4537
Тут будет складываться и рассказываться все хорошее, что мне попадается из neuroscience. @tandeloff
Для возмущенных вопросом "где вообще находится dmPFC?" - схема регионов медиальной префронтальной коры.
dmPFC называют область, включающую прелимбическую кору (PL) и переднюю часть передней поясной коры (ACC). IL - инфралимбическая кора. В разных работах используются разные описания
Китайские ученые обнаружили в префронтальной коре мозга мышей область, отвечающую за эффект победителя - влияние побед на вероятность победить снова. Стимулирование этой зоны приводило к тому, что мыши оказывались успешнее в тестах на социальное доминирование, а подавление активности делало их склонными к проигрышу. Результаты исследования были опубликованы в Science.
Обсуждая такое абстрактное понятие, как доминирование, лучше сразу договориться об определениях. В контексте работ на животных социальное доминирование - это склонность побеждать в социальных соревнованиях: и победы сами по себе, и потенциал к будущим победам. Есть разные тесты социального доминирования в экспериментах на мышах. Можно, к примеру, сделать пол клетки холодным, оставив в ней лишь одно теплое место, и позволить мышам потолкаться за него (warm spot test). Победителем объявляется мышь, которая наибольшее время занимала теплый участок.
В текущем эксперименте самцов мышей сталкивали лбами в трубочном тесте (tube test). В прозрачную трубку с двух сторон запускали ггрызунов и наблюдали за их активностью. Животные могли ничего не делать, толкать соперника, толкаться в ответ, сопротивляться толканию или подаваться назад. Победителем считалась мышь, которая прошла вперед и вытолкала соперника из трубки.
Ученые заметили, что история предыдущих побед предсказывает будущие победы животного. Более того, если помочь мышке выиграть трубочное соревнование, повышается вероятность дальнейших выигрышей, уже без внешней помощи. Это означает, что, в числе прочего, на вероятность побед в социальных соревнованиях влияет и история прошлых побед и поражений сама по себе, что доказывает существование «эффекта победителя».
Регистрируя активность нейронов в префронтальной коре, исследователи обнаружили, что чем более активны нейроны dmPFC (участок префронтальной коры животных, включающий прелимбическую кору и переднюю часть передней поясной коры, aACC), тем больше усилий мышь прикладывала усилий в трубочном тесте - чаще инициировала толчки, чаще и дольше сопротивлялась толканию.
Оптогенетическая активация dmPFC повышала частоту разрядов в нейронах и приводила к моментальной победе мыши в тесте. Оптогенетическое торможение оказывало противоположный эффект.
Естественно возникает - каков биологический коррелят памяти о прошлых победах? Где в мозге живет эффект победителя? Что именно в работе dmPFC помогает победителю побеждать снова? Память о победах оказалась вшитой в синаптическую силу проекций из медиодорзального таламуса (MDT) в dmPFC. Именно эти проекции становились крепче от побед и слабее от поражений, так что во время следующих тестов dmPFC мышей-победителей активировалась сильнее под влиянием аксонов, идущих из медиодорзального таламуса.
Усиление или ослабление этих проекций оптогенетическими методами соответственно повышало или понижало вероятность будущих побед в трубочном тесте.
Интересно в эксперименте то, насколько эффективна оказалась оптогенетическая активация нейронов dmPFC для победы в трубочном тесте - речь идет о повышении вероятности победить ранее доминировавшего соперника до 90%. Эта активация не меняла ни мышечной силы животного, ни тревожности, ни агрессивности. Оптогенетическая активация приводила только к тому, что мыши вкладывали больше усилий в состязание, чаще толкалась и больше сопротивлялась толчкам соперника.
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aak9726
Визуализация МРТ мозга в дополненной реальности через новый Apple Vision Pro
x.com/Medivis_AR/status/1754885154152054907
Мозговые механизмы принятия решения у человека
Вебинар МГППУ, на котором выступят сотрудники МЭГ-центра Борис Чернышев (руководитель центра), Галина Козунова и Кристина Пульцина:
Тема: Новые данные о внутреннем конфликте при переключении между стратегиями использования и исследования
13 февраля (вторник)
Начало в 18:00
• Как человек принимает решения в вероятностной среде?
• Что происходит, когда человек переходит от использования знакомых решений к исследованию малознакомых рискованных опций?
• Как человек воспринимает результат своего исследовательского выбора в вероятностной среде?
Статьи в открытом доступе по теме вебинара:
B.V. Chernyshev, K.I. Pultsina, V.D. Tretyakova, A.S. Miasnikova, A.O. Prokofyev, G.L. Kozunova, T.A. Stroganova. Losses resulting from deliberate exploration trigger beta oscillations in frontal cortex? Frontiers in Neuroscience. 2023. 17: 1152926 https://doi.org/10.3389/fnins.2023.1152926
G.L. Kozunova, K.E. Sayfulina, A.O. Prokofyev, V.A. Medvedev, A.M. Rytikova, T.A. Stroganova, B.V. Chernyshev. Pupil dilation and response slowing distinguish deliberate explorative choices in the probabilistic learning task. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 2022. 22(5): 1108–1129 https://doi.org/10.3758/s13415-022-00996-z
К.Э. Сайфулина, Г.Л. Козунова, В.А. Медведев, А.М. Рытикова, Б.В. Чернышев. Принятие решения в условиях неопределенности: стратегии исследования и использования. Современная зарубежная психология. 2020. 9(2): 93–106 https://psyjournals.ru/journals/jmfp/archive/2020_n2/Sayfulina_et_al
Подробности и регистрация: https://mgppu.ru/project/35/news/13779
🔬 The Development of Spatial Cognition and Its Malleability Assessed in Mass Population via a Mobile Game
Shan Xu et al in Psychological Science vol. 34(3) (2023.01)
DOI: 10.1177/09567976221137313
@nexus_search
Габапентиноиды - лиганды alpha-2-delta, которые применяются в клинической практике при нейропатической боли и эпилепсии, с популярным офф-лейбл назначением при тревожности.
В СНГ используются три габапентиноида - заграничные габапентин с прегабалином и фенибут, разработанный в отдельно взятой стране. Габапентин и прегабалин селективны и высокоаффинны, фенибут - неселективный и низкоаффинный. Помимо alpha-2delta, фенибут так же связывается с ГАМК-Б метаботропным рецептором.
Оказывается, габапентиноиды являются непрямыми NMDA-антагонистами, и это отвечает за их эффекты, а не модуляция тока кальция через потенциал-зависимые кальциевые каналы (voltage-gated calcium channels), как ранее предполагалось, и об этом хочется рассказать немного подробнее.
alpha-2-delta - белок-модулятор потенциал-зависимых кальциевых каналов, белок-шаперон, помогающий сформироваться всему белковому комплексу кальциевого канала. Кальциевые каналы участвуют в переводе электрической нейротрансмиссии в химическую - находящий потенциал действия провоцирует открытие каналов, приток кальция в цитозоль приводит к синхронизированному выбросу нейромедиатора в синапс.
Модуляция alpha-2-delta увеличивает количество кальциевых каналов на мембране пресинапса и улучшает их функциональные свойства. Габапентиноиды связываются с альфа-2-дельта, тем самым негативно модулируя VGCC. Естественным было бы предположить, что эффективность габапентина опосредуется влиянием на пресинаптический кальций и на релиз нейротрансмиттеров. Проблема этой гипотезы в том, что нокаут a2d не снижает ток кальциевых каналов, да и сам габапентин не влияет на кальциевые токи и не снижает на VGCC-опосредованный выброс нейромедиатора.
Однако a2d связывается не только с кальциевыми каналами, но и с рядом других белков, и именно нарушение этого взаимодействия более значимо.
alpha-2-delta биндится и усиливает токи через NMDA, и в этом участвует по меньшей мере два механизма. Во-первых, связанные с a2d NMDA-рецептлры лучше транспорируются и закрепляются на мембране. Во-вторых, когда NMDA связан с a2d, с первого слетает магниевая заглушка.
Габапентиноиды работают с сенситизацией разного рода, мешая гиперэкспрессии NDMA на постсинаптической мембране в разных местах - в спинном мозге в моделях нейропатической боли, в головном мозге - PVN гипоталамуса в моделях вызванной диабетом гипертензии, в VTA при гипералгезии вызванной морфином, в формировании долговременной потенциации, суть памяти. Участвует и синапсах между корой и стриатумом (в модели индуцирования LTP через тета-стимуляцию) и на синапсах в амигдале в моделях социального стресса.
В перечисленных моделях повторяется схожий сценарий. Сначала повреждением спинного мозга, хроническим стрессом, морфином или просто обучением провоцируется усиления синапсов, апрегулируется alpha-2-delta белок, что приводит к росту NMDA на постсинапсе. Нокаут a2d, нарушение связывание NMDA с a2d или габапентин нормализуют NMDA-активность и тем самым нормализуют патологическое состояние, облегчая нейропатическую боль, гипералгезию, гипертензию в соответствующих моделях. Можно предположить, что прегабалин и фенибут будет действовать аналогично нокауту a2d и габапентину, правда, тут нужно помнить про низкую аффинность фенибута - именно низкая аффинность мешает ему быть хорошим антиконвульсантом, хотя оставляет его анксиолитиком. Таким образом, габапентиноиды являются непрямыми NMDA-антагонистами и блокируют избыточную активность NMDA-рецепторов.
Небольшая заметка про восстановление памяти в пожилом возрасте на примере крыс в Y-лабиринте (в оном здоровые животные предпочитают заходить в рукава поочередно, а особи с нарушенной по тем или иным причинам памятью чаще повторяют заходы в ранее исследованный рукав, подробнее можно почитать здесь: https://med.stanford.edu/sbfnl/services/bm/lm/y-maze.html) путем улучшения глутаматергической трансмиссии и кластеризации тонких (thin) шипиков в медиальной ПФК рилузолом.
С возрастом падает активность глутаматных транспортеров на глиальных клетках. За захват глутамата преимущественно - на 90% - отвечает GLT-1 на астроцитах, чья экспрессия была повышена рилузолом - препаратом для лечения амиотрофического склероза.
Нарушения в концентрации внеклеточного глутамата ассоциированы с эксайтотоксичностью, аддикциями и биполярной депрессей. Одним из механизмов эксайтотоксичности здесь являются внесинаптические NMDA-рецепторы. В отличие от синаптических, они формируют не долговременную потенциацию LTP (одну из форм долговременной памяти), а долговременную депрессию LTD и связаны с 'антипластическими' внутриклеточными каскадами.
Kassem, M. S., Lagopoulos, J., Stait-Gardner, T., Price, W. S., Chohan, T. W., Arnold, J. C., … Bennett, M. R. (2012). Stress-Induced Grey Matter Loss Determined by MRI Is Primarily Due to Loss of Dendrites and Their Synapses. Molecular Neurobiology, 47(2), 645–661. doi:10.1007/s12035-012-8365-7
Читать полностью…
https://www.nature.com/articles/s41586-020-3008-z
Читать полностью…
В книжке Сапольски про стресс (https://www.ozon.ru/context/detail/id/151601436/) в главе о влиянии на мозг и память был абзац о том, что у животных продолжительное стрессовое воздействие приводит к смерти нейронов гиппокампа.
Давайте подробнее разберемся, что происходит с мозгом человека и животных во время хронического стресса. Можно выделить три области - медиальную ПФК, гиппокамп и миндалину, наиболее часто исследующиеся в этом контексте.
Во-первых, воздействие стресса на гиппокамп опосредуется глюкокортикоидным сигналлингом и CRH, потому что все, что делает с гиппокампом стресс - снижает сложность ветвления дендритов, объем на МРТ и плотность шипиков, можно достичь с помощью достаточно высоких дозировок ГКС и продолжительного применения.
Во-вторых, у человека во время стресса, даже продолжительного, не меняется число нейронов, а данные по животным противоречивые. Похоже, что и у животных, и у человека за снижение объема медиальной ПФК и гиппокампа после хронического стресса отвечают похожие механизмы и апоптоз среди них не главный.
В-третьих, если рассуждать о стресс-индуцированной пластичности в целом, то животные после периода стресса быстро восстанавливают структуру в ПФК и гиппокампе, а вот пластичность в амигдале инертна. Повышение ветвления дендритов в базолатеральой миндалине присутствует в течение долгого времени после стабилизации опасности среды. Неблагоприятные события в жизни грызунов приводят к удлинению дендритов пирамидальных и stellate нейронов и снижению сложности ветвления bipolar и bitufted нейронов в BLA. Также растет плотность шипиков в медиальной амигдале, а вот дендриты центрального ядра (выходного, рабочего центра) миндалины не меняются в моделях хронического стресса.
Не знаю, транслируется ли это на человека, но с парадигмой "накопления тревожности" (приобретать которую проще, чем снижать) подобные данные животных экспериментов согласны.
В-четвертых, рассматривая в больших деталях ремоделирование нейронов mPFC и гиппокампа, можно сказать, что снижается длина апикальных дендритов, полная длина дендритов у нейронов, объем дендритного дерева и общий объем областей. Не меняется средний диаметр дендритов (составляет около 0.9 микрометра) и число нейронов.
И в-пятых, препараты-психопластогены повышают плотность шипиков, воздействуя на рейт формирования шипиков, а рейт элиминации шипиков остается постоянным.
In conclusion, we confirm that psilocybin intake is associated with long-term increases in Openness and – as a novel finding – mindfulness, which may be a key element of psilocybin therapy. Cerebral 5-HT2AR binding did not change across individuals but the negative association between changes in 5-HT2AR binding and mindfulness suggests that individual change in 5-HT2AR levels after psilocybin is variable and represents a potential mechanism influencing long-term effects of psilocybin on mindfulness.
Читать полностью…
Shields, G. S., Skwara, A. C., King, B. G., Zanesco, A. P., Dhabhar, F. S., & Saron, C. D. (2020). Deconstructing the effects of concentration meditation practice on interference control: The roles of controlled attention and inflammatory activity. Brain, Behavior, and Immunity. doi:10.1016/j.bbi.2020.06.034
Читать полностью…
Liquin Luo, Principles of Neurobiology, 2nd edition
Читать полностью…
В работе изложена интересная теория, связывающая стресс, индуцированную стрессом пластичность и серотониновые рецепторы 5-HT2A.
Казалось всегда, что прием психоделиков - это что-то вроде попытки заново ретравмироваться (я писал об этом ранее), авторы углубляют похожие взгляды в сторону не аддикции к травме, а "мягкого перепроживания" опыта
Функциональная взаимосвязь дофаминовой и динорфиновой систем
KOR представлен на пресинаптических аксонах мезолимбической и нигростриарной системы и ответственен за отрицательную обратную связь, способствую негативной регуляции дофаминового релиза.
Острое введение селективных KOR агонистов снижает уровень дофамина в вышеуказанных путях. Хроническая стимуляция KOR приводит к повышению количества высвобождаемого дофамина в ответ на введение подкрепляющих стимулов и веществ. Однако, это не связано с десенсетизацией KOR, т.к. сохраняется способность снижать уровень дофамина при введении U69,593 сразу после хронического введения KOR агонистов.
В дорзальном и вентральном стриатуме KOR формирует комплекс с дофаминовым транспортером, а также гетеродимеры с пресинаптическими D2 дофаминовых терминалей нигростриарного и мезолимбического пути, а также с постсинаптическими D2 рецепторами средних шипиковых нейронов.
Благодаря этой локализации происходит двойное влияние на D2 сигналлинг, через следующие механизмы: снижение дофамина -> сенсетизация D2 пре и постсинаптических
Известно, что D2/D3 агонисты или классические амфетамины приводят к феномену локомоторной сенсетизации, который связан с сенсетизацией постсинаптических D2 рецепторов MSN, впрочем как и длительная терапия D2 антагонистами приводит к тардивной дискинезии по аналогичному механизму. Если в организме длительное время поддерживается повышенный динорфиновый сигналлинг, то MSN начинают предрасполагать к позитивной симптоматике шизофрении.
Zhou, T., Zhu, H., Fan, Z., Wang, F., Chen, Y., Liang, H., … Hu, H. (2017). History of winning remodels thalamo-PFC circuit to reinforce social dominance. Science, 357(6347), 162–168. doi:10.1126/science.aak9726
Читать полностью…
Критический период для формирования привязанностей и психоделики
Появилось время вчитаться в Psychedelics reopen the social reward learning critical period, исследование о том, как психоделики заново открывают критический период для социального обучения.
Критические периоды пластичности - этапы в развитии нервной системы, в которые опыт оказывает значительное влияние на мозг и поведение. Критический период существует, к примеру, для бинокулярного зрения - способности чётко видеть изображение предмета обоими глазами - в этом случае человек видит одно изображение предмета. Если в течение критического периода один глаз будет закрыт, мозг вдальнейшем уже не сможет воспринимать сигналы от двух глаз как единую картинку.
Интересно, что схожий процесс наблюдается и для формирования привязанностей. В работе формирование привязанностей моделировали на мышах - погружали животных в новую социальную среду, а затем подсчитывали, как много времени грызуны склонны проводить в новой компании. Этот протокол оценки пластичности привязанностей напоминает модель аддикции conditioned place preference и называется схоже - social conditioned place preference, sCPP. Юные мышата проводят больше времени среди новых сородичей, чем взрослые, - после встречи с новой группой взрослые мыши реже возвращались к месту знакомства, что должно отражать низкую склонность к формированию новых привязанностей.
Психоделики возвращали мышам пиковую, подростковую способность формировать привязанность к новой группе. Эта способность привязываться сохранялась в течение недель - дольше, чем длительность эффекта и время присутствия препарата в организме. Психопластогенный эффект наблюдался у кетамина, MDMA, псилоцибина - компонента психоделических грибов, ЛСД и ибогаина, но не был обнаружен у кокаина.
Социальное предпочтение места является животной моделью не только для человеческой привязанности, но и для усвоения паттернов поведения, для обучения культурному коду и социальным нормам. Подростки лучше взрослых перенимают у товарищей образы поведения и нормы. Закрытие периода социальной пластичности с возрастом тогда можно считать и багом, и фичей: с одной стороны, закрытый период пластичной привязываемости мешает забыть и «перепрошить» негативный опыт, что важно для ПТСР, с другой стороны, он защищает человека от конформизма и слепого перенятия норм от любого общества, в которое он попадает. Можно вспомнить как пример культуру тюрьмы и то, как быстро она усваивается молодыми людьми.
Есть два важных момента, на которые хочется обратить внимание. Во-первых, длительность периода повышенной социальной пластичности была тем дольше, чем действие самого психоделика: ибогаин > LSD > псилоцибин > MDMA > кетамин. Это неожиданный результат, потому что кетамин по своему механизму действия мог бы быть лучшим претендентом на про-пластический агент - и в других работах он действительно опережал серотониновые психоделики по эффекту на ветвление дендритов в префронтальной коре.
Второй интересный момент - метод дифференциальной экспрессии генов зафиксировал, что открытие периода социальной пластичности сопровождается активацией генов, связанных с эндотелием, ангиогенезом, сосудами и внеклеточным матриксом. С внеклеточным матриксом понятно - он регулирует детсткую пластичность и паттерн расположения синапсов, а психоделики провоцируют синаптогенез и перестройку матрикса и перинейрональных сетей. А вот изменение в экспрессии генов, связанных с развитием сосудистой системы, неожиданна.
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06204-3
Представьте, что перед вами несколько игровых автоматов, каждый из которых имеет свою вероятность выигрыша. У вас ограниченное количество кредитов, позволяющих сыграть и проверить каждый из автоматов. Вы сыграли несколько игр и исследовали часть машин. Кредитов осталось меньше. Теперь вы можете выбрать исследование неизвестных автоматов в надежде, что среди них есть еще более выгодный или продолжить играть на самом выгодном автомате из тех, которые вы уже исследовали.
Эта проблема называется "задача о многоруком бандите" en.wikipedia.org/wiki/Multi-armed_bandit
Мозгам нужно уметь решать задачу о многоруком бандите. Вопрос: как именно они ее решают? Как происходит переключение между исследованием и использованием?
По умолчанию мозг направлен на выбор наиболее выгодного варианта. В случае искусственного интеллекта можно реализовать исследование при обучении с подкреплением, добавив неопределенность в вычисления выгодности вариантов.
В работе из neuron показали, что ровно так же реализуется исследование в мозге. Ученые проследили за отдельными нейронами frontal eye field обезьян в то время, как животные переключались между стратегиями исследования и использования.
Нейроны FEF пространственно селективны и надежно предсказывают будущий выбор и направление зрительного внимания. Будучи связанной как со зрительными областями, так и с мышцами глаз, FEF точно приписывает салиенс (ru.wikipedia.org/wiki/Салиентность) разным пространственным точкам.
Сами вычисления салиенса и будущего выбора FEF получает из высокоуровневых фронтальных областей (PFC, ACC).
Например, если вы сидите в гостях рядом с фруктовой тарелкой, PFC и ACC займутся выбором желаемого на основе предыдущей истории подкреплений ("всю жизнь люблю ананасы", "в прошлый раз отравился", "яблоки неплохо сочетаются со сладким"), а FEF примет результаты вычислений и направит внимание на конкретный фрукт.
Отслеживание активности нейронов FEF показало, что в режиме использования нейроны FEF точно кодируют возможные варианты, и чем выгоднее вариант, тем чаще зажигается соответствующий нейрон. При переходе к режиму исследования нейроны FEF теряют и пространственную селективность, и способность предсказывать выбор. Получившийся шум в обработке информации приводит к выбору неизвестных, но потенциально более выгодных источников подкрепления.
Exploration Disrupts Choice-Predictive Signals and Alters Dynamics in Prefrontal Cortex, Neuron, 2018
Также с исследованием связана самая фронтальная из фронтальных областей, фронтополярная кора. Она обрабатывает информацию об альтернативных стратегиях поведения, см. t.me/neuroscience_plus/161
Сегодня - про то, как рабочая память человека меняется с возрастом.
Рабочая память (working memory) - название систем, отражающих способность мозга фиксировать и обрабатывать информацию «здесь и сейчас» для выполнения требовательных задач. Удержание в сознании нового номера телефона, мысленная арифметика, ежедневные умственные рассуждения («чтобы собраться на встречу, мне нужно…») - все эти функции опираются на рабочую память.
Key points работ:
- оба типа рабочей памяти - вербальный и визуально-пространственный - наиболее производительны между 30 и 39
- у визуально-пространственной рабочей памяти пик производительности раньше
- чем более активна работа с информацией, тем больше нагрузка на рабочую память: способность к запоминанию цифр номера телефона поддерживается дольше, чем способность их суммированию
- до 50-55 лет отличие в производительности рабочей памяти от пиковой остается в пределах половины стандартного отклонения. Это немного: например, сравнивая с распределением мужского роста, такое отклонение соответствует потере 3.5 см с пиковой производительности к 50-60 годам. Согласно мета-анализам линк1 линк2, эффект физических упражнений у людей старшего возраста сопоставим по размеру (effect size около 0.3 - и тем больше, чем хуже базовая производительность).
По известной модели, рабочую память можно разделить на три взаимодействующие подсистемы:
1. фонологическую петлю, в которой на временных интервалах порядка секунд хранятся слова. Эта подсистема используется для внутренней речи. Интересно, что чем лучше работает эта подсистема, тем более последовательна, красноречива и доходчива устная речь человека - потому что, пока произносится начало предложения, вербальная рабочая память обрабатывает смысловые и стилистические особенности окончания предложения;
2. visuo-spatial sketchpad - внутренняя белая доска, пространство для представления и манипулирования зрительными образами и фигурами;
3. центральный управляющий элемент, который согласует работу двух других подсистем на основе логики, текущих целей (с их приоритетом - при плохой работе этого компонента возникают сложности различения приоритетных и второстепенных задач). переключение между стратегиями решения умственных задач, фильтр нерелевантной информации (aka селективное внимание), поиск паттернов, являются функцией центрального элемента рабочей памяти согласно этой модели. Это по-существу все «когнитивные» исполнительные функции (executive functions).
Есть прикольная теория за авторством R. Barkley о том, что рабочую память можно понимать как интернализацию направленных вовне действий или процессов - в случае рабочей памяти, зрительного внимания и устной речи (видео за его же авторством по теме: Youtube). Сначала ребенок учится направлять внимание на объекты окружающего мира, а затем развивает способность направлять внимание на внутренние образы. Действительно, целенаправленное слежение глазами нарушает способность воссоздавать образы в воображении, но при этом речевые задачи не мешают одновременно держать в уме зрительный образ. Вращательные движения рукой нарушают манипуляцию воображаемыми фигурами (mental rotations) в уме, которая, в свою очередь, сопровождается движениями глаз. Вербальная рабочая память, согласно этой теории, развивается как интернализация изначально направленной на людей устной речи.
Таким образом, рабочая память меняется с возрастом. После 20 ее производительность сначала медленно растет, достигая пика около 30 лет, после чего падает: сначала медленно, а затем заметно быстрее. Такая динамика свойственна и другим системам, сложность организации которых одновременно делает их производитьными и склонными к распаду (нетематический link).
Непрямой NMDA-антагонизм является основным, но не единственным механизмом действия габапентиноидов. alpha-2-delta белок мешает внутриклеточному формированию типичных гетеромерных AMPA-рецепторов - и, как следствие, увеличивает плотность кальций-проводимых AMPA-рецепторов на постсинапсе. Дело в том, что обычный AMPA-рецептор одновременно включает субъединицы GluA1 и GluA2, и не проводит кальций. При нейропатической боли и другой дезадаптивной пластичности происходит переключение композиции AMPAR - растет число AMPA-рецепторов без GluA2-субъединицы. Такие рецепторы проводят кальций, что превращает AMPA-рецептор в подобие NMDA-рецептора - и в некоторых случаях это приводит к эксайтотоксичному стрессу в нейроне в моделях стресса, БАР, аддикции, эпилепсии, психогенной гипертензии.
Переключение AMPA в режим проводимости кальция, вкупе с параллельным увеличением числа NMDA-рецепторов, которые тоже проводят кальций, приводит к повышению внутриклеточного кальция и сохранению и усугублению пластичности, провоцирующей нейропатическую боль.
Подобный переход к большей кальций-провидимости является примером мета-пластичности - не столько обучения самого по себе, сколько перехода системы в более пластичное состояние.
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)30189-X
https://jpet.aspetjournals.org/content/374/1/161
https://doi.org/10.1038/nature11033
https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2012.07895.x
https://doi.org/10.1074/jbc.ra118.003977
https://doi.org/10.1113%2FJP276394
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124721007944 - про Ca-проницаемые AMPA.
Pereira, A. C., Lambert, H. K., Grossman, Y. S., Dumitriu, D., Waldman, R., Jannetty, S. K., … Morrison, J. H. (2014). Glutamatergic regulation prevents hippocampal-dependent age-related cognitive decline through dendritic spine clustering. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(52), 18733–18738. doi:10.1073/pnas.1421285111
Читать полностью…
Гора ссылок по нейробиологии
Теперь у вас точно не будет оправдания, что вы не могли попасть на крутые конференции и семинары и не в курсе, что происходит в мире с нейробиологией - потому что - thanks to the new normal - вот оно в моем списке, который я собираю с самого начала пандемии. Это конечно субъективный выбор, основанный на интересах в системной и когнитивной нейробиологии, и смотрела из него я далеко не все, но вам точно будет чем заняться на новогодних каникулах! (если видео выложены на ютубе, можно погуглить программу, например, конференции, и выбрать, что вам по вкусу)
1. Ежегодная конференция COSINE 2020 - Computational and Systems Neuroscience
https://www.youtube.com/playlist?list=PL9YzmV9joj3HbfQe8xYYxxBwanolj-HU8
2. Виртуальная летняя школа MIT ‘BMM’ - Brains, Minds and Machines (один из моих фаворитов, выступают там обычно селебритис)
https://www.youtube.com/playlist?list=PLyGKBDfnk-iAF6MjByYn_7EQQOHUuPGRr
3. 2020 Allen Institute Modeling workshop - короткие лекции по теоретической нейро
https://www.youtube.com/playlist?list=PLN-QyZNMh3PsnuB3iMZ2_97R1oQvOPzqy
4. LOOPS Seminar (на каждом семинаре выступают два спикера по 20 минут, так как в краудкасте сохраняются все выпуски, их можно переключить сверху у кнопки Schedule)
https://www.crowdcast.io/e/loops-seminars/12
5. MAIN - Montreal AI and Neuroscience
https://www.youtube.com/channel/UCddp3o-ctW8rmYtfdDfVUkA/videos
6. Neurophotonics Mini-Symposium
https://www.spiedigitallibrary.org/nph-mini-symposium?SSO=1
7. OCNS - 29th Annual Computational Neuroscience meeting - у них очень крутые и длинные воркшопы, не ленитесь копаться в расписании
https://www.youtube.com/channel/UCqz8NIG24tV1HHCkKidA4Nw/videos
8. Neuromatch Academy - про это я думаю даже объяснять не стоит, можно стать богом вычислительной нейробиологии, посмотрев все материалы NMA
http://www.neuromatchacademy.org/syllabus/
9. Гарвардский курс Computational Models of the Neocortex (есть не все лекции)
http://web.stanford.edu/class/cs379c/calendar.html
10. Neurohack academy 2020 - очень техническая конференция, но респект людям за то, что все видео разложили по расписанию по ссылкам
https://neurohackademy.org/neurohack_year/2020/
11. The Machine Learning Summer School от Института Макса Планка в Тюбингене
http://mlss.tuebingen.mpg.de/2020/schedule.html
12. Learning salon - очень крутая серия дискуссий на пересечении AI и нейробиологии, все выпуски тоже видны в расписании в краудкасте (дискуссия с Paul Cisek моя любимая)
https://www.crowdcast.io/e/learningsalon/6
13. World Wide Neuro - агрегатор лекций по нейробиологии из кучи разных областей, очень крутая инициатива, которая, я надеюсь, переживет пандемию
https://www.world-wide.org/Neuro/
Давайте дополнять список! Кидайте ссылки на ваши любимые семинары или конференции (в комментариях), если наберется - соберу их в новый пост
Phoumthipphavong, V., Barthas, F., Hassett, S., & Kwan, A. C. (2016). Longitudinal Effects of Ketamine on Dendritic Architecture In Vivo in the Mouse Medial Frontal Cortex. eNeuro, 3(2). doi:10.1523/eneuro.0133-15.2016
Читать полностью…
Vyas, A., Pillai, A. G., & Chattarji, S. (2004). Recovery after chronic stress fails to reverse amygdaloid neuronal hypertrophy and enhanced anxiety-like behavior. Neuroscience, 128(4), 667–673. doi:10.1016/j.neuroscience.2004.07.013
Читать полностью…
Канадские ученые проанализировали структурные особенности и функциональные связи мозга около 40 тысяч людей и пришли к выводу, что субъективное чувство одиночества можно обнаружить в сети пассивного режима работы мозга. По крайней мере, участки в этой системе лучше связаны между собой функционально, а также отличаются бóльшим объемом серого вещества
n-pl.us/27494/t
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924977X20300602?via%3Dihub
Читать полностью…
Пятинедельное диковатое по длительности исследование эффектов медитации (по 6 часов в день) на способность к направленному на цель вниманию. Мерило "контролируемое внимание" составлялось из декомпозиции в процессы модели поведения при прохождении теста на селективное внимание eriksen flanker test (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Eriksen_flanker_task).
В eiksen flanker test испытуемый наблюдает два вида стимулов, бесконфликтные и конфликтые (к примеру, >>>>>>> и <<<><<<), и должен реагировать, нажимая стрелочку, соответствующую направлению центрального символа в ряде. Обычно скорости реакции на бесконфликтных последовательностях ниже, чем на конфликтных, и по разнице между ними можно понять, насколько эффективно работает селективное внимание и отфильтровывается интерферирующая информация. Во время конфликтных попыток повышена активность передней поясной коры, а также есть данные о прайминге конфликтом: если попытка содержала конфликт, то реакция человека на следующую попытку будет эффективнее (Gratton effect).
В исследовании измеряли уровни цитокинов крови (изменения после ретрита не оказались значимы), зато среди всех групп обнаружили корреляцию между соотношением IL6/IL10 в крови (IL6 - провоспалительный цитокин, IL10 - противовоспалительный) и способностями к контролируемому вниманию.
Brouwer, A., & Carhart-Harris, R. L. (2020). Pivotal mental states. Journal of Psychopharmacology, 026988112095963. doi:10.1177/0269881120959637
Читать полностью…
У меня возникла гипотеза, что используя динорфиновую систему можно лечить болезнь сенсетизированных постсинаптических D2 рецепторов - тардивную дискинезию. Учитывая, что KOR агонисты приводят к сенсетизации, нам нужны KOR антагонисты. Никакой литературы на эту тему с ходу не найти, но у меня получилось найти патент 2020 года по лечению дискинезий опиоидными антагонистами.https://www.freepatentsonline.com/10736889.html
Также к теме поста прилагаю мета-анализ использования опиоидных антагонистов при шизофрении: https://www.nature.com/articles/s41386-020-0730-z
Очень занимательно, клиницистам на заметку, так сказать
Новости краеведения. Фенотропил оказался DAT-ингибитором и, кроме того, превентирует рост TNF-alpha, IL-1beta и iNOS при воспалительной атаке липополисахаридом.
Авторы работы связывают дофаминергическую активность с противовоспалительной. Воспалительные цитокины повышают экспрессию переносчиков моноаминов и их внутриклеточные концентрации.
https://doi.org/10.1007/s10787-020-00705-7
