Исследование показывает, что мы не просто слушаем музыку, а «становимся ею»

Международное исследование показывает, что наши мозг и тело не просто понимают музыку, но и физически резонируют с ней. Эти открытия, основанные на результатах исследований в области неврологии, музыки и психологии, подтверждают теорию нейрорезонанса.

Теория утверждает, что музыкальные впечатления не зависят от заученных ожиданий или предсказаний, а возникают благодаря естественным колебаниям мозга, которые синхронизируются с ритмом, мелодией и гармонией. Этот резонанс формирует наше чувство времени, музыкальное удовольствие и заставляет двигаться в такт.

«Эта теория предполагает, что музыка воздействует на нас не только потому, что мы её просто слышим, но и потому, что наш мозг и тело становятся ею, — говорит Кэролайн Палмер, профессор факультета психологии Макгилла и директор лаборатории Sequence Production Lab. — Это имеет большое значение для терапии, образования и технологий». По её словам, публикация исследования в журнале Nature Reviews Neuroscience — это первый случай, когда вся теория нейрорезонанса публикуется в одной работе.

Теория предполагает, что такие структуры, как ритм и гармония, отражают стабильные резонансные паттерны в мозге, общие для всех людей независимо от их музыкального образования. Согласно теории, то, как мы слышим и создаём музыку, можно объяснить фундаментальными динамическими принципами механизмов человеческого мозга, которые распространяются от ушей до спинного мозга и движений конечностей.

Кровь человека, пережившего 200 укусов змей, помогла создать мощное противоядие

Учёные создали мощное противоядие, используя антитела из крови человека, которого сотни раз кусали ядовитые змеи. Этот препарат защищает мышей от ядов 19 видов смертельно опасных змей, включая королевскую кобру.

Противоядие сочетает в себе существующий препарат вареспладиб с антителами, скопированными с тех, что содержатся в крови Тима Фриде, американского коллекционера змей, который ввёл себе более 600 доз яда, чтобы укрепить иммунитет. Его также около 200 раз кусали ядовитые змеи. О создании противоядия сообщается в статье, опубликованной в журнале Cell.

Учёные говорят, что это исследование может помочь разработать крайне необходимые методы лечения, но использование материала, полученного от человека, который проводил опасные эксперименты над собой, делает его этически не совсем чистым. Авторы статьи утверждают, что они не принимали никакого участия в экспериментах Фриде с ядом. «Мы не советовали Фриде делать это, и никому больше не нужно повторять это — у нас есть все необходимые молекулы», — говорит соавтор Джейкоб Глэнвилл, руководитель биомедицинской компании Centivax в Южном Сан-Франциско, Калифорния. «Змеиный яд опасен», — добавляет он и предостерегает людей от того, чтобы следовать примеру Фриде.

Учёные нашли в организме переключатель для регенерации важнейших клеток, связанных со зрением

Уже несколько десятилетий учёные ищут способ заново вырастить клетки нейронов сетчатки у млекопитающих. Примерно 300 миллионов человек во всём мире страдают той или иной формой дегенерации сетчатки, которая может серьёзно снизить зрение и даже привести к слепоте. Главная проблема заключается в том, что большинство тканей центральной нервной системы млекопитающих не обладает способностью к регенерации. Недавно команда из Корейского института передовых наук и технологий обнаружила многообещающие результаты в экспериментах с мышами. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, учёные подробно описывают новый метод, который, как они утверждают, потенциально способен восстановить зрение.

Предыдущие исследования показали, что многие животные обладают удивительной способностью к регенерации клеток сетчатки, но ни одно из них не может сравниться со способностями рыбок данио-рерио. После травмы они могут перепрограммировать свои глиальные клетки Мюллера, чья роль заключается в поддержании функциональности клеток сетчатки. Эти новые клетки эффективно заменяют повреждённые клетки функциональными нейронами сетчатки.

К сожалению, людей и данио-рерио разделяет более 375 миллионов лет эволюции, поэтому человеку совершить подобный трюк не так-то просто.

Команда Корейского института обходит это ограничение у млекопитающих, подавляя белок PROX1, который препятствует развитию различных типов клеток сетчатки у млекопитающих. В своих экспериментах исследователи заметили, что после травмы PROX1 накапливается в глиальных клетках Мюллера мыши. А эти клетки выступают в качестве опорных клеток для нейронов сетчатки. Примечательно, что этот процесс подавления не происходил в таких же клетках у рыб, обладающих известной способностью к регенерации сетчатки.

Заблокировав PROX1 и тем самым предотвратив подавление образования новых клеток сетчатки, команда специалистов поддержала регенерацию сетчатки у мышей с пигментным ретинитом — заболеванием, при котором фоторецепторы в сетчатке разрушаются. Эффект регенерации сохранялся в течение шести месяцев, что позволило учёным смело заявить, что это «первая успешная индукция долгосрочной нейронной регенерации в сетчатке млекопитающих».

Учёные разработали метод МРТ, позволяющий определить, не стареет ли ваше сердце слишком быстро

Учёные из Университета Восточной Англии (UEA) разработали способ измерения степени старения сердца с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Опубликованная методика может помочь врачам раньше обнаружить проблемы с сердцем и побудить людей к более здоровому образу жизни, пока ситуация не стала серьёзной.

По мере взросления наше сердце постепенно изменяется в размерах, форме и функционировании. Эти изменения могут повлиять на то, насколько хорошо оно перекачивает кровь и справляется со стрессом. У некоторых людей сердце стареет быстрее, чем у других — особенно если у них есть такие заболевания, как высокое кровяное давление, диабет или ожирение.

МРТ даёт чёткое и подробное представление о работе сердца. Команда UEA хотела использовать эту технологию визуализации для создания формулы, предсказывающей функциональный возраст сердца, который говорит нам о том, сколько лет ему, а не о том, сколько лет человеку на самом деле.

Исследовательская группа изучила 557 человек в нескольких больницах Великобритании, Испании и Сингапура. Они разделили их на две группы. Здоровая группа — 191 человек с нормальной массой тела и отсутствием сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний (таких как диабет или гипертония). Группа проверки — 366 человек с индексом массы тела выше 25 и хотя бы одним заболеванием, таким как высокое кровяное давление, диабет или мерцательная аритмия.

Проанализировав снимки МРТ, команда сосредоточилась на двух важных показателях сердца: конечном систолическом объёме левого предсердия и фракции выброса левого предсердия, чтобы создать формулу для расчёта возраста сердца.

Ведущий исследователь доктор Панкадж Гарг объяснил, почему это открытие имеет большое значение. «Мы обнаружили, что с помощью МРТ можно определить „функциональный возраст“ сердца — то, как оно работает, а не то, сколько вам лет. Например, у 50-летнего человека с высоким кровяным давлением сердце может работать, как у 55-летнего».

Зная эту информацию, врачи могут начать лечить человека раньше, дать совет или назначить лечение до того, как разовьётся серьёзное заболевание сердца. «Это — переломный момент в сохранении здоровья сердца и его продолжительности, — сказал доктор Гарг. — Болезни сердца остаются одним из главных убийц в мире. Наш метод МРТ даёт мощный инструмент для оценки состояния сердца ещё до появления симптомов заболевания».

Учёные научились печатать полимеры внутри живых организмов с помощью звука

Платформа глубокой звуковой печати тканей in vivo (DISP). В этой технологии ультразвук сочетается с чувствительными к низкой температуре липосомами, нагруженными сшивающими агентами. Липосомы, часто используемые для доставки лекарств, помещаются в полимерный раствор, содержащий мономеры нужного полимера, контрастное вещество для визуализации, которое показывает, когда произошло сшивание (здесь газовые везикулы, используемые для этой цели, показаны в виде шестиугольников), и груз, который они надеются доставить — например, терапевтическое лекарство. Учёные используют сфокусированный ультразвук для повышения температуры в целевой области на несколько градусов, что заставляет липосомы высвободить своё содержимое и начать печать в точном месте.

Представьте себе, что врачи могли бы печатать миниатюрные капсулы, способные доставлять клетки, необходимые для восстановления тканей, именно туда, где они нужны – например, внутри бьющегося сердца. Группа учёных из Калифорнийского технологического института сделала значительный шаг к достижению этой цели, разработав метод 3D-печати полимеров в определённых местах внутри живых животных. Метод основан на использовании звука для локализации и уже применялся для печати полимерных капсул для избирательной доставки лекарств, а также клеящих полимеров для запечатывания внутренних ран.

Некоторые гидрогель-полимерные структуры, напечатанные при помощи звука

Ранее учёные использовали инфракрасный свет для запуска полимеризации — соединения основных единиц, или мономеров, полимеров внутри живых животных. «Но проникновение инфракрасного излучения очень ограничено. Оно уходит только под кожу, — говорит Вэй Гао, профессор медицинской инженерии в Калифорнийском технологическом институте и исследователь медицинского исследовательского института Heritage. — Наша новая методика позволяет проникать вглубь тканей и печатать различные материалы для широкого спектра применений, сохраняя при этом отличную биосовместимость».

Гао и его коллеги сообщают о своей новой технике 3D-печати in vivo в журнале Science. Наряду с биоадгезивными гелями и полимерами для доставки лекарств и клеток, в статье также описывается использование метода для печати биоэлектрических гидрогелей — полимеров со встроенными проводящими материалами для использования во внутреннем мониторинге физиологических показателей жизнедеятельности, как в электрокардиограммах (ЭКГ). Ведущий автор исследования — Эльхам Давуди, доцент кафедры машиностроения в Университете Юты, который завершил работу, будучи постдокторантом в Калифорнийском технологическом институте.

Дайджест новостей из мира биологии за прошедшую неделю