Connect with us

Наука

Ученые впервые проследили за мозгом спящих людей при помощи МРТ

Ученые впервые проследили за мозгом спящих людей при помощи МРТ

Published

on

Ученые считают, что некоторые цепочки нейронов в мозге во время сна почти полностью перестают синхронизироваться друг с другом, несмотря на активность даже большую, чем во время бодрствования

Ученые впервые проследили за мозгом спящих людей при помощи МРТ

© Gorodenkoff/Shutterstock/FOTODOM

ТАСС, 22 января. Нейрофизиологи детально проследили, как меняется активность мозга человека во время разных фаз сна, с помощью магнитно-резонансных томографов и электроэнцефалографов, которые не мешали добровольцам спать. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал iScience.

"Мы проследили, какие цепочки нейронов включались во время разных фаз сна и как часто они это делали. Оказалось, что во время засыпания общая активность мозга постепенно падает, однако разнообразие связей между разными его регионами увеличивается. Мы считаем, что это указывает на нестабильность мозга во время этой фазы сна", – рассказала Анджали Тарун, один из авторов исследования, нейрофизиолог из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария).

Существует два типа сна – быстрый и медленный, которые постоянно сменяют друг друга. Сначала идет фаза медленного сна, то есть состояние максимального покоя, при которой организм восстанавливает силы, а мозг "упорядочивает" воспоминания.

Через некоторое время человек переключается на быструю фазу сна. В это время глаза начинают быстро хаотически двигаться, мышцы переходят в рабочий режим, однако при этом все тело цепенеет, благодаря чему предотвращаются непроизвольные движения. Ученые предполагают, что во время быстрого сна люди видят самые яркие сны.

Фазы сна изучают с помощью электроэнцефалографов и других диагностических приборов, которые не мешают добровольцам спать, но не дают полной картины изменений работы мозга во время обеих фаз и перехода между ними. Поэтому пока ученые не знают, какие цепочки нейронов управляют обеими стадиями и связаны ли они между собой. Первые данные такого рода получили Тарун и ее коллеги.

Для своего исследования они приспособили функциональные магнитно-резонансные томографы. Как правило, подобные приборы очень сильно шумят во время работы, из-за чего участники исследования зачастую не могут заснуть. Однако ученые обошли эту проблему.

Благодаря специально созданной методике ученые с помощью МРТ и ЭЭГ проследили, как менялась работа мозга трех десятков спящих добровольцев в течение более двух часов. Оказалось, что уровень дезорганизации мозга постоянно увеличивался во время обеих фаз сна и быстро падал после пробуждения. Это было характерно как для тех цепочек нейронов в коре мозга, которые отвечают за работу сознания, так и для областей мозжечка, связанных с координацией движений и определением своего положения в пространстве.

По словам авторов исследования, подобные изменения работы мозга во время сна говорят, что цепочки нейронов почти полностью перестали синхронизироваться друг с другом, несмотря на то, что уровень их активности в некоторых фазах сна стал даже выше, чем он был во время бодрствования.

Ученые пока не могут сказать, почему это так происходит. Однако эта особенность показывает, что сознание человека не сконцентрировано в одной точке мозга, как считали некоторые нейрофизиологи, а представляет собой продукт сложных взаимодействий между разными цепочками нейронов. Тарун и ее коллеги надеются, что дальнейшее изучение того, как меняется характер их активности во время сна, поможет выяснить устройство сознания и понять, как оно работает.

Наука

Радиоактивные изотопы заподозрили в помощи обитающим в толще пород на дне океана бактериям

Радиоактивные изотопы заподозрили в помощи обитающим в толще пород на дне океана бактериям

Published

on

Ученые предполагают, что подобные организмы выживают в экстремальных условиях благодаря побочным продуктам радиоактивных реакций

Радиоактивные изотопы заподозрили в помощи обитающим в толще пород на дне океана бактериям

© AP Photo/Robert F. Bukaty

ТАСС, 26 февраля. Океанографы выяснили, что распады нестабильных атомов могут служить главным источником энергии для множества микробов, которые обитают в толще пород на дне Северной Атлантики и других областей Мирового океана. Об этом в пятницу сообщила пресс-служба университета Род-Айленда со ссылкой на статью в журнале Nature Communications.

Ранее биологи предполагали, что земная жизнь обитает лишь на поверхности планеты, в верхних слоях воды и почвы, то есть там, где достаточно кислорода, микроэлементов и других питательных веществ. Однако открытия последних лет говорят, что границы биосферы заметно шире.

В частности, стало известно, что большие колонии микробов обитают на дне Марианской впадины, а также в морских и сухопутных горных породах на глубине в несколько сотен метров. Часть из этих пород оказалась на дне океана более 10 млн лет назад, но это не помешало микробам выжить в подобных условиях.

В ходе нового исследования профессор Университета Род-Айленда (США) Стивен Д’Хондт и его коллеги выяснили, что помогает некоторым из таких микробов выживать в экстремальных условиях на протяжении практически неограниченного времени.

Ученые исследовали дно северных областей Атлантического океана. Извлеченные оттуда образцы осадочных пород океанографы изучали как с точки зрения бактерий, которые в них обитали, так и химического и минералогического состава пород.

Когда ученые начали облучать образцы пучком заряженных частиц, те стали выделять большое количество водорода. Заинтересовавшись этим эффектом, исследователи пришли к выводу, что источником водорода были молекулы воды, которые под действием радиации распадаются на водород и кислород.

"Эти отложения пока неизвестным образом усиливают действие радиации на молекулы воды. Эти породы будут выделять примерно в 30 раз больше водорода, чем облученные пробирки с пресной или морской водой", – пояснил Д’Хондт.

Дальнейший анализ показал, что образующегося в результате подобных процессов водорода и кислорода достаточно, чтобы поддерживать жизнь множества микробов – разумеется, тех, которые могут использовать эти газы для производства органических веществ или их окисления.

"Если распады атомов могут снабжать энергией земных микробов, которые обитают в морских осадочных породах и других аналогичных средах, то вполне возможно, что нечто похожее может происходить и на других планетах. В частности, многие подобные минералы и вода, которую расщепляют распады этих атомов, есть не только на Земле, но и на Марсе", – отметил Д’Хондт.

Ученые надеются, что их работа привлечет внимание специалистов NASA. Изучение образцов пород, аналогичных тем, которые океанографы нашли на дне Атлантики, не обязательно приведет к обнаружению следов подповерхностной жизни, но позволит ученым выяснить, могла ли она существовать на дне давно испарившихся океанов Марса, подытожили океанографы.

Continue Reading

Наука

Связь диабета первого типа и недостатка витамина D опровергли

Связь диабета первого типа и недостатка витамина D опровергли

Published

on

Пищевые добавки с витамином D вряд ли помогут предотвратить это заболевание, делают вывод авторы нового исследования

Связь диабета первого типа и недостатка витамина D опровергли

© Александр Рюмин/ТАСС

ТАСС, 26 февраля. Исследовавшие концентрацию витамина D в организме европейцев ученые не нашли свидетельств того, что его хронический недостаток способствует диабету первого типа. Результаты исследования опубликовал научный журнал PLOS Medicine.

"Однако мы не исключаем, что могут существовать более слабые взаимосвязи, которые мы не смогли обнаружить", – добавила Деспойна Манусаки, один из авторов исследования, профессор Монреальского университета (Канада).

Диабет первого типа – относительно редкая форма этого заболевания. Он возникает из-за массовой гибели клеток поджелудочной железы, которые производят инсулин. Они гибнут не сами по себе, а из-за того, что их постоянно атакует иммунная система, которая начинает считать эти клетки врагами.

По статистике Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждый год от диабета первого типа умирают около 150 тыс. человек. Всего от этой болезни страдает около 30 млн человек. Ученые пока не создали средств для лечения этой формы диабета, из-за чего жизнь диабетиков зависит только от регулярных инъекций инсулина и лекарств, которые подавляют побочные эффекты.

Недавно медики обнаружили, что многие носители диабета первого типа страдают от хронического недостатка витамина D. Ученые предположили, что людей, которые предрасположены к развитию этой формы диабета, можно защитить с помощью пищевых добавок с большим количеством этого витамина.

Манусаки и ее коллеги решили проверить, существует ли на самом деле связь между витамином D и диабетом. Ученые воспользовались результатами масштабного генетического исследования, авторы которого хотели найти вариации в генах, которые связаны с постоянно низким уровнем витамина D в организме.

В этом проекте участвовало более 440 тыс. европейцев, часть из которых страдала от диабета первого типа. Анализ их геномов позволил выделить 69 точечных мутаций в ДНК, которые так или иначе влияли на уровень витамина D в организме.

Изучив, как часто они встречались в геномах носителей диабета первого типа, медики не нашли никаких свидетельств того, что подобные вариации генов сколь-либо существенно влияли на вероятность развития этого заболевания.

Поэтому, заключает Манусаки, пока преждевременно говорить об использовании пищевых добавок с высоким содержанием витамина D для профилактики диабета первого типа у людей, родственники которых уже страдают от него.

Связь диабета первого типа и недостатка витамина D опровергли

 

Continue Reading

Наука

Зафиксировано максимальное замедление Гольфстрима и других течений в Северной Атлантике

Зафиксировано максимальное замедление Гольфстрима и других течений в Северной Атлантике

Published

on

Круговорот течений в Атлантике оставался стабильным до середины XIX века, когда завершился малый ледниковый период, утверждают ученые

Зафиксировано максимальное замедление Гольфстрима и других течений в Северной Атлантике

© Andrew F. Kazmierski/Shutterstock/FOTODOM

ТАСС, 25 февраля. Европейские климатологи выяснили, что Гольфстрим и другие компоненты "конвейера течений" в Северной Атлантике вышли на минимум активности, который не наблюдался на протяжении как минимум тысячи лет. Их ослабление может привести к похолоданию климата в Европе и Америке, сообщила в четверг пресс-служба Потсдамского института изучения климата (PIK).

"Мы выяснили, что круговорот течений в Атлантике оставался стабильным до середины XIX века, когда завершился малый ледниковый период. С тех пор он начал слабеть, темпы чего ускорились в середине XX века. Если глобальное потепление продолжится, то система Гольфстрима ослабеет еще на 34-45% к концу столетия, что может вызвать полную остановку "конвейера течений", — заявил профессор Потсдамского университета (Германия) Штефан Рамшторф, чьи слова приводит пресс-служба PIK.

Ученые называют "конвейером" систему взаимосвязанных глубинных течений, которые переносят воду фактически по всему Мировому океану. Он существует благодаря тому, что уровень солености и температуры воды в разных уголках Мирового океана заметно различается, что заставляет огромные массы воды "путешествовать" от экватора к полюсам, перенося с собой тепло и энергию.

В частности, уровень солености зависит от количества осадков и интенсивности испарения, поэтому вода у экватора и у полюсов содержат меньше соли, чем в тропиках и в умеренных широтах. Более пресная и тяжелая вода остывает у полюсов, погружается на глубину и отправляется обратно к экватору, где нагревается, "всплывает", после чего круг замыкается.

В прошлом, как сейчас подозревают климатологи, этот круговорот течений работал не так, как сегодня, с чем может быть связано существование ледникового периода, начавшегося примерно 2,6 млн лет назад. По мнению многих исследователей, в то время "конвейер течений" в Атлантике был сильно ослаблен или вообще перестал существовать, что привело к замерзанию полюсов планеты и наступлению ледников на умеренные широты.

Ослабление "конвейера течений"

Рамшторф и его коллеги проследили за тем, как изменилось состояние Гольфстрима и связанных с ним течений со времен падения Римской империи, объединив данные предыдущих климатических исследований и результаты раскопок, проведенных европейскими климатологами у берегов Гренландии, Исландии, Канады и Германии.

Забрав пробы осадочных пород, формировавшихся на берегах этих регионов Земли на протяжении последних двух тысяч лет, ученые измерили доли изотопов азота, углерода и кислорода в их разных слоях. Это позволило им выяснить, при какой температуре и солености воды формировались данные прослойки отложений, что, в свою очередь, дало профессору Рамшторфу и его коллегам возможность реконструировать то, как в то время выглядел "конвейер течений".

Эти расчеты показали, что Гольфстрим и прочие течения в Северной Атлантики слабеют уже более 150 лет, что потенциально связано и с природными флуктуациями климата, и с тем, как человечество начало влиять на температурный режим Земли после начала эры индустриализации.

С 1960 года скорость движения течений стала уменьшаться особенно быстро, что ученые на этот раз связывают исключительно с антропогенными факторами. Если эти тренды продолжатся в ближайшие 100 лет, то ученые не исключают, что "конвейер течений" может полностью остановиться, что радикально изменит климат планеты.

Его остановка, как отмечают климатологи, приведет не только к установлению более сурового зимнего климата в Европе и Северной Америке, но и может ускорить рост уровня моря у берегов США и резко снизить количество осадков во время лета. Дальнейшие наблюдения за изменениями в скорости движения течений помогут понять, насколько вероятен подобный исход событий, подытожили исследователи.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

Радиоактивные изотопы заподозрили в помощи обитающим в толще пород на дне океана бактериям Радиоактивные изотопы заподозрили в помощи обитающим в толще пород на дне океана бактериям
Наука59 минут ago

Радиоактивные изотопы заподозрили в помощи обитающим в толще пород на дне океана бактериям

Ученые предполагают, что подобные организмы выживают в экстремальных условиях благодаря побочным продуктам радиоактивных реакций © AP Photo/Robert F. Bukaty ТАСС,...

Связь диабета первого типа и недостатка витамина D опровергли Связь диабета первого типа и недостатка витамина D опровергли
Наука59 минут ago

Связь диабета первого типа и недостатка витамина D опровергли

Пищевые добавки с витамином D вряд ли помогут предотвратить это заболевание, делают вывод авторы нового исследования © Александр Рюмин/ТАСС ТАСС,...

Представители БРИКС обсудили перспективы мировой экономики Представители БРИКС обсудили перспективы мировой экономики
Экономика2 часа ago

Представители БРИКС обсудили перспективы мировой экономики

Президент РФ Владимир Путин во время совместного фотографирования лидеров БРИКС. © РИА Новости. Григорий Сысоев Читать 1prime.ru в МОСКВА, 26...

Налоговики начали использовать "спящую" норму контроля за валютой Налоговики начали использовать "спящую" норму контроля за валютой
Экономика3 часа ago

Налоговики начали использовать «спящую» норму контроля за валютой

Работа налоговой инспекции в Калининграде © РИА Новости. Игорь Зарембо Читать 1prime.ru в МОСКВА, 26 фев — ПРАЙМ. Российская налоговая служба...

Налоговики начали использовать "спящую" норму контроля за валютой Налоговики начали использовать "спящую" норму контроля за валютой
Экономика3 часа ago

Налоговики начали использовать «спящую» норму контроля за валютой

Работа налоговой инспекции в Калининграде © РИА Новости. Игорь Зарембо Читать 1prime.ru в МОСКВА, 26 фев — ПРАЙМ. Российская налоговая служба...

Общество3 часа ago

Прокуратура решила ужесточить обвинение кемеровским полицейским, проигнорировавшим звонки об избиении девушки; она умерла

Ленинский районный суд Кемерова по ходатайству гособвинения вернул в прокуратуру дело двоих полицейских, которые не приехали на вызов об избиении...

Общество3 часа ago

Бывшего главу МВД Ингушетии задержали по делу о столкновении протестующих с полицией из‑за передачи земель Чечне

В Ингушетии задержали бывшего главу регионального МВД и сопредседателя Всемирного конгресса ингушского народа Ахмеда Погорова. Об этом в фейсбуке сообщил...

Общество3 часа ago

Суд в Саратове приговорил к реальным срокам полицейских, которые избили задержанного и отпустили его за взятку

Двоих бывших саратовских полицейских приговорили к 2,5 и 2 годам колонии общего режима по делу об избиении задержанного и взятке....

Общество3 часа ago

СК в четвертый раз проверит жалобу жителя Стерлитамака на пытки в полиции ради признания в поджогах

Следственный комитет в четвертый раз проверит жалобу жителя Стерлитамака Владислава Воробьев на пытки в полиции ради признания в поджогах машин....

Общество3 часа ago

Во Владивостоке оштрафовали протестующего, которому выстрелили в ноги во время задержания после митинга 31 января

Фрунзенский районный суд Владивостока оштрафовал на 15 тысяч рублей участника акции 31 января в поддержку политика Алексея Навального, которому выстрелили...

Популярное