Учёные раскрыли архитектуру мозга.

Проект MICrONS был направлен на составление карты структуры нейронов и изучение электрических сигналов между ними. Это позволило показать, как нейроны взаимодействуют друг с другом, и получить более полную картину скрытых процессов в мозге.

Учёные из медицинского колледжа Бейлора в Техасе использовали специализированные микроскопы для записи мозговой активности в целевой области, когда животное просматривало различные фильмы и клипы в интернете. Исследователи из Института Аллена взяли тот же кубический миллиметр мозга и разделили его на более чем 25 000 слоёв, каждый толщиной в 1/400 человеческого волоса.

С помощью множества электронных микроскопов они сделали снимки каждого среза с высоким разрешением. Другая команда из Принстонского университета использовала искусственный интеллект и машинное обучение для создания трёхмерного изображения ячеек и соединений.

В совокупности объём массивных данных составляет 1,6 петабайта, что эквивалентно 22 годам непрерывной видеосъёмки в формате HD. Доктор Клей Рейд, старший исследователь и нейробиолог из Института Аллена, рассказывает: «Внутри этого крошечного пятнышка находится целая архитектура, похожая на изысканный лес.

В нём есть всевозможные правила связи, которые мы знали из различных областей нейробиологии, и в рамках самой реконструкции мы можем проверить старые теории и надеяться найти новые вещи, которых никто никогда раньше не видел». Полученные данные раскрывают новые типы клеток и новый принцип торможения в мозге.

Ранее учёные считали, что ингибирующие клетки — те, которые подавляют нервную активность, — это просто сила, которая ослабляет действие других клеток. Но последняя работа показала, что тормозные клетки очень избирательны в выборе клеток, на которые они нацелены, создавая систему координации и сотрудничества в масштабах всей сети.

Понимание формы и функций мозга может проложить путь к лучшему пониманию расстройств мозга, связанных со сбоями в нейронной коммуникации, отмечает The Guardian. Доктор Нуно да Коста, младший научный сотрудник Института Аллена, комментирует: «Если у вас сломался радиоприёмник и у вас есть принципиальная схема, вы сможете быстрее его починить.

Мы описываем что-то вроде карты Google или схемы этой песчинки. В будущем мы сможем использовать это для сравнения мозговых связей у здоровой мыши с мозговыми связями в модели болезни».

Ключевую роль в этом процессе играет белковый канал CatSper. Он «включает» движение сперматозоида при температуре выше 33,5 градуса.

Если активация происходит слишком рано, фертильность снижается. Исследование было опубликовано в Nature Communications.

CatSper — это канал в оболочке сперматозоида, через который внутрь клетки поступают ионы кальция. Эти ионы запускают резкие и активные движения хвоста сперматозоида — так называемую гиперактивацию, необходимую для оплодотворения.

Однако если CatSper включается преждевременно, сперматозоид теряет способность нормально двигаться и не может достичь яйцеклетки. Чтобы этого не произошло, в организме мужчины есть два защитных механизма: кислая среда и вещество спермин, которое содержится в семенной жидкости.

Они удерживают канал в неактивном состоянии. Когда сперматозоиды попадают в организм женщины, условия меняются — среда становится более щелочной и тёплой.

Тогда защита ослабевает, но спермин продолжает временно подавлять тепловую активацию. Это позволяет сперматозоиду «дожить» до встречи с яйцеклеткой.

Только после определённого этапа — капацитации — CatSper начинает полноценно работать. Авторы подчёркивают, что температурная чувствительность CatSper может объяснить, почему мужские половые железы находятся вне тела.

При температуре выше 34 градусов канал активируется слишком рано, что снижает шансы на зачатие. Новое открытие может быть полезно при разработке мужских контрацептивов и в лечении бесплодия.

Исследования показали, что кошки с признаками одомашнивания появились в Европе только около I века нашей эры. Это на несколько тысяч лет позже, чем предполагалось ранее.

Учёные определили два этапа появления кошек в Европе. Сначала дикие североафриканские кошки попали на Сардинию примерно во II веке до нашей эры.

Позже, в римский период, на континент проникли уже домашние кошки, генетически близкие к современным. Оба исследования указывают на Тунис как возможную родину этих животных.

Ранее считалось, что кошки пришли в Европу вместе с первыми земледельцами в эпоху неолита. Новые данные это опровергают.

Авторы подчёркивают, что распространение кошек было связано не только с борьбой с грызунами, но и с религиозными традициями. Например, в Древнем Египте кошек почитали, а в Римской империи и у викингов они стали частью мифологии.

Исследования также показали, что домашние кошки вытесняли местных диких кошек — возможно, из-за конкуренции и скрещивания. Это привело к снижению численности диких видов уже в I тысячелетии нашей эры.

Таким образом, домашние кошки проникли в Европу из Северной Африки в несколько этапов и гораздо позже, чем считалось. Распространению способствовали не только практические причины, но и культурные и религиозные факторы.

Исследование, проведённое на мышах и крысах, показало, что регулярное питание по расписанию стимулирует выработку гормона роста значительно сильнее, чем питание малыми порциями в течение дня. Авторы работы сравнили два режима кормления: питание с частыми перекусами и классическое трёхразовое питание.

У грызунов, получавших еду по часам, ширина зоны роста большеберцовой кости — один из ключевых показателей скелетного развития — была заметно больше. Уровень гормона роста у них оказался в три раза выше, с выраженными пиковыми выбросами в течение дня.

Ключевым звеном в этом механизме оказался грелин — гормон, вырабатываемый натощак. Он не только вызывает чувство голода, но и напрямую стимулирует выработку гормона роста.

У генетически модифицированных мышей без рецепторов к грелину эффект от режима питания исчезал, а у тех, кто питался часто, его не возникало вовсе. Подобную зависимость учёные проверили и на людях.

При непрерывном кормлении через зонд уровень грелина оставался стабильно высоким, но без привычных пиков, что мешало организму запускать импульсы роста. Исследователи полагают, что именно ритмичные колебания гормонов, возникающие при нормальном режиме питания, необходимы для стимуляции здорового роста.

Заряжать такие аккумуляторы при температуре ниже нуля категорически нельзя, так как это может привести к их выходу из строя или даже возгоранию. Как пояснил «МК» начальник научно-исследовательского и конструкторско-технологического центра электрохимической техники Государственного университета «Дубна», кандидат физико-математических наук Виктор Кривченко, в высокотехнологичных устройствах для эффективной работы литий-ионных аккумуляторов внутри корпуса батареи размещаются нагревательные элементы и системы термостатирования.

Эти системы поддерживают температуру аккумуляторов выше нуля. Однако у них есть недостаток: они тратят энергию батареи на поддержание тепла, что уменьшает период автономной работы устройства.

Чтобы преодолеть этот недостаток, команда разработчиков из университета совместно с учёными из МИЭТ и ИФХЭ РАН создаёт литий-ионные аккумуляторы с анодами из наноструктурированного германия. Такие аккумуляторы сохраняют эффективность даже при крайне низких температурах.

Это изобретение поможет избавиться от необходимости дополнительного использования систем обогрева. Источники тока с германием смогут надёжно и безопасно работать при температурах ниже нуля, даже при разряженном аккумуляторе.

Системы связи и навигации, транспорт с такими батареями можно будет использовать в Арктике или в космосе. В настоящее время проводятся испытания прототипов аккумуляторов с германием.