Лебедев про мозг

Слегка отличающиеся версии одной истории

Обычно говорят, что электрическая стимуляция стимулирует нейроны в такой-то области. Но это не совсем так. При типичной электрической микростимуляции в первую очередь активируются аксоны, а не тела нейронов (Nowak, Bullier, 1998; McIntyre, Grill, 2000). Причина в том, что у аксонов ниже порог возбуждения из-за того, что у них высокая плотность потенциал-зависимых Na⁺-каналов, подходящая геометрия и особенности распределения тока (Nowak, Bullier, 1998; McIntyre, Grill, 2000). Внеклеточный ток от микроэлектрода эффективнее создаёт деполяризацию на аксонах, терминалях и начальном сегменте аксона (McIntyre, Grill, 2000; Radivojevic et al., 2016). Это аксоны локальных нейронов и аксоны, проходящие через область (Histed et al., 2009; Griffin et al., 2011). Тела нейронов тоже могут активироваться напрямую, но обычно для этого нужно, чтобы электрод был очень близко, а ток был достаточно сильным (Radivojevic et al., 2016). Кроме того, нейроны могут активироваться через синапсы возбуждённых аксонов (Histed et al., 2009). В целом, микростимуляция активирует нейронную сеть через преимущественное возбуждение аксонов (Nowak, Bullier, 1998; Histed et al., 2009). Литература Nowak LG, Bullier J. (1998). Axons, but not cell bodies, are activated by electrical stimulation in cortical gray matter. I. Evidence from chronaxie measurements. Exp Brain Res 118:477–488 McIntyre CC, Grill WM. (2000). Selective microstimulation of central nervous system neurons. Ann Biomed Eng 28(3):219–233 Histed MH, Bonin V, Reid RC. (2009). Direct activation of sparse, distributed populations of cortical neurons by electrical microstimulation. Neuron 63(4):508–522 Radivojevic M et al. (2016). Electrical identification and selective microstimulation of neuronal compartments. Sci Rep 6:31523 Griffin DM, Hudson HM, Belhaj-Saif A, Cheney PD. (2011). Hijacking cortical motor output with repetitive microstimulation. J Neurosci 31(37):13088–13096.

Китайские учёные создали гидрогель, который под действием ближнего инфракрасного света меняет форму, а благодаря системе STERS на основе частиц жидкого металла может сосуществовать с живыми тканями. Этот адаптивный материал перспективен для тканевой инженерии, гибких нейроинтерфейсов, регенеративной медицины и человекоподобных роботов, но для клинического применения ещё предстоит точно синхронизировать его с конкретными тканями и научиться управлять его трансформациями. https://www.scmp.com/news/china/science/article/3369897/chinese-team-creates-lifelike-hydrogel-changes-shape-smart-devices

Комментарий Ксении Соловьевой https://t.me/iitpras/1287

Альберт Шатц и стрептомицин: автор открытия без Нобелевской премии В 1943 году Альберт Шатц выделил из Streptomyces griseus стрептомицин — первый антибиотик, эффективный против туберкулёза. В 1944 году вышла статья; авторы — Шатц, Элизабет Баги и Ваксман. Шатц был первым автором, Ваксман — последним. Патент выдали на Шатца и Ваксмана. В 1952 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине получил только Ваксман — «за открытие стрептомицина». Шатца в списке не было. Он подал в суд и добился юридического признания соавтором и части роялти. Нобелевский комитет решения не пересматривает, поэтому премию Шатцу так и не вручили. Изначально их отношения были «профессор — аспирант». Ваксман был известным почвенным микробиологом, создал программу поиска антибиотиков среди актиномицетов и методологию скрининга. Сам эксперимент, в котором Streptomyces griseus проявил активность против туберкулёзной палочки, провёл Шатц в октябре 1943 года. После открытия Ваксман стал преуменьшать роль Шатца, представляя результат как работу лаборатории под его руководством. Стрептомицин постепенно стали связывать только с Ваксманом. Ваксман убедил Шатца передать его долю прав на патент Рутгерскому университету. Позже Шатц узнал, что у Ваксмана было отдельное соглашение на 20% роялти. В 1950 году суд признал Шатца юридически и научно соавтором открытия и присудил ему 3% роялти. Шатц был способным студентом, работал интенсивно, выходцем из бедной семьи иммигрантов, упорный, с острым умом и чувством юмора, говорил прямо; социалист, эколог, участвовал в общественных проектах. Ваксман — тихий, вдумчивый, заботился о человечестве, формальный, в семье его звали «профессор»; систематичный, надёжный, с хорошей памятью, мог быть щедрым наставником, пока речь не шла о личном признании. Ваксман внёс вклад как руководитель программы, но изобразил свою роль центральной, а вклад аспиранта — второстепенным. История Шатца — пример «эффекта Матфея» в науке и напоминание о важности честного распределения авторства.

Следующую Нобелевскую премию получит Татьяна Александрова. (Меня, правда, смущает, что именно эти идеи я слышал от совсем других людей, а Татьяны Александровой и близко не лежало, но, видимо, в корпоративном мире это ОК.) https://t.me/Theedinorogblog/8384

Разговоры о том, как оптогенетика позволяет селективно воздействовать на определенные типы нейронов напомнили мне о собственной статье с Ранди Нельсоном. В этой работе изучалась активность нейронов первичной соматосенсорной коры (SI) обезьяны с ритмической импульсацией при выполнении обученных движений кисти в ответ на вибротактильный пусковой сигнал. Среди 1222 внеклеточно зарегистрированных нейронов SI у 129 клеток (около 11%) во время удержания стабильного положения кисти наблюдалась ритмическая импульсация с частотой примерно 30 Гц (в диапазоне 20–50 Гц). При инициации движений, вызванных вибрацией, активность таких нейронов обычно снижалась примерно через 25 мс после начала вибрации, а затем дополнительно уменьшалась примерно за 60 мс до начала движения. Ритмический паттерн при этом не столько модулировался, сколько нарушался, что не согласуется с интегративно-пороговой моделью; кроме того, активность этих нейронов была комплементарна активности быстро адаптирующихся нейронов SI, а нарушения их ритмической активности напоминали изменения локальных полевых потенциалов в сенсомоторной коре. Было высказано предположение о том, что нейроны с ритмической импульсацией могут тонически тормозить быстро адаптирующиеся нейроны, растормаживать их в момент пускового сигнала и перед произвольным движением, а также регулировать популяционные колебания коры. https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/47630468/Rhythmically_firing_20-50_Hz_neurons_i20160729-22145-e80jrq.pdf?1738333916=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DRhythmically_firing_20_50_Hz_neurons_in.pdf&Expires=1791444312&Signature=G4a9ccxK5EECOMC0GU778L1u9Vjb~8dA-C90U8AxBmziyWsB6DTMMevpt0L6LOLqyQrbh6NuL1T1U9GRkgQISAn3hAsJXAmJQQo7a2149Ch2RH~lEuZ9Hr1FZap1sYK9ujnFjCCPhOBPtzZ2pxc253J7GiVoiI47qxTs4g513I79ofgTMPQhQKn0PRn1hSWm8SonC9SQ5TM5kJYLsWCbBDoIiVcDdBe-jj4GtszlYtDB~EjpgU4JB8aLOEAsSH1Ss-SxmzALVAvaQLnKAUBbbKEQP5Yh10Q-t-Pf2mh7C4jVnWwJpurcVcKVEvkwYnCuIrC7DAbii1La-t~vrXJqwA__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA

Памфлеты, конформизм и синяя хризантема На мои памфлеты о том, как Карл у Клары украл кораллы (кстати, Клара — это знак света, ясности, чистоты и, значит, невинности), пришло некоторое число отзывов в буржуазных сетях. Они выявили то, что мы давно знали: конформизм господствует. Если раньше, когда и Бойден, и Дайссерот каждый месяц получали награды, ни у кого не было сомнений, что они — два сапога пара, то теперь всем стало ясно: Боливар не выдержит двоих, точнее, выдержит только троих. «Не повезло», — говорили про Бойдена. Но в следующий раз обязательно повезёт. К тому же в отзывах намекали, что Бойден, вообще-то, дурак дураком, а решающую роль в открытии сыграл второй автор, Чжан. Логика тут железная: раз работу сделал Чжан, то награду нужно дать Дайссероту. Ещё намекают, что Бойден — чем-то плохой человек, к тому же связанный с Эпштейном (не нашим лекарем-гомеопатом, а буржуазным, тем, у которого остров). Весь этот поток хулы даже меня заставил усомниться в Бойдене. Но затем мне всё же подтвердили, что он — гений, значительно выделяющийся даже среди очень ярких людей. Как синяя хризантема среди остальных. #наука #околонаучное #бойден #церемония #мнение #памфлет #конформизм

Уже десятилетия учёные спорят, может ли взрослый мозг человека создавать новые нейроны после детства, и однозначного ответа до сих пор нет. Сторонники взрослого нейрогенеза видят в нём потенциал для восстановления мозга и лечения нейродегенеративных и психических заболеваний, а скептики указывают на косвенные методы и сомнительность доказательств. Спор продолжается, но он стимулирует развитие технологий и смещает интерес к тому, какую роль эти новые клетки играют и можно ли управлять этим процессом у человека. https://www.nature.com/articles/d41586-026-03132-w

Момент дискуссии

Нобелевская премия по физиологии или медицине 2026 «За открытия светоуправляемых ионных каналов и оптогенетики». Peter Hegemann, Georg Nagel, Karl Deisseroth. nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release Сегодня утром я решил разобраться в этом и попросил опуса мне сделать видео. Оно мне очень сильно зашло, поэтому делюсь с вами. Смотрите со звуком.

Дискуссия ученых

В 2004 году нейробиолог Чжо-Хуа Пан из Университета Уэйна в Детройте впервые ввёл в нейроны светочувствительный белок каналродопсин и заставил их реагировать на свет, что стало ключевым шагом к созданию оптогенетики. Однако лавры изобретателей оптогенетики достались Карлу Дайссероту из Стэнфорда и Эду Бойдену из Массачусетского технологического института, которые опубликовали свои результаты позже, но получили огромную известность и награды. Пан, уроженец Китая, переехал в США в 1980-х годах для получения докторской степени и с тех пор работал в области зрения, стремясь найти способ лечить слепоту. В начале 2000-х он предположил, что если внедрить светочувствительный белок в клетки глаза, то можно восстановить зрение, компенсируя гибель палочек и колбочек. Это и была зачаточная идея оптогенетики — использовать белок, преобразующий свет в электрическую активность, для дистанционного управления нейронами. В 2003 году была опубликована первая молекулярная характеристика каналродопсина — белка зелёных водорослей, который реагирует на свет, перекачивая ионы в клетку. Пан был в восторге, назвав это одним из самых захватывающих событий в своей жизни, и сразу понял, что это тот самый светочувствительный элемент, который он искал. К февралю 2004 года он уже тестировал каналродопсин на ганглиозных клетках сетчатки в чашке Петри, и они стали электрически активными под действием света. Национальный институт здравоохранения США выделил Пану 300 тысяч долларов, отметив, что его предложение является весьма инновационным и граничит с неизвестным. Пан не знал, что в это же время аналогичные эксперименты проводили ещё несколько групп, включая Дайссерота и Бойдена в Стэнфорде, а также коллективы Штефана Херлитце и Линн Ландмессер и Хирому Яво в Японии. Стэнфордская группа связалась с автором статьи о каналродопсине Георгом Нагелем в марте 2004 года и получила ДНК для экспериментов, а в августе 2004 года Бойден уже заставил нейрон мозга реагировать на свет. Пан провёл тот же эксперимент на нейронах сетчатки на шесть месяцев раньше, но не успел опубликовать результаты, и его опередили. Бойден, узнав о приоритете Пана, был удивлён и заметил, что в науке существует как намеренная, так и ненамеренная командная работа, и учёные часто опираются на достижения друг друга. Пресс-служба Стэнфорда заявила, что работа Пана была далека от использования оптогенетики для точной нейробиологии, и что именно публикация Дайссерота 2005 года открыла новые горизонты. Пан отправил свою статью в журнал Nature в ноябре 2004 года, но её перенаправили в Nature Neuroscience, где отклонили, а затем отклонили и в Journal of Neuroscience. В мае 2005 года на конференции по зрению Пан сделал 15-минутный доклад о своих результатах, что стало его самым чётким заявлением о приоритете. Однако в августе 2005 года Nature Neuroscience опубликовал статью Бойдена и Дайссерота, и Пан, узнав об этом, почувствовал себя ужасно и сказал, что им не повезло. Статья Пана вышла только в апреле 2006 года в журнале Neuron и была встречена равнодушно, так как многие посчитали её менее творческой и узкой по сравнению с работой стэнфордской группы. В итоге Дайссерот и Бойден получили многомиллионные гранты, премии и признание, а Пан смог привлечь лишь около 3 миллионов долларов за 10 лет и остался в тени. Тем не менее именно технология Пана была лицензирована компанией RetroSense для первых клинических испытаний по восстановлению зрения у слепых людей. https://www.scientificamerican.com/article/he-may-have-invented-one-of-neuroscience-s-biggest-advances-but-you-ve-never-heard-of-him/

Александр Сергеев

Артём Оганов

Красоты

Золотая осень

Дерево Лебедева

В саду ученых

Дерево Константина Анохина