Нейроны с ушами

27.09.2015

Нейробиологи часто используют оптогенетические методы, когда нейроны в мозге подопытной мыши активируются светом. Нейрон снабжается фоточувствительным мембранным белком, который под действием света открывает в мембране ионные каналы; перераспределение ионов между внутренней и внешней стороной мембраны генерирует нервный импульс. Свет можно "провести" в мозг с помощью оптоволоконного световода, что до гена фоточувствительного белка, то тут на помощь приходят генноинженерные ухищрения. Оптогенетика позволяет избирательно управлять четко выделенными группами нейронов, что, разумеется, дает нам массу информации о работе отдельных нервных цепей и целых участков мозга.

Но свет - не единственный переключатель, который можно здесь использовать. Исследователи из Университета Солка создали альтернативный соногенетический метод, названный так по аналогии с оптогенетическим. По названию можно понять, что тут речь идет о звуке, а точнее, об ультразвуке, который запускает нейронный импульс. Ультразвук вызывает механические колебания, то есть нейронам нужен такой ионный канал, который открывался и закрывался бы в ответ на механический стимул. В качестве такого канала Стюарт Ибсен (Stuart Ibsen) и его коллеги использовали TRP-4, активируя его ген в различных нервных клетках круглого червя, нематоды Caenorhabditis elegans.

Чтобы ультразвуковой сигнал смог подействовать, его передавали не через воздух, а через воду, в которую была погружена посуда с червями. Для дополнительного усиления добавляли еще и липидный раствор: после удаления растворителя липиды формировали слой микропузырьков, которые служили дополнительными резонаторами. С помощью коротких звуковых импульсов удавалось заставить свободно ползающих червей менять направление движения или регулировать частоту сокращений тела. Конкретный эффект зависел от того, какие нейроны снабдили "ушами" - механочувствительным мембранным белком TRP-4. Сам по себе он принадлежит геному нематоды, так что, если пытаться сделать то же самое в мышах или крысах, то придется сначала узнать, как TRP-4 поведет себя в совершенно неродственном организме. Впрочем, по словам авторов работы, для этих целей можно попытаться изменить сам белок, повысив его эффективность и совместимость с чужими клетками, либо же найти какие-то другие природные аналоги. Результаты экспериментов опубликованы в Nature Communications.

Преимущество соногенетики в том, что тут не нужно вводить звуковод в тело - ультразвуковые колебания приходят к нейронам извне. (Впрочем, стоит отметить, что и в оптогенетике появились варианты, когда исследователи ограничиваются внешним световым облучением с повышенной проницаемостью, а светочувствительные белки в нейронах реагируют на сигнал, доходящий к ним сквозь толщу тканей.) Кроме того, авторы нового метода предлагают использовать многоканальный звук, чтобы разные нейроны "слышали" что-то свое, и в результате можно было бы сразу наблюдать работу нескольких нервных цепей.

Ранее уже появлялись работы, посвященные стимулирующему влиянию ультразвука на мозг животных и человека; а компания Sony даже запатентовала методику, которая позволяла бы геймерам ощущать запах, вкус и слышать звуки, и все благодаря звуковой стимуляции. В случае соногенеткии речь идет о наиболее специфичном воздействии, сфокусированном на отдельных нервных клетках, правда, ввиду необходимых генноинженерных манипуляций вряд ли этот метод будет когда-либо использован на людях.

<< Назад: Юбилейный калькулятор от Casio 28.09.2015

>> Вперед: Китайские безымянные смартфоны подешевели 27.09.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Компас голубя оказался в его печени 09.06.2026

Ученые десятилетиями пытались разгадать секрет невероятной способности почтовых голубей преодолевать сотни километров и безошибочно возвращаться домой. Они искали магнитные сенсоры в клюве, глазах, ушах и мозге, однако ответ оказался совершенно неожиданным. Международная команда биологов обнаружила, что внутренний компас этих птиц находится в печени. Именно там расположены особые иммунные клетки, насыщенные железом и способные воспринимать магнитное поле Земли. Исследование провели доктор Кливия Лисовски (первый автор), профессор Кристиан Куртц из Университетской больницы Бонна и профессор Мартин Викельски из Института поведения животных имени Макса Планка. В работе также участвовали специалисты из Университета Дуйсбург-Эссен. Ученые выяснили, что макрофаги печени голубей накапливают железо из отработанных эритроцитов и приобретают суперпарамагнитные свойства, превращаясь в миниатюрные магнитные датчики. Ранее существовало несколько гипотез о расположении магниторецепторов у птиц ...>>

4K лазерный проектор Acer HL6820GTV 09.06.2026

Компания Acer пополнила свою линейку домашних кинозалов новой моделью. Проектор HL6820GTV - это 4K лазерное устройство, которое имеет встроенное Google TV и поддерживает игровые функции, в том числе переменную частоту обновления до 144 Гц. Он будет доступен в регионе EMEA в третьем квартале 2026 года по стартовой цене 1399 евро. Проектор использует DMD-панель размером 0.47 дюйма для воспроизведения разрешения 4K UHD (3840 x 2160). Вместо традиционной лампы он оснащен лазерным источником света. Acer заявляет, что это позволяет устройству достигать яркости 4 000 ANSI люменов в стандартном режиме, что делает его пригодным для использования в помещениях с рассеянным дневным светом.Портативные компьютеры и ноутбуки Также предусмотрен режим Eco, который уменьшает яркость до 3200 люменов, снижает уровень шума вентилятора до 29 дБА и увеличивает ожидаемый срок службы лазера с 20 000 до 30 000 часов. По данным компании такая лазерная конфигурация потребляет на 35% меньше энергии, чем ламп ...>>

Дороги из пластикового мусора 08.06.2026

В условиях стремительной урбанизации и роста потребления пластиковой упаковки многие развивающиеся страны сталкиваются с острой проблемой накопления отходов. Непал не стал исключением: в крупных городах, таких как Катманду и Покхара, инфраструктура переработки не успевает за объемами мусора, значительную часть которого составляет трудноутилизируемый пластик. В ответ на этот вызов местные инициативы предлагают оригинальное решение - превращать пластиковые отходы в материал для строительства дорог. Организация Green Road Waste Management, основанная Бималом Бастолой и его командой, активно реализует проект по созданию "пластиковых" дорог. Для производства специального асфальта используются упаковки от снеков, печенья и другие виды низкосортного пластика, которые обычно отправляются на свалки. По данным участников проекта, на строительство одного километра дороги требуется около двух тонн измельченного пластика. Технология довольно проста по своей сути. Пластиковые отходы измельчают ...>>

Самодостаточный электрический вездеход для арктических ледников 08.06.2026

Канадские инженеры из компании Noble Northern в сотрудничестве с оператором туров Pursuit разработали и запустили первый в мире электрический Ice Explorer - специализированный автобус для исследования и экскурсий по ледникам. Это полностью автономное транспортное средство предназначено для работы в экстремальных условиях Национального парка Джаспер в провинции Альберта, где расположен знаменитый ледник Атабаска, входящий в состав Колумбийского ледяного поля. Ранее весь парк подобных машин, а их там насчитывалось около десяти, работал исключительно на дизельном топливе. Даже после модернизации систем очистки выхлопов эти мощные вездеходы на грузовой базе продолжали оказывать негативное воздействие на чувствительную северную экосистему. Инженеры взяли за основу шасси обычного дизельного грузовика, но существенно переработали его конструкцию. Они установили двойные колеса, обеспечили полный привод и значительно увеличили площадь сцепления с ледяной поверхностью. Сердцем нового вездеход ...>>

Жидкий кальциевый нитрат для овощеводства 07.06.2026

Хозяйство Solbergs Gartneri, расположенное в Веттре, Норвегия, выращивает огурцы на площади 12 500 м2. В текущем сезоне оно полностью заменило традиционный водорастворимый кальциевый нитрат на продукт, производимый компанией N2 Applied из воздуха, воды и возобновляемой электроэнергии. Первые испытания нового удобрения начались еще в конце прошлого сезона в небольшом объеме, после чего хозяйство приняло решение о полном переходе. Технология N2 Applied основана на использовании плазмы для получения азотной кислоты из атмосферного воздуха и воды, которую затем превращают в жидкий кальциевый нитрат. Этот формат особенно удобен для систем фертигации. Важным преимуществом является отсутствие аммония в составе, что дает агрономам больше возможностей для точной корректировки питания растений. Владелец хозяйства Кристиан Солберг отметил, что теперь они могут более гибко реагировать на изменения pH в субстрате, снижая или увеличивая внесение аммония по необходимости. Одним из главных мотив ...>>

Случайная новость из Архива Музыка заставляет нас двигаться 11.02.2025 Музыка обладает удивительной силой - она способна заставить нас двигаться, даже если мелодия нам не по душе. Это явление давно интересовало ученых, и вот новое исследование, проведенное в университете Конкордия в США, пролило свет на этот феномен. Оказывается, ритм музыки стимулирует мозг и тело к действиям, независимо от наших вкусовых предпочтений. В ходе эксперимента участникам предлагалось слушать разные музыкальные треки, при этом они были подключены к специальным устройствам, которые фиксировали их спонтанные телодвижения. Результаты показали, что даже музыка, которая им не нравилась, вызывала различные движения тела. Это удивительное открытие подтверждает гипотезу о том, что музыка оказывает глубокое физиологическое воздействие на человека. Эксперты объясняют этот феномен тем, что ритм музыки активизирует определенные участки мозга, в том числе те, которые отвечают за движение и чувство удовольствия. Именно поэтому нам так трудно усидеть на месте, когда мы слышим заводную мелодию. Наше тело само начинает двигаться в такт музыке, даже если мы этого не осознаем. Этот эффект музыки на движение может иметь различные положительные последствия для нашего организма. Во-первых, он может улучшить настроение и снизить уровень стресса. Танцы под любимую музыку - это отличный способ расслабиться и получить заряд бодрости. Во-вторых, даже простая прогулка под ритмичную музыку может стать эффективным способом борьбы с усталостью или апатией. Музыка помогает нам мобилизовать энергию и преодолеть чувство усталости. Наконец, регулярные движения под музыку могут способствовать укреплению сердечно-сосудистой системы и улучшению общего физического состояния. Не случайно музыка так широко используется в фитнесе и других видах спорта. Эффект музыки на движение может быть индивидуальным. Кто-то более чувствителен к ритму, а кто-то в меньшей степени. Однако, в целом, музыка обладает универсальной способностью побуждать нас к движению, независимо от наших музыкальных вкусов. Это удивительное явление еще раз подчеркивает глубокую связь между музыкой и человеческим телом. Ритм музыки активизирует определенные участки мозга, что приводит к спонтанным телодвижениям, даже если мелодия нам не нравится. Это открытие может иметь важное значение для понимания влияния музыки на человеческий организм и может быть использовано для разработки новых методов улучшения настроения, борьбы с усталостью и поддержания физической формы. Музыка - это не только искусство, но и мощный инструмент, который может помочь нам быть более активными, здоровыми и счастливыми.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026