Карта мозга Мозг почти 1500 человек после их смерти передали науке, и по этим образцам собрали самую большую на сегодня карту активности генов в префронтальной коре — отделе, который отвечает за планирование, решения, рабочую память и контроль эмоций. Самому юному донору не было и года, самому старшему — 108. Учёные «прочитали» больше 6,3 миллиона отдельных клеток — нейронов, иммунных клеток и клеток сосудов. Результаты вышли сразу восемью статьями, три из них — в Nature. Сначала посмотрели на здоровый мозг людей от младенчества до 97 лет. Выделились три фазы: бурная перестройка в раннем возрасте, затишье примерно с 24 лет и новая волна перестройки около 65. В поздней фазе меняются клетки, связанные с иммунитетом, реакцией на стресс и суточными ритмами. Дальше — восемь диагнозов, от Альцгеймера и Паркинсона до шизофрении и биполярного расстройства. И тут пригодилась точность. Если усреднить данные по всем типам клеток, «средняя температура по больнице», — общих нарушений у Альцгеймера и Паркинсона не видно. Но в микроглии, собственных иммунных клетках мозга, нашлись 47 общих генетических путей, которые нарушены при обеих болезнях. Нашлись и изменения, общие для всех восьми расстройств, и характерные только для деменций. Альцгеймер разобрали подробнее. Судя по данным, болезнь перекраивает клеточный ландшафт поэтапно: сначала активируются иммунные клетки, потом гибнут нейроны. С помощью ИИ удалось связать конкретные молекулярные пути с частыми спутниками болезни — депрессией и возбуждением. А отслеживая изменения у людей с разными генетическими факторами риска, авторы делают первые шаги к персонализированной медицине. @vselennayaplus

Черви знают рецепт нового мозга Если отрезать от планарии крошечный кусочек, со временем из него вырастет целый червь — с мышцами, тканями и даже мозгом. Человеческий мозг на такое не способен: травмы и болезни он залечивает из рук вон плохо. Биологи из Университета Джорджии выяснили, какие гены помогают плоским червям заново выращивать важные нейроны. Планарии живут в пресной и солёной воде и даже на суше. У них нет ни кровеносной, ни дыхательной системы, зато есть стволовые клетки, способные превратиться в любую клетку, которая нужна организму прямо сейчас. Но как клетка понимает, кем ей стать и куда отправиться? Учёные сосредоточились на нейронах, вырабатывающих дофамин, — такие есть и у человека. Они нашли почти дюжину генов, которые, во-первых, заставляют стволовые клетки превращаться именно в эти нейроны, а во-вторых, направляют новые клетки в нужные места тела. Дофамин часто называют «гормоном удовольствия», но его работа шире: он помогает нейронам передавать сигналы и играет ключевую роль в управлении движениями. При болезни Паркинсона дофамина не хватает — отсюда тремор и скованность. Находку проверили самым прямым способом — отключали некоторые из этих генов. Без них планарии с трудом выращивали новые дофаминовые нейроны и начинали двигаться медленнее — примерно как млекопитающие при нехватке дофамина. Почему же у нас так не выходит? Стволовые клетки у человека тоже есть, но превращаться в новые нейроны достаточно эффективно, чтобы залечить повреждение, они не умеют. Авторы надеются, что их «генетический рецепт» поможет другим лабораториям научиться выращивать из стволовых клеток дофаминовые нейроны, которые можно будет эффективнее пересаживать пациентам. Сейчас у врачей немного способов лечить Паркинсон, Альцгеймер и черепно-мозговые травмы, и такие работы закладывают фундамент для поиска похожих механизмов у человека. @vselennayaplus

Парадокс курильщиков Угарный газ (CO) — яд, который наш организм, как ни странно, вырабатывает и сам. В больших дозах CO вытесняет кислород из эритроцитов и буквально душит ткани. А в небольших помогает подавать сигналы иммунной системе и защищает клетки от окислительного стресса. Теперь исследование, в котором наблюдали за здоровьем более чем полумиллиона взрослых в Китае, связало его с загадкой, над которой медики бьются десятилетиями. Загадка вот в чём: болезнь Паркинсона у курильщиков встречается заметно реже, хотя курение вредит почти всему телу, от лёгких до мозга. Подозревали, например, никотин: он действует на те же рецепторы, что и ацетилхолин, а тот работает в паре с дофамином. Именно нейроны, вырабатывающие дофамин, гибнут при Паркинсоне, отсюда тремор, скованность мышц и проблемы с равновесием. Команда Оксфордского университета проверила другого кандидата. Сначала учёные подтвердили связь хронического курения с более низким риском болезни. Затем взялись за тех, кто никогда не курил: у людей с более высоким уровнем угарного газа в выдыхаемом воздухе риск Паркинсона тоже оказался ниже. У угарного газа есть противовоспалительный эффект, а в мозге он помогает справляться с клеточным стрессом. Возможно, людям с более высоким «внутренним» уровнем CO проще гасить воспаление и беречь мозг. Эта идея уже привела к предварительным испытаниям на животных. Но до разгадки далеко. Исследование наблюдательное: оно выявляет связь, но не доказывает, что причина именно в угарном газе. К тому же большинство некурящих участников были женщинами, так что результат может зависеть от пола. И главное: даже если курение немного снижает риск Паркинсона, этот выигрыш с огромным запасом перекрывают риски множества других болезней. Сигарета здесь не выход. @vselennayaplus

Имплант, который ловит ритм шагов Один из самых мучительных симптомов болезни Паркинсона — проблемы с ходьбой. Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) придумали, как с ними бороться: имплант, который работает как кардиостимулятор, только подстраивается не под ритм сердца, а под ритм шагов. Немного контекста. С Паркинсоном живёт более 10 миллионов человек по всему миру. Давно применяемая глубокая стимуляция мозга (DBS) неплохо гасит тремор, скованность и заторможенность — но с ходьбой почти не помогает. Причина в том, что ходьба штука предельно динамичная: нужна точная синхронизация обеих половин тела, а походка меняется буквально каждую секунду. Обычная DBS шлёт один и тот же фиксированный сигнал и просто не поспевает за этой сложной координацией мозга, спинного мозга и мышц. Новая система — персонализированная адаптивная DBS (aDBS). Она считывает нейросигналы, соответствующие разным фазам шага (например, какая нога сейчас в замахе), и подстраивает стимуляцию за доли секунды. В лабораторных тестах походка стала ровнее и симметричнее, а сами участники отмечали, что реже падают — при этом контроль над остальными симптомами сохранялся. Показательно, что после слепого сравнения двух режимов дома люди сами выбрали адаптивный вариант и продолжили им пользоваться больше года после конца испытания. Один нюанс оказался особенно важным: у разных пациентов лучшие сигналы шли из разных участков мозга — у кого-то из коры, у кого-то из базальных ганглиев. А значит, единого «рецепта на всех» не будет, терапию придётся настраивать индивидуально. Тот же принцип, по словам авторов, применим к сну, настроению и памяти, а похожие адаптивные подходы уже пробуют при ОКР, депрессии, эпилепсии и хронической боли. @vselennayaplus