отражающих заболевания, поражающие мозг, очень мало. Более того, хотя животные являются достаточно хорошими моделями для изучения некоторых заболеваний, их мозг - и даже мозг других приматов — радикально отличается от нашего собственного.
Для восполнения пробелов было создано множество атласов, отображающих связи между нейронами человеческого мозга, но большинство из них имеют лишь ограниченное разрешение. Этот тип атласа, называемый "коннектом", позволяет проследить сложность взаимосвязей на уровне отдельного нейрона. По мнению команды Гарварда и Google, наномасштабное картирование необходимо для расширения нашего понимания работы мозга и механизмов заболеваний, которые его поражают.
"Чтобы действительно понять, как работает человеческий мозг, как он обрабатывает информацию, как хранит воспоминания, нам понадобится карта с таким разрешением", — сказал Вирен Джайн, ведущий исследователь из команды Google, в интервью изданию MIT Technology Review. Новая карта коннектома, созданная Джайном и его коллегами, является самой четкой и подробной на сегодняшний день.
Для создания карты исследователям пришлось преодолеть несколько трудностей, в том числе проследить связи между нейронами. Только во внешнем слое мозга насчитывается около 16 миллиардов нейронов, соединенных друг с другом сотнями миллиардов синапсов. Один нейрон может соединяться с несколькими тысячами аксонов, чтобы получать и отправлять информацию тысячам других нейронов. Это делает создание коннектома чрезвычайно сложным даже для очень маленькой части мозга.
Вторая проблема заключалась в получении высококачественного, достаточно хорошо сохранившегося образца ткани мозга. Однако, учитывая, что мозг после вскрытия очень быстро разрушается, о трупных образцах не могло быть и речи. Чтобы преодолеть это препятствие, команде посчастливилось получить свежий образец размером в один кубический миллиметр из передней височной доли пациента с эпилепсией. Фрагмент был удален во время операции, чтобы уменьшить приступы. Затем образец был обработан смолой и разрезан на несколько слоев, которые были изучены с помощью высокоскоростного электронного микроскопа, созданного специально для этого проекта.
Еще одна сложность заключалась в том, что аксоны ориентированы во всех направлениях, образуя самые разные связи. Однако "если допустить одну ошибку, то все соединения, присоединенные к этому проводу, также окажутся неверными", — объясняет Джайн. Чтобы избежать риска ошибок, исследователи использовали модель машинного обучения, чтобы в цифровом виде связать участки ткани мозга с точными соединениями нейронов. Затем искусственный интеллект выделил цветом каждую из этих связей и идентифицировал их по отдельности.
"Слово «фрагмент» звучит иронично", — объясняет Джефф Лихтман, руководитель проекта, в интервью The Harvard Gazette. "Для большинства людей терабайт — это гигантский объем, но фрагмент человеческого мозга все равно представляет собой тысячи терабайт", — добавляет он. Таким образом, для картирования всего человеческого мозга потребуется около 1 эксабайта (EB) данных, что соответствует емкости центров данных ЦЕРН для Большого адронного коллайдера (БАК).
Удивительно, но исследователи обнаружили, что некоторые пары нейронов сильно связаны друг с другом аксонами — до 50 связей. Некоторые аксоны также образуют своеобразные запутанные узлы, которые они назвали "аксонными витками". Такие завитки встречаются относительно редко и иногда встраиваются в поверхность других нейронов.
Более того, некоторые кластеры нейронов, как правило, ориентированы "зеркально" по отношению к другим. На данный момент эксперты не знают, связаны ли такие структуры с патологическим состоянием пациента или это просто редкие кластеры, собранные случайным образом: "Было так много вещей, которые несовместимы с тем, что вы могли бы прочитать в учебнике", — говорит Лихтман.

https://new-science.ru/v-sentyabre-nachnutsya-klinicheskie-ispytaniya-pervogo-v-mire-preparata-dlya-regeneracii-zubov/

ВОЗ: число страдающих от деменции людей достигнет к 2050 году 139 млн

В связи с ростом продолжительности жизни количество людей, страдающих от деменции, в ближайшие десятилетия будет тоже увеличиваться. Об этом со ссылкой на данные Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) сообщает CNBC. Так, по данным ВОЗ, в 2023 году в мире насчитывалось более 55 млн человек, страдающих от приобретенного слабоумия. А согласно World Happiness Report, выпускаемому ООН совместно с Gallup, к 2050 году количество людей с подтвержденным диагнозом «деменция» или «болезнь Альцгеймера» достигнет 139 млн.
С развитием медицины, науки и техники люди живут дольше, но вместе с тем стремительно растет доля пожилого населения. По данным ВОЗ, к 2050 году численность людей в возрасте 65 лет и старше удвоится, и достигнет 2,1 млрд человек. «Поскольку численность пожилых людей во всем мире продолжает расти, ожидается, что число людей, живущих с деменцией, также будет увеличиваться» — отмечает организация.
По данным Всемирной организации здравоохранения, деменция в основном проявляется с возрастом и может быть вызвана рядом заболеваний, которые постепенно разрушают нервные клетки и повреждают мозг, что приводит к снижению когнитивных функций. «В настоящее время деменция является седьмой по значимости причиной смерти и одной из основных причин инвалидности и иждивенчества среди пожилых людей во всем мире» — отмечает ВОЗ. Ежегодно, по данным организации, в мире регистрируется почти 10 млн новых случаев деменции.

https://www.kommersant.ru/doc/6689142

Создана синтетическая молекула против свертываемости крови

Ученые из Дьюкского университета (США) создали синтетическую молекулу, препятствующую свертыванию крови. В ходе работ они наблюдали за кровососущими насекомыми.

В процессе эволюции кровососущие организмы развили сходную систему подавления свертывания крови. В их слюне содержится антикоагулянтное вещество, которое связывается с поверхностью белков, способствующих свертываемости крови, и проникает в них, чтобы временно их «отключить».
Ученые создали синтетическую молекулу аналогичного действия. Она была направлена на тромбин и фактор Х в крови человека. Раскрыв механизм действия молекулы, ученые также смогли разработать антидот, который быстро восстанавливал свертываемость крови.
Средство против свертывания крови может быть эффективно при диализе, ангиопластике и других видах медицинских вмешательств. Синтетическую молекулу представили как возможную альтернативу гепарину. По словам создателей, она может быть менее опасна для пациента и вызывать меньшее воспаление, сообщает Nature Communications.

https://mir24.tv/news/16590206/sozdana-sinteticheskaya-molekula-protiv-svertyvaemosti-krovi

Использование бета-лактамных антибиотиков при отягощенном аллергологическом анамнезе

Реакции гиперчувствительности на бета-лактамы переоценены?

Бета-лактамные антибиотики (БЛА) являются одними из старейших и наиболее часто назначаемых препаратов во всем мире. БЛА считаются препаратами первой линии при многих инфекционных клинических синдромах, благодаря высокой эффективности и благоприятному профилю безопасности. Нередко встречается маркировка – «аллергия на бета-лактамные антибиотики», что может приводить к неблагоприятным результатам из-за использования противомикробных препаратов второго ряда.
В ходе ретроспективного когортного исследования в Медицинском центре Шамир (Израиль) группа взрослых стационарных пациентов (≥18 лет) с диагностированной аллергией на БЛА получали более 1 дозы БЛА во время пребывания. Всего были проанализированы клинические данные 9670 стационарных пациентов (14088 госпитализаций).
Согласно полученным данным, у 3570 (37%) была отмечена аллергия на БЛА. Из них 1171 (33%) пациент получил ≥1 БЛА. При этом только у 30 пациентов (2,6%) в итоге развилась аллергическая реакция. Независимыми предикторами развития аллергической реакции были зарегистрированные реакции в прошлом, атопический фон, прием антигистаминных препаратов до введения БЛА и высокий риск перекрестной реакции на антибактериальные препараты.
Несмотря на наличие аллергии на АБ бета-лактамного ряда в анамнезе, реакции гиперчувствительности были легкого течения и встречались сравнительно редко. Авторы исследования считают, что следует продвигать стратегии отмены маркировки аллергии на БЛА среди пациентов с низким уровнем риска для возможности оказания более эффективной медицинской помощи.

https://www.lvrach.ru/news/15437864

Открыты новые гены, связанные с высоким риском развития гемобластоза

Nature: с риском развития лейкоза и болезней сердца связаны 17 новых генов.

Ученые из Кембриджского университета совместно с коллегами из США выявили 17 новых генов, связанных с повышенным риском развития гематологических опухолевых заболеваний и болезней сердца. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Genetics.
В исследовании использовали данные 200 618 человек, полученные из Британского Биобанка — крупного хранилища биологических образцов человека. Ученые проанализировали образцы крови испытуемых для определения генов, ответственных за клональное кроветворение (патологический гемопоэз).
При клональном гемопоэзе стволовые клетки (из которых образуются эритроциты, тромбоциты и лейкоциты крови) начинают производить клетки крови с одной и той же генетической мутацией (изменением генов). Клональное кроветворение может быть основой для развития злокачественных новообразований системы кроветворения, в частности, острых миелоидных лейкозов и сердечно-сосудистых заболеваний.
Исследователи выявили 17 новых генов, участвующих в клональном кроветворении. Мутации в некоторых из них (MTA2, SPRED2 и SRFS1) были связаны с ускоренным (на 15-20%) среднегодовым делением гемопоэтических стволовых клеток. Такая патология отражала условное «старение» крови. Носительство нежелательных вариантов всех 17 генов коррелировало с более высоким риском развития гемобластоза или запуска воспалительных процессов, приводящих к болезням сердца и инсультам.

https://www.gazeta.ru/science/news/2024/05/16/23022421.shtml