Клетки мозга обмениваются батарейками

06.08.2016

Передача нервных импульсов требует много энергии, так что неудивительно, что в нейронах сидит множество митохондрий - особых органелл, которые называют силовыми станциями клетки. Внешне митохондрии выглядят как мембранные цистерны, но внутри и на молекулярном уровне они устроены весьма сложно: они буквально под завязку напичканы разнообразными ферментами, которые с помощью кислорода добывают энергию из химических связей разных веществ и переводят ее в форму молекулы АТФ - в таком виде энергию клетке легко хранить и легко использовать.

Митохондрии обладают собственной ДНК и могут самостоятельно делиться, так что с их количеством проблем не возникает. Однако они, как и все прочее, изнашиваются, стареют, перестают выполнять свои функции, как надо. И тогда нейрон просто избавляется от них: в 2014 году была опубликована статья, в которой описывалось, как нейроны "выплевывают" ставшие негодными митохондрии и как их тут же поглощают служебные клетки нервной системы астроциты, чья задача - обеспечивать нейронам благоприятные условия для работы, в том числе и убирая разнообразный молекулярно-клеточный мусор.

И тогда Эн Ло (Eng Lo) и Кадзухидэ Хаякава (Kazuhide Hayakawa) из Общеклинической больницы Массачусетса подумали, что, может быть, происходит и обратное - что нейроны могут не только выплевывать митохондрии, но и вбирать их в себя. Тем более, что еще раньше нечто похожее обнаружили у стволовых клеток костного мозга и клеток легких: при сильном стрессе - например, из-за раны - стволовые клетки, оказавшись рядом с клетками легких, отдают им свои митохондрии.

Если нейроны действительно берут чужие митохондрии, то это происходит в сложный для них момент, при повреждении, болезни и т.д. Как мы сказали, условия для работы и хорошее самочувствие нейронам обеспечивают астроциты, которые чувствуют, если их подопечным плохо.

Тревожным сигналом служит иммунный белок CD38, и, когда мышей с помощью генетически модифицирующих методов программировали так, чтобы у них синтезировался избыток CD38, то можно было наблюдать, как астроциты этих мышей высвобождают во внешнюю среду собственные нормальные, здоровые митохондрии. Питательную жидкость вместе с "выплюнутыми" митохондриями затем переносили к умирающим нейронам, которые в течение суток поглощали их, постепенно приходя в себя: у нейронов появлялось больше энергии (в буквальном смысле - в виде молекул АТФ), они дольше жили и даже формировали новые отростки.

<< Назад: Самый твердый сплав 06.08.2016

>> Вперед: Сетевое хранилище Thecus N4810 05.08.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Компания LG Electronics презентовала свой новый профессиональный дисплей 40HT513D, сочетающий большую рабочую площадь с функциями, ориентированными специально на медицинские учреждения. Монитор оснащен 40-дюймовой изогнутой IPS Black-панелью с соотношением сторон 21:9 и разрешением 5120 x 2160 пикселей, что соответствует примерно 11 мегапикселям. Такая конфигурация позволяет разместить на одном экране несколько диагностических изображений без разделительных рамок, которые неизбежно возникают при использовании отдельных мониторов. Устройство предназначено для работы с рентгеновскими снимками, компьютерной и магнитно-резонансной томографией, а также другими медицинскими изображениями и получило разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в качестве медицинского устройства. По оценке LG, по площади рабочего пространства один 40HT513D способен заменить конфигурацию из трех 3-мегапиксельных медицинских мониторов. Для специалистов по лучевой диагностике это ...>>

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Случайная новость из Архива Свернадежный чип для искусственного интеллекта 24.04.2024 С развитием технологий искусственного интеллекта становится все более важным обеспечение безопасности чипов, используемых в этих системах. Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) представили новый тип чипа, который не только обеспечивает высокую степень защиты данных, но и сохраняет высокую производительность в приложениях машинного обучения. Ученые MIT создали инновационный чип, который стал значительным прорывом в области безопасности в сфере искусственного интеллекта. Этот чип, разработанный специально для приложений, обрабатывающих чувствительные данные пользователей, предлагает высокий уровень защиты, не уступая при этом в производительности. Основным преимуществом нового чипа является использование технологии цифровых вычислений непосредственно в памяти (IMC), что позволяет минимизировать передачу данных между устройством и сервером. Это не только повышает скорость обработки данных, но и снижает вероятность утечки информации через различные атаки, такие как мониторинг энергопотребления и анализ трафика данных. Чтобы обеспечить дополнительный уровень защиты, чип применяет трехуровневую стратегию. Первый уровень включает разделение данных на случайные фрагменты, что усложняет их восстановление. Второй уровень предусматривает использование шифрования для данных, хранящихся во внешней памяти, с расшифровкой непосредственно на чипе. Третий уровень заключается в использовании уникального ключа шифрования, создаваемого на основе физически не клонируемой функции, специфичной для каждого чипа. В результате тестирования ученых не удалось извлечь значимых данных из нового чипа, что свидетельствует о его высокой степени защиты. В сравнении с традиционными незащищенными чипами, для извлечения информации из которых требуется около 5000 образцов, новый чип значительно более устойчив к взлому. Новый чип, разработанный исследователями MIT, представляет собой значительный прогресс в области безопасности данных в системах искусственного интеллекта. Несмотря на то, что добавление защитных мер снизило энергоэффективность и увеличило размер чипа, ученые продолжают работать над оптимизацией этих параметров, чтобы сделать его производство более доступным и экономически выгодным.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026