Кого и чего только не было уже в нашей рубрике «10 фактов»: люди, методы, заболевания. Клетки мозга тоже были – но только астроциты. Всё-таки несправедливо, что до сих пор мы не нашли хотя бы десятка фактов о нейронах. Исправляемся!

1. Обычно между словами «клетки мозга» и «нейроны» ставят знак равенства. Это категорически неправильно. Кроме нейронов, в мозге много других клеток, в первую очередь — леток глии, которые, как оказалось, тоже играют важную роль и в работе мозга, и даже в мышлении.

2. В организме человека содержится более восьмидесяти пяти миллиардов нейронов и приблизительно в 10000 раз больше связей между ними. Это достаточно много, ведь Млечный Путь по последним подсчётам вмещает в себя приблизительно 200 миллиардов звёзд. Получается, что нейронных связей в нашем мозге больше, чем звёзд в галактике.

3. Секунда нейронной активности одного процента головного мозга — это работа 1,73 млрд нервных клеток и 10,4 трлн соединяющих их синапсов. Чтобы провести эксперимент симуляции активности мозга, учёные задействовали 82 944 процессора суперкомпьютера K  и целый петабайт памяти (24 байта на синапс). На таком суперкомпьютере с производительностью 10,5 петафлопс (четвёртый по мощности суперкомпьютер в мире) секунда активности мозга рассчитывалась в течение 40 минут.

4. В 2015 году шведским учёным удалось создать полностью искусственный нейрон на основе биосенсора. Он сделан на основе органической биоэлектроники, может имитировать работу нервных клеток и даже общаться с другими нейронами.

5. Один нейрон может образовать до 20 тысяч связей с другими нейронами. Совокупность всех связей называется коннектомом. И вариантов этого коннектома больше, чем число частиц во всей Вселенной.

6. Нейроны — самые длинные клетки человеческого тела. К примеру, нейрон спинного мозга взрослого человека может достигать полутора метров в длину. Впрочем, у жирафов они могут быть и пятиметровыми. Можно только представить, какую длину имели нейроны спинного мозга, скажем, у динозавра.

Муляж центральной нервной системы.

José María Gómez Alamá (1815-1874).
Середина XIX века.
Анатомический музей Медицинского факультета Университета Валенсии.

7. «Стандартный» нейрон хорошо всем известен ещё со школы – тело, дендриты, аксон… Однако, мало кто знает (а учёные не очень хорошо изучили), что есть и безаксонные нейроны. Но зачем они нужны, точно пока никто сказать не может.

8. Расхожая фраза о том, что «нервные клетки не восстанавливаются», конечно же, неверна. Во многих отделах головного мозга постоянно происходит процесс образования новых нейронов.

9. Современная наука умеет превращать клетки кожи в нервные клетки. Для этого сначала клетки кожи трансформируют в стволовые, а уж их дифференцируют в нейроны. Это может помочь, например, в лечении болезни Паркинсона.

10. Огромную службу в понимании того, как работают нервные клетки, сыграли нейроны… кальмаров. Дело в том, что эти клетки такие большие, что их видно невооруженным глазом. Поэтому была возможность непосредственно в них поместить электрод и изучать потенциалы внутри и снаружи клеточной мембраны. Именно так Алан Ходжкин, Джон Элкс и Эндрю Хаксли заработали себе Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1963 года.

Алан Ходжкин

Подготовили Александр Васильев и Алексей Паевский

Удивительное дело: во время эпопеи «СССР — родина слонов», когда в нашей стране пытались найти изобретателей всего и вся, практически нигде не упоминался киевский профессор Владимир Владимирович Правдич-Неминский. Часто находили «Кулибиных» заслуженно (скажем, как изобретатель современного токарного станка Андрей Нартов или создавший ещё в начале  XIX века подводный ракетоносец Карл Шильдер), часто — совсем нет (вспомним фейкового ещё с начала XX века изобретателя велосипеда Артамонова или опередившего братьев Монгольфье Крякутного), но Правдич-Неминского с полным правом можно назвать одним из творцов современной инструментальной нейронауки. Ведь именно он снял первую в мире электроэнцефалограмму.

Может быть, это произошло  потому, что уже в 30-е годы его регулярно увольняли как «буржуазного элемента». Ему довелось даже побывать в ссылке, и в советское время он жил уже не в Украине, а то в Вологде, то в Вятке (Кирове), то в Петрозаводске (и там до сих пор действует научная школа его имени). Но факт остаётся фактом:  первая в истории ЭЭГ записана с мозга собаки через размещение на нём электродов. Видимо, поэтому он не сделал ЭЭГ человека (хотя потом, используя капиллярный гальванометр, созданный для снятия ЭКГ Вильямом Эйнтховеном, он снял ЭЭГ и с черепа собаки).

Тем не менее, Правдич-Неминский достоин того, чтобы о нём помнили  и изучали его наследие, о котором сейчас знают только специалисты.

Медик, тяготеющий к физике

Если коротко говорить о его биографии, то родился он в Киеве 2 июля 1879 года, закончил Первую киевскую гимназию, а вот в университет поехал учиться в Казань: там было явно престижнее. Первый курс отучился на медицинском факультете, а затем перевёлся на отделение естественных наук. С третьего курса он решает перевестись обратно в Киев, где и защищается по специальности «химия». Но работать после окончания Киевского университета (параллельно прослушав курс физической химии в политехническом институте) пошёл к известному физиологу Василию Чаговцу, который как раз и занимался теорией электрических явлений на живых тканях.

Удивительно, но всего через четыре года после начала работы на электрофизиологическом поприще снята первая в мире ЭЭГ (сам Правдич-Неминский называл ее ЭКГ — «электрокраниографией»).  Это случилось в 1912 году. В следующем году автор опубликовал свои работы в ведущих европейских журналах [1,2].

Кто не успел, тот опоздал

Интересно, что только после этого он получил медицинское образование, поступив в 1915 году на медицинский факультет Киевского университета и даже успел его закончить в 1917 году до революционных перипетий. Возможно, именно учёба, чехарда государств (Российская империя – Украинская народная республика – СССР) и не дала ему опередить Ганса Бергера, который в 1924 году снял первую ЭЭГ у человека и подтвердил тем самым существование замеченных украинцем альфа- и бета-ритмов.

Ганс Бергер

А дальше — как мы упомянули — череда институтов, городов, увольнений, доносов. Тем не менее, наукой он продолжал заниматься и даже публиковался. Так, в 1925 году он «выносит в свет» через журнал Pflügers Archiv für die Gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere статью по электромиографии, за которую издательство Springer до сих пор требует по 40 долларов за скачивание.

Страница из статьи Правдича-Нейминского

Дожил учёный до 1952 года и умер в Москве. К сожалению, единственная его монография вышла только через шесть лет после того, как его не стало. На её обложке есть слово «электроцеребрография» — первое название первой в мире ЭЭГ.

1. Pravdich-Neminsky VV. Ein Versuch der Registrierung der elektrischen Gehirnerscheinungen. Zentralblatt für Physiologie 27: 951–960, 1913.

2. Einige elektrische Erscheinungen im Zentralnervensystem bei Rana temporaria. Archiv für Physiologie 3/4, ss. 321-324 (1913)

3. Práwdicz-Neminski, W. W. (1925). Zur Kenntnis der elektrischen und der InnervationsvorgÄnge in den funktionellen Elementen und Geweben des tierischen Organismus. Pflügers Archiv für die Gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere 207 (1). с. 671–690. doi:10.1007/BF01740394. ISSN 0031-6768.

[video src="https://youtu.be/zztA2d2ZsRs"][/video]

Лекция Павла Боброва из Института высшей нервной деятельности была прочитана на Зимней школе «Современная биология и биотехнологии будущего», которая состоялась в феврале 2016 года в Подмосковье. Она посвящена тому, как работают интерфейсы «мозг-компьютер» и какое они нашли себе клиническое применение.

Наш нынешний герой прожил долгую, непростую жизнь, прославился одним-единственным экспериментом, к которому очень долго шёл и в итоге увидел его во сне. Тем не менее, именно ему мы обязаны тем, что знаем, как передаётся сигнал от нейрона к нейрону. Итак, встречайте: Отто Лёви. 

Отто Лёви. Родился 3 июня 1873 года, во Франкфурте-на-Майне, Германия. Скончался 25 декабря 1961 года, в Нью-Йорке, США. 

Нобелевская премия по физиологии или медицине 1936 года (совместно с Генри Дейлом).

Формулировка Нобелевского комитета: «За открытия, связанные с химической передачей нервных импульсов».

Кстати, давайте договоримся, что нужно путать нашего героя с другим немецким нейроучёным, тоже эмигрировавшим в США. Наш персонаж — Отто Лёви (Loewi), но когда мы читаем о деменции с тельцами Леви, эозинофильными внутриклеточными образованиями, то мы вспоминаем современника Лёви, Фредерика Генри Леви (Lewy). Пусть в русском языке они отличаются всего двумя точками над «ё», не будем их смешивать.

Итак, Отто Лёви. Наш герой родился в семье достаточно богатого торговца вином Якоба Лёви и его жены Анны Вильштадтер.  Случилось это знаменательное для нейронаук событие в городе  Франкфурт-на-Майне 3 июня 1873 года. Сначала всё шло, как у других людей — гимназия, оценки… Кстати, в школьные годы Лёви был типичным гуманитарием. Латынь, древнегреческий, история культуры… Мальчик хотел стать искусствоведом, и если бы он не был послушным, то и занимался бы до конца жизни Рембрандтом и да Винчи. Но вмешался отец, который хотел более денежную профессию для своего единственного сына.

Медик и научный путешественник

Лёви пришлось отправиться в Страсбург. С 1891 года он — студент-медик местного университета. И надо сказать, что с преподавателями ему очень и очень повезло. Назвать хотя бы Освальда Шмидеберга (1838-1921), создателя немецкой школы фармакологии, человека, который чуть ли не первым задумался, как структура вещества связана с его фармакологической активностью. У Шмидеберга Лёви и сделал свою первую научную работу. Кстати, предметом ее стал объект его будущего самого известного эксперимента, который Лёви поставил через целых 40 лет после поступления в мед: изолированное сердце лягушки. Молодой фармаколог изучал, как влияют на это сердце синильная кислота, фосфор, мышьяк. Ничего личного, просто наука. 

Освальд Шмидеберг

Лёви закончил мед, попутешествовал по Испании, немного поучился в Страсбурге у Франца Хофмайстера, одного из первых исследователей белков (не путать с одноимённым композитором, жившим веком ранее!).

Затем Лёви пошел работать по специальности — ассистентом в городской больнице во Франкфурте. Впрочем, работать с постоянно умирающими туберкулёзными больными и больными пневмонией ему не понравилось, и он ушёл из клинической практики в чистую науку.

В 1898 году Лёви становится ассистентом фармакологического отделения Марбургского университета и работает у знаменитого Ганса Хорста Майера, которого современные медики помнят по принципу Майера-Овертона («наркоз развивается, когда любое химически инертное вещество накапливается в липидной клеточной мембране в определенной молярной концентрации»).

Ганс Хорст Майер

До озарения

Уже работая у Майера, в новом веке,  в 1903 году, Лёви совершил важную поездку в Кембридж. Что в ней было важного? Во-первых, именно тогда он встретил человека, с которым через треть века разделит Нобелевскую премию — Генри Дейла [1]. Во-вторых, познакомился с Джоном Ньюпортом Ленгли (учителем Чарлза Шеррингтона). Этот человек в 1901 году высказал предположение, что вещество, вырабатываемое надпочечниками (железами, расположенными над почками) производит такое же воздействие, как и возбуждение некоторых нервов симпатической нервной системы, передаваемое с помощью импульсов. Речь шла, как вы понимаете, об адреналине.

Джон Лэнгли

Адреналин (эпинефрин)

Чуть позже еще один кембриджский учёный, Томас Элиотт, опубликует [1] мнение, что в симпатической нервной системе именно адреналин отвечает за передачу сигнала.

Следующие 18 лет проходят в рутинной научной работе. Изучал блуждающий нерв и диабет, придумал удивительный тест на панкреатит, который хирургам нужно было дифференцировать от карциномы желчных протоков. Оказалось, что если капнуть в глаз раствор адреналина (1:1000), то при панкреатите зрачки расширятся, а при карциноме — нет [2]…

Тем не менее, мысли о передаче импульсов от нейрона к нейрону продолжали занимать Лёви.

Очередное открытие во сне

Самый главный эксперимент в своей жизни Лёви поставил на пасху 1921 года. К тому моменту давний спор Гольджи [3] и Рамон-и-Кахаля [4] и  был уже благополучно разрешён в пользу теории первого: нейроны не плавно перетекают из одного в другой, а разъединены синапсами. Оставался вопрос: как сигнал передаётся от одного нейрона к другому. Вариантов было два: электричество и химия. Сам Лёви давно считал, что всё дело в химии, но никак не мог придумать эксперимент, в котором это можно доказать. Пришлось ему идти по стопам Менделеева и Кекуле, ждать ночи и озарения. Дважды.

Впрочем, предоставим слово самому Лёви: «… я набросал несколько пометок на клочке тонкой бумаги. Утром я не смог расшифровать свои каракули. На следующую ночь, ровно в три часа, та же мысль вновь осенила меня. Это была схема эксперимента, призванного определить, верна ли гипотеза химической передачи импульса, высказанная мной 17 лет назад. Я тотчас встал с постели, направился в лабораторию и поставил простой эксперимент на сердце лягушки в соответствии с возникшей ночью схемой».

Эксперимент, ради которого расстались с жизнью две лягушки, действительно был очень изящным.  Из лягушек были изолированы два бьющихся сердца. В одном из сердец был выделен блуждающий нерв (nervus vagus). Оба сердца омывались раствором Рингера — многокомпонентным физиологическим раствором с точно выдержанными концентрациями солей (NaCl, KCl, CaСl₂). Блуждающий нерв возбуждался электрическим током, и ритм сердца замедлялся (так и должно было быть). Но потом Лёви пипеткой брал омывающую первое сердце жидкость и добавлял в жидкость, омывающую второе сердце. Ритм второго сердца тоже замедлялся! Значит, в раствор попало вещество, передающее сигнал от блуждающего нерва к сердечной мышце [6].  Возбуждая другой, симпатический нерв, Леви смог химически передать сигнал об ускорении сердечного ритма.

Схема эксперимента Лёви

Vagustoff

Сам Лёви назвал полученное вещество Vagustoff (cубстанцией блуждающего нерва) или парасимпатином. «Ускорительное вещество» получило название симпатин. Что такое vagustoff стало понятно достаточно быстро (ну, как быстро — в течение пяти лет) — это оказался ацетилхолин, открытый еще в начале века сэром Генри Дейлом в экстракте спорыньи. Кстати, еще в 1914 году Дейл опубликовал подробный обзор физиологии ацетилхолина, указав еще там, что его действие на организм очень напоминает электрическую стимуляцию нервов…

Ацетилхолин

Ацетилхолинэстераза

Позже сам Лёви нашел и химическую структуру симпатина [7]. Им оказался старый знакомый — адреналин.

Удивительно, но на самом деле Лёви очень повезло с лягушкой и со временем его озарения.  Поясним.

Наш герой, даром, что не француз, использовал в своих экспериментах обыкновенную съедобную лягушку (Rana esculenta), а, как сейчас известно, ее блуждающий нерв, содержит в себе как возбуждающие сердечный ритм волокна, так и замедляющие его. Кроме этого, зимой-ранней весной, когда лягушки ещё в спячке, преобладают  волокна-ингибиторы — это раз, и активность фермента ацетилхолинэстеразы, разлагающей ацетилхолин, на минимуме. Только эти два условия позволили Дейлу совершить нобелевское открытие. Приснись ему вещий сон не на Пасху, а, скажем, на Троицу — очень сомнительно, что эксперимент бы удался.

Собственно,  к 1926 году почти никому не удавалось воспроизвести эксперимент Лёви. Может, не в то время, может, не тех лягушек брали. В результате, на  XII физиологическом конгрессе в Стокгольме Лёви пришлось публично воспроизводить свои ацетилхолиновые штудии. Получилось: 18 раз на одном и том же сердце. Это быт триумф!

Вершина

С 1926 года, после конгресса,  наш герой стал всемирно известен. Впрочем, он сам порой еще сомневался в универсальности своего открытия. Например, в 1933 году на Гарвеевской лекции в Нью-Йорке Лёви высказал некоторые сомнения насчёт того, что в автономной (то бишь, вегетативной) нервной системе существуют химические медиаторы. Снова на помощь пришёл Генри Дейл и показал роль адреналина в симпатической нервной системе.

В 1936 году к Лёви и Дейлу пришёл успех: Нобелевская премия по физиологии или медицине. Надо сказать, что в том году конкуренция была очень сильной: 155 номинаций. Кстати, несколько раз в тот год был номирован и советский медик Алексей Сперанский [8]— за работы в изучении роли нервной системы в различных патологических процессах. Но — не сложилось.

Алексей Сперанский

Как мы помним, во время торжественной церемонии вручения Нобелевской премии сначала слово берет представитель шведского Каролинского инстистута. В этот раз нобелиатов приветствовал профессор Горан Лилиестранд. По его словам, Лёви сделал «очень простой, но остроумный эксперимент» и «доказал, что нервный раздражитель может выделять вещества, которые оказывают действие, характерное для нервного возбуждения». «Дальнейшие наблюдения, — продолжал Лилиестранд, — не оставляли никакого сомнения в том, что сам нервный импульс передается к органу химическим путем».

В ответной банкетной речи Лёви  [9] вспомнил свой первый визит в Стокгольм — десять лет назад, как он стоял на сцене Физиологического конгресса и гадал — получатся ли сейчас те эксперименты, которые в итоге и принесли ему Нобелевскую премию. Кстати, сейчас на сайте Нобелевского комитета есть уникальное видео [10], на котором мы можем наблюдать Дейла и Лёви с супругами, отправляющимися на церемонию.

Прощай, Австрия!

Увы, сама премия чуть было не стала причиной гибели Лёви, но потом она же его и спасла. Как мы все помним, в 1938 году весь мир узнал слово «аншлюс». Присоединение или оккупация, или поглощение нацистской Германией Австрии. У Лёви, как у еврея, сразу же начались проблемы. Он и его два сына сразу же попали в тюрьму. Лёви даже записал свои последние научные результаты и уговорил охранника отправить их из тюрьмы Пришлось перевести в «нужный» банк Нобелевскую премию, чтобы ему дали возможность уехать из страны (кстати, говорят, в освобождении Лёви большую «закулисную» роль сыграл Генри Дейл). Сначала Бельгия, потом Англия… С 1940 года Лёви работает в Нью Йорке. Профессор фармакологии Нью-Йоркского университета, еще 15 лет более-менее активной научной работы и еще шесть лет статей, мемуаров, лекций… 88 лет непростой жизни — достойный итог трудолюбивого учёного, благодаря которому мы знаем, как передаётся сигнал от нерва к нерву. Даже сейчас, когда вы читаете эту статью.

Литература:

1.     http://biomolecula.ru/content/1718

2.     Elliott, T. R.: The Action of Adrenalin. The Journal of Physiology, XXXII, 1905, 401-467

3.     Cockcroft, WL (15 May 1920). "LOEWI'S ADRENALIN MYDRIASIS AS A SIGN OF PANCREATIC INSUFFICIENCY.". British Medical Journal 1 (3098): 669.

4.     http://biomolecula.ru/content/1671

5.     http://biomolecula.ru/content/1735

6.     Loewi, O. (1921). "Über humorale Übertragbarkeit der Herznervenwirkung. I.". Pflügers Archiv 189: 239–242. doi:10.1007/BF01731235

7.     Loewi O. Quantitative und qualitative untersuchungen uber den sympati- cusstoff. Pflugers Arch Gesamte Physiol 237: 504–14, 1936.

8.     http://www.ras.ru/win/db/show_per.asp?P=.id-52204.ln-ru

9.     http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1936/loewi-speech.html

10. http://www.nobelprize.org/mediaplayer/index.php?id=888

Текст написан Алексеем Паевским для серии материалов о нобелевских лауреатах портала "Биомолекула".

[video src="https://youtu.be/xaZralKMSHI"][/video]

Интерфейс мозг-компьютер — это возможность отдавать команды компьютеру прямо из мозга, не пошевелив и пальцем. Казалось бы, ИМК уже сегодня должен быть едва ли не у каждого геймера —  но реальность оказывается сложнее ожиданий... Каковы перспективы игровых контроллеров на основе ИМК? Могут ли разработчики компьютерных — и не только компьютерных — игр рассчитывать на использование нейротехнологий в ближайшие годы, и что им нужно знать об ИМК, если они решатся на его использование? 

Приглашенные эксперты: 

Сергей Шишкин, кандидат биологических наук, начальник отдела нейрокогнитивных технологий НИЦ "Курчатовский институт".

Владимир Статут, генеральный директор ООО "Нейроматикс",
руководитель рыночной подгруппы “Нейроразвлечения и спорт” РГ НТИ НейроНет, соучредитель Отраслевого союза НейроНет.
 

[video src="https://youtu.be/IXTkP9mDCm0"][/video]

Как связаны генотип и культурные практики? В чем заключаются особенности познания представителей западной и восточной культур? Как профессия и образование влияют на функционирование и строение мозга? На эти и другие вопросы отвечает в своей лекции на ПостНауке рассказывает кандидат психологических наук, старший научный сотрудник Центра когнитивных исследований филологического факультета МГУ, ведущий научный сотрудник психологического факультета МГУ, ведущий научный сотрудник лаборатории когнитивных исследований НИУ ВШЭ, научный руководитель Московского семинара по когнитивной науке Мария Фаликман.

Небольшой ролик, подготовленный одним из идеологов НейроНета Тимуром Щукиным.

Эта фамилия знакома любому человеку, который начинал знакомиться с устройством нервной системы. Уже на первых страницах любого учебника нейроанатомии можно увидеть рисунок нейрона, похожего на дерево с подстриженной кроной. Это так называемые клетки Пуркинье. Крупные эфферентные нейроны, расположенные в мозжечке. Они «вызревают»  лишь к восьми годам, потому дети такие неуклюжие; они весьма чувствительны к алкоголю, поэтому… Но это — клетки. А кто такой сам Пуркинье? Спросишь среднестатистического студента и услышишь в ответ: «Француз какой-то».

П

Ян Пуркинье

Но это — совсем не так. Не француз. И не только и не столько своими клетками он прославился и оставил след в истории науки. Давайте узнаем чуть побольше об этом, без сомнения, неодинарном человеке, сделавшем немало открытий во многих областях деятельности.

Клетки Пуркинье. Рисунок Сантьяго Рамон-и-Кахаля

Ян Эвангелиста Пуркинье (Пуркине) — чех. Впрочем, в Чехии он никогда не жил — ибо не было в XVIII-XIX веке такого государства. Он родился в 1787 году в небольшом городке Либоховице, который ныне расположен в Чехии, а тогда  принадлежал  Королевству Богемия в Австрийской империи. Умер в Праге в возрасте 82 лет, дожив до образования Австро-Венгрии. Преподавал и работал вообще в Бреслау — ныне польском Вроцлаве.

Уже в детстве попал под обаяние великого педагога Яна Амоса Коменского, всю жизнь мечтал и о чешском государстве, и о славянском единстве, и об общеславянском языке. Переписывался о науке и литературе с Гёте. Был членом ордена пиаристов (не путать с пиарщиками) и настоящего тайного общества иллюминатов (а не того, что у дэна Брауна)…

«Звуковые рисунки» из письма к Гёте о звуках

Изучал философию (так и остался равнодушным к Канту, но обожал Шеллинга и Фихте), но стал медиком и анатомом.  Сначала, правда, он изучал звуковые волны, зарисовывая следы, которые громкий звук оставляет на песке. Об этом он писал автору «Фауста». Кстати, вместе с письмом от чеха, великий немецкий поэт и философ (а также естествоиспытатель) получил набор стеклянных пластинок с попыткой визуализировать звуки.  Гёте считал эти рисунки некими «естественными иероглифами», которые являются носителями всеобщей гармонии.

Первые чисто медицинские работы Пуркинье, кстати, посвящены изучению зрения. Именно он ещё в 1825 году открыл эффект изменения цветового восприятия в сумерках (дневное-сумеречное-ночное зрение), который с тех пор и называется эффектом Пуркинье. 

Три типа зрения: эффект Пуркинье

Ещё до этого, в 1823 году он опубликовал первую в истории науки работу по отпечаткам пальцев, в которой выделил 9 основных типов отпечатков пальцев, положив начало научной дактилоскопии.

Типы кожных узоров на пальцах по Пуркинье

Примерно четверть века, с конца 1820-х по начало 1850-х плотно занимался анатомией. Именно тогда были открыты и клетки Пуркинье (1837 год, сам учёный назвал их «ганглиозными тельцами»: Пуркинье предпочитал не пользоваться термином «клетка», а говорил «шарики» или «зёрнышки»), и волокна Пуркинье (которые иннервируют сердечную мышцу), и корковая оболочка мозжечка (Stratum gangliosum cerebelli Purkinje), и странное образование vesicula Purkinje, оно же vesicula germinativa. Потом стало понятно, что это ядро яйцевой клетки, и наблюдение Пуркинье было первым в истории наблюдением ядра клетки. Им же впервые открыты потовые железы и трубчатые железы дна желудка…

Рабочий кабинет Пуркинье в Праге

Тогда же у него появляются знаменитые в будущем ученики, основу диссертаций которых составили работы самого Пуркинье. Достаточно перечислить несколько имен: Венд, сделавший много в изучении эпидермиса; Дейч, в диссертации которого впервые упомянуты открытые Пуркинье костные клетки; Бернгард, изучавший яйцеклетки млекопитающих; Мекауэр, впервые точно описавший все хрящи человека; Рейшель, изучавший сосуды, один из основателей эмбриологии Валентин… Настоящая, мощная, влиятельная научная школа!

В самом конце жизни, в 1865 году, Пуркинье создал один из первых прототипов кино: кинетоскоп. В созданном им аппарате вращался портрет самого Пуркинье. Кстати, примерно тогда же гениальный чех создал и типологию выражений лица. Типировал он их, естественно, по своей физиономии.

Кинетоскоп Пуркинье

Типология эмоций

Впрочем, в конце жизни Пуркинье занимался больше политикой, чем наукой. Ну, или научной политикой. Руководил Физиологическим институтом в Праге, издавал журнал Ziva (выходящий и поныне), бурлил в чешском национальном движении, даже успел побывать депутатом чешского парламента.

Юбилейный выпуск журнала Ziva

Что сказать, насыщенная, интересная, значимая, важная жизнь.  Помните об этом замечательном человеке, когда нетвердой походкой возвращаетесь с праздника: ведь именно его имя носят клетки, шатающие вас в настоящий момент.

Алексей Паевский

[video src="https://youtu.be/TSHonJYu-Yc"][/video]

Механизмы восприятия — это очень большая область, охватывающая огромный круг явлений, который мы пытаемся объяснить, начиная с цветовосприятия и заканчивая установкой в восприятии, то есть готовностью воспринимать одно и то же воздействие то так, то эдак в зависимости от контекста, в котором оно появляется. Мы попробуем ответить только на некоторые вопросы. Как мы выделяем в мире определенные объекты, фигуры на фоне? Каким образом мы воспринимаем мир трехмерным, притом что на сетчатке, в сетчаточном изображении, казалось бы, третьего измерения нет? Благодаря чему мы можем воспринимать движение, благодаря чему воспринимаем мир как неподвижный, когда сами двигаем глазами, крутим головой или перемещаемся? Почему свойства образов воспринимаемых нами объектов не меняются при изменении условий восприятия? Почему мы видим цвет одним и тем же при изменении освещения, размер одним и тем же, когда объект близко и когда он далеко, и сетчаточные изображения различаются во много раз? Наконец, почему мы воспринимаем предметы с определенными значениями, почему мы видим не цветные пятна, а яблоки, лица людей и прочие предметы, значение которых дано нам сразу, изначально? Обо всём этом в своей лекции на ПостНауке рассказывает кандидат психологических наук, старший научный сотрудник Центра когнитивных исследований филологического факультета МГУ, ведущий научный сотрудник психологического факультета МГУ, ведущий научный сотрудник лаборатории когнитивных исследований НИУ ВШЭ, научный руководитель Московского семинара по когнитивной науке Мария Фаликман.

Принято считать, что главное в мозге — это нейроны. Сейчас это мнение активно оспаривается, потому что учёные начали понимать, что роль глиальных клеток неоправданно принижалась. Но даже если придерживаться первоначальной гипотезы, то стоит уточнить: главное — не нейроны, а связи между ними. Сегодня в рубрике «10 фактов» мы предлагаем вам подборку интересных фактов о местах соединения нейронов: синапсах.

Схема работы химического синапса

1. Термин «синапс» ввел в научный оборот Чарльз Шеррингтон. Правда, сам Шеррингтон утверждал, что ему это слово подсказал Майкл Фостер — ученик Томаса Гексли, физиолог, хирург и ботаник.

Майкл Фостер

2.  Слово  «синапс» — греческого происхождения. σύναψις – от греческого συνάπτειν – «соединение».  Кстати, именно с учетом перевода, синапс и коннектом — родственные слова.

3. Долгое время шла дискуссия, передаётся ли импульс между синапсами химическим или электрическим путём. Казалось, после открытий  сэра Генри Дейла и Отто Лёви, вопрос решился в пользу химических сигналов, и вся нейробиология занялась изучением нейромедиаторов. Однако сейчас известны и химические, и электрические и смешанные синапсы – но химические, конечно, преобладают.

сэр Генри Дейл

4. Внутри синапса сигнал передаётся при помощи нейромедиаторов, которые транспортируются в особых пузырьках — везикулах. За исследование этого процесса германский нейробиолог Томас Зюдхоф получил в 2013 году нобелевскую премию по физиологии или медицине (совместно с Джеймсом Романом и  Рэнди Шекманом, тоже изучавшим везикулярный транспорт).

Томас Зюдхоф

5. Всего за открытие и изучение синаптической передачи прямо или косвенно было присуждено шесть нобелевских премий по физиологии или медицине. В  1906 году премию «В знак признания трудов о строении нервной системы» премию получили Саньяго Рамон-и-Кахаль и Камилло Гольджи. В 1932 году — Чарльз Шеррингтон и Дуглас Эдриан — «За открытия, касающиеся функций нейронов». В 1936 году — Генри Дейл и Отто Лёви, «За открытия, связанные с химической передачей нервных импульсов». В 1970 году — Бернард Кац,  Ульф  фон Эйлер и Джулиус Аксельрод — «За открытия, касающиеся гуморальных передатчиков в нервных окончаниях и механизмов их хранения, выделения и инактивации». В 2000  году — Арвид Карлссон, Пол Грингард и Эрик Кандель — «За открытия, связанные с передачей сигналов в нервной системе», и в 2013 году уже упоминавшийся  Томас Зюдхоф.

Чарльз Шеррингтон

6. Один из механизмов высвобождения нейромедиаторов из везикулы в синапсах называется «целуй и беги».  В этом случае везикула соединяется с мембраной, и из неё в синаптическую щель выходят небольшие молекулы, а крупные остаются в везикуле.

7. Слишком большое количество синапсов может быть пагубным для организма. Так, в недавнем исследовании, которое провели нейробиологи из Хьюстона, показывается, что мутация в одном из генов приводит к тому, что мозг не может избавиться от избытка синапсов и вызывает возникновения синдрома ломкой Х-хромосомы, разновидности аутизма.

8. Во время естественного развития организма в мозге образуются «неправильные» и слабые синапсы. Такой «брак» маркируется особым белком C1q, и «поедается» микроглией. Судя по всему, нарушение в работе именно этого механизма приводит к возникновению болезни Альцгеймера.

9. Любопытно, но если слишком много синапсов может привести к аутизму, то формирование новых синапсов под действием особого нейропептида может защитить мозг от шизофрении. Речь идёт о загадочном белке коллаген XIX, который входит в состав внеклеточного матрикса.

10. Важную роль синапсы играют и в крионике — науке, пытающейся сохранить мозг человека после смерти. Не так давно группа ученых и инженеров из компании 21^st Century Medicine впервые сумела разморозить мозг млекопитающего после криоконсервации, сохранив в нем нейронные связи.

Размороженный гиппокамп кролика с сохранёнными синапсами

Алексей Паевский

[video src="https://youtu.be/uSwBs6TjdGc"][/video]

В своей лекции на ПостНауке выдающийся нейробиолог Константин Анохин, доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН и РАМН, руководитель отдела нейронаук НИЦ «Курчатовский институт», рассказывает о том, какова история болезни пациента Генри Молисона, прооперированного нейрохирургом в 1953 году? Как этот медицинский случай повлиял на развитие науки о памяти? И какие области мозга связаны с нарушением памяти?

Представители каждой науки традиционно считают, что она — «самая-самая». Но только три «естественные» науки могут похвастаться тем, что за работы в них дают самую престижную научную премию. Вот уже 115 лет, начиная с 1901 года в первую неделю октября присуждается Нобелевские премии — и первым, в понедельник, объявляется имя лауреата (или лауреатов) по физиологии или медицине. Сегодня в нашей традиционной рубрике «Воскресные 10 фактов» — интересные факты о «неврологических» нобелевских премиях.

1. Ученик великого невролога Жана Мартена Шарко, Зигмунд Фрейд, 32 раза номинировался на Нобелевскую премию по физиологии и медицине — с 1915 по 1938 год. И один раз — в 1936 году... на "нобеля" по литературе. Роменом Ролланом.

2. Первым лауреатом-неврологом (а одновременно, и первым российским нобелевским лауреатом в истории) стал великий Иван Петрович Павлов, который получил премию в 1904 году «За труды по физиологии пищеварения, расширившие и изменившие понимание жизненно важных аспектов этого вопроса». Вроде, не неврологическая формулировка, но именно изучение работы нервной системы привело нашего соотечественника к награде. Кстати, в 1920-х-30-х годах  Павлов номинировался еще 14 раз – уже за открытие условных рефлексов.

Камилло Гольджи

3. Впервые премия была разделена между двумя людьми в 1906 году между двумя великими неврологами, итальянцем Камилло Гольджи и испанцем Сантьяго Рамоном-и-Кахалем, соперниками издавна ведшими спор — представляет ли нервная система единое целое, или состоит из соединенных нервных клеток. Их спор не закончился и на награждении: Гольджи в своей речи нападал на Кахаля. Но прав в итоге оказался Кахаль.

Кстати, у Гольджи как гистолога-невролога учился еще один нобелевский лауреат, правда, нобелевской премии мира, Фритьоф Нансен.

Супруги Мозер

4. Пока что последней по времени неврологической «нобелевкой» стала премия 2014 года, которую разделили «на троих» Джон О’Киф и его бывшие аспираты, супруги  Эдвард и Мей-Бритт Мозеры, получившие премию за открытие особых клеток в мозге, которые отвечают за осознание нашего положения в пространстве: своеобразный мозговой GPS.

Кстати, Мозеры — пятая «нобелевская пара» в истории. Конечно, рекорд семьи Кюри перекрыть сложно — Мари и Пьер Кюри получили  премию по физике в 1903 году, Мари добавила  в семейную копилку премию по химии 1911 года, а ее дочь Ирен Жолио-Кюри  получила премию по химии 1935 года вместе с мужем Фредериком Жолио-Кюри. Две «парные семейные» премии из пяти! Более того, три премии из пяти получили пары с очень похожими фамилиями — Кюри и Кори. Герта и Карл Кори получили премию по физиологии и медицине в 1947 году. Цикл Кори помните? Их работа! Пятая же пара включена в этот список с большей натяжкой – супруги Мюрдаль – «просто» муж  и жена, получившие по нобелевской премии. Альва Мюрдаль в 1982 году стала лауреатом премии мира, а Гуннар Мюрдаль получил премию памяти Нобеля по экономике в 1974 году. 

5. Неврологи получают премии не только  за неврологические открытия. Так, Христиан Эйкман, голландский невролог, который учился у инфекциониста Роберта Коха, поехал в Индонезию бороться с болезнью бери-бери, открыл «полиневрит у цыплят» и догадался, что для того, чтобы цыплята и люди не болели, требуется некое вещество, содержащееся в рисовой шелухе. Так мир вступил в эпоху витаминов.

6. Еще один великий невролог, прославишийся чем угодно, только не неврологическими работами, это Шарль Рише. Изучал экстрасенсов, был авиатором (сконструировал два вертолета), писал романы, а нобелевскую премию получил за открытие анафилаксического шока.

Генри Дейл

7. Первый представитель «биг фармы», получивший «нобеля» — сэр Генри  Холетт Дейл,  лауреат 1936 года. Именно ему принадлежит честь открытия того, что между нейронами сигнал передаётся химическим путём. А какие именно вещества в этом участвуют, смог понять Отто Лёви. Статья о нём тоже скоро появится на нашем сайте.

8. Еще один невролог, получивший премию, должен стать предметом ненависти для всего Интернета. Вальтер Гесс для получения своего результата замучил множество котиков. Зато именно он открыл роль промежуточного мозга в нашей жизни.

9. Пожалуй, самая «постыдная» неврологическая премия была вручена португальцу Эгашу Монишу в 1949 году. И нельзя сказать, что этот человек был недостоин премии: он разработал контрастную ангиографию, первый способ рентгеновской визуализации мозга. За это, кстати, его тоже номинировали на «нобеля». Но получил он премию за другую придуманную им процедуру: лейкотомию. В нашей стране она более известна под названием лоботомия.

10. Не остались без нобелевских премий и основные инструменты неврологии: томографы.

За создание МРТ  Пол Лотенбур  и Питер Мэнсфилд  получили в 2003 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине. Сам эффект, на котором основана магнитная томография (ядерный магнитный резонанс, ЯМР) принес две обелевских премии по физике: Исидору Раби  в 1944 году за ЯМР в молекулярных пучках и Феликс Блох и  Эдвард Миллз Парселл за ЯМР в жидкостях и твердых телах (премия 1952 года).  За создание компьютерной томографии  Годфри Хаунсфилд и Аллан Кормак удостоились нобелевской премии по физиологии и медицине в 1979 году.  И только позитронно-эмиссионная томография пока что ждёт своей награды.  Зато за открытие самого позитрона американец Карл Андерсон получил «нобеля» по физике в 1936 году.

Подготовил Алексей Паевский

[video src="https://youtu.be/CpOrbb-ysQI"][/video]

Какие типы липидов есть в мозге человека? Известна ли роль, которую играют в работе мозга эти органические соединения? Какими методами исследуются функции липидов в мозге? На эти и другие вопросы отвечает в своей лекции на ПостНауке профессор Сколковского института науки и технологий нейробиолог Филипп Хайтович.

[video src="https://youtu.be/lOYmkZzWL2Q"][/video]

Инсомния — это по-научному. По-бытовому это называется «бессонница».  О  различиях инсомнии мужчин и женщин, социальных рисках бессонницы и проявлениях сонных расстройств при неврозах  в своей лекции на ПостНауке рассказывает кандидат медицинских наук, доцент Первого МГМУ им. М. И. Сеченова Михаил Полуэктов.