Новости нейронауки

13/06/17. Социально-экономические факторы влияют на улучшение навыков чтения у детей.

Летние программы по обучению чтению приносят больше пользы детям с дислексией из менее обеспеченных семей – сообщает новое исследование специалистов МIT (Massachusetts Institute of Technology).

Команда Массачусетского технологического института создали две летних школы на основе программы, известной как Lindamood-Bell. Исследователи набрали школьников из семей с различным социально-экономическим статусом. Обучающая программа направлена на формирование у детей устойчивых сенсорных и когнитивных процессов, необходимых для чтения, такие как восприятие слова как целостного звукового образа и перевод печатных букв в значения слов.

Возраст детей составлял 6-9 лет, и они обучались по программе 4 часа в сутки 5 дней в неделю в течение 6 недель. До и после программы их мозг сканировали с помощью МРТ при выполнении тестов, используемых для оценки навыков чтения.

Оказалось, что дети из семей с высоким социально-экономическим статусом имели более высокий словарный запас. Возможно, это связано с тем, что в таких семьях больше говорят с детьми, а также используют более сложный и разнообразный язык. До начала программы у этих детей с помощью МРТ было обнаружено, что кора в зоне Брока имеет большую толщину по сравнению с детьми из семей с низким социально-экономическим статусом. Исследователи предположили, что первая группа детей покажет более высокие результаты после обучения. Однако оказалось, что это не так. Анатомические изменения в мозге детей в виде утолщения коры в областях, участвующих в процессе чтения наиболее заметными были у детей из семей с низким социально-экономическим статусом.

Исследователи, анализируя полученные результаты, делают акцент на том, что чтение – сложный навык, поэтому факторы дислексии отличаются у детей, растущих в более или менее обогащенной среде.

27/04/17. Проговаривание слов вслух – лучший способ обучения чтению.

В Journal of Experimental Psychology опубликовано исследование, в котором показано, что обучение чтению с помощью громкого произнесения слов (метод, известный как фонация) оказывает значительное влияние на точность чтения и понимание прочитанного.

Исследователи из Royal Holloway, University of London и MRC Cognition and Brain Sciences Unit показали, что обучение чтению с помощью произнесения слов является более эффективным, чем сосредоточение внимания на общем смысле слова. Учёные обучали взрослых читать на новом языке, напечатанном в виде незнакомых символов, а затем оценивали результат с помощью тестов на чтение и сканирования мозга.

Оказалось, что люди, которые ориентированы на значения новых слов были гораздо менее точны при их чтении вслух и понимании, чем те, кто использовал произношение вслух. МРТ показала, что их мозгу приходилось испытывать большую нагрузку для того, чтобы расшифровать то, что они читали.

20/04/17. Скоро можно будет отказаться от имплантации электродов в мозг.

Компания Synchron Inc., занимающаяся развитием малоинвазивных технологий интерфейсов «мозг-компьютер» объявила о завершении первого этапа финансировния клинических испытаний в 2018 году исследовательской системы Stentrode™. Данная система позволяет парализованным пациентам осуществлять прямой контроль мозга над роботизированными конечностями, экзоскелетами и устройствами коммуникации. Она также позволяет проводить диагностику и лечение таких заболеваний мозга как эпилепсия и двигательные расстройства.

Система Stentrode является небольшой и достаточно гибкой, что позволяет благополучно проходить через изгибы кровеносных сосудов во время процедуры под названием «церебральная ангиография». Эти возможности устраняют необходимость в открытых операциях на головном мозге и прямом контакте с мозговой тканью. С помощью кровеносных сосудов технологическое устройство доставляется в мозг и остаётся там, что уменьшает риск отторжения тканью электродов, что сейчас является проблемой при применении других методов.

Доклинические исследования, опубликованные в журнале Nature Biotechnology, продемонстрировали способность Stentrode записывать высокочастотные электрические импульсы, излучаемые мозгом. Обычно такой уровень записи требует инвазивной имплантации электрода через череп.

 

18/04/17. Изучена связь структур мозга, тревожности и негативных установок у здоровых взрослых.

Согласно исследованию, здоровые люди с меньшей площадью нижней фронтальной лобной коры более склонны к тревоге и тенденции оценивать нейтральные события негативно.

Исследование 62 американских студентов колледжей состояло в сопоставлении данных сканирования головного мозга и результатов выполнения стандартных опросников, направленных на выявления тревожности.

В более ранних исследованиях другими авторами уже была показана аналогичная связь функций нижней лобной коры с состоянием тревоги у пациентов с эмоциональными расстройствами. В настоящей работе была оценена динамика этого состояния у здоровых людей. Так, в исследовании было показано, что чем меньше размер нижней лобной коры, тем выше уровень тревоги и склонность к негативным установкам. Таким образом, больший размер нижней лобной коры является мозговой основой для феномена эмоциональной устойчивости. Результаты исследования могут быть полезны для выявления групп риска и проведения профилактики. Препятствующей развития тревожных расстройств.

04/04/17. Очередное исследование подтверждает участие передней части поясной извилины в эмоциональном дефиците при аутизме.

Исследователи мозга из высшей технической школы Цюриха показали, что области мозга, связанные с сочувствием, очень слабо активируется при аутизме.

Функциональная МРТ, проведённая у подростков с аутизмом, показала, что в передней части поясной извилины нервная активность чрезвычайно слаба по сравнению с контрольной группой в тех ситуациях, когда испытуемые наблюдают со стороны за человеком, который приятно или неприятно удивлён.

В норме мозг человека постоянно строит модели, касающиеся того, что происходит в головах окружающих людей. У людей с аутизмом «обновление» таких моделей происходит крайне медленно.

 

16 подростков с аутизмом и 20 их здоровых сверстников помещали в томограф в процессе того, как они следили за игрой, в которую недавно играли сами.

В игре требовалось угадать, за какой из открывшихся дверей находится приз. Если игрок открывал правильную дверь, она подсвечивалась зелёным светом, и ему платили евро в качестве премии. Если же игрок ошибался, дверь загоралась красным. Это правило действовало в большинстве случаев, однако иногда в случайном порядке цвета менялись: за красной дверью неожиданно оказывался приз, а зелёная не открывалась. После каждого раунда исследователи спрашивали испытуемых, чего они ожидали.

Оказалось, что если испытуемые с аутизмом играли сами, у них не было проблем при оценке ситуации – был ли результат ожидаемым или оказался сюрпризом. Однако при наблюдении за другими игроками они испытывали больше трудностей, чем участники контрольной группы, при оценке неожиданности результата игры. Это сопровождалось пониженным сигналом в передней части поясной извилины.

Обнаруженные результаты могут быть полезны при разработке методик поведенческой терапии людей с аутизмом.

30/03/17. Пациента научили управлять парализованной рукой.

Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв имплантировали 53-летнему пациенту в область моторной коры, отвечающей за движение рук, два блока по 96 электродов, соединённых через интерфейс мозг-компьютер с 36 стимулирующими мышцы электродами на каждой руке. Больной был полностью парализован в течение 8 лет после травмы позвоночника. После имплантации пациент несколько месяцев при помощи виртуальной реальности тренировался посылать силой мысли сигналы собственным рукам: он следил за собственной виртуальной рукой на экране компьютера, которая тоже управлялась через интерфейс «мозг-компьютер». Компьютер подсказывал очередное нужное движение, и когда собственная рука пациента выполняла его, звучал сигнал об успехе. Так пациент учился выполнять элементарные движения кистью или рукой. В результате у него начали получаться совершать некоторые бытовые действия: он смог самостоятельно принимать пищу.

В контрольных испытаниях пациент должен был выпить кофе, используя нейропротез. Сделать глоток из чашки удалось в 11 попытках из 12, правда, пока что это делается слишком медленно: каждый цикл «взять чашку, поднести к губам, сделать глоток, поставить чашку на место» отнимал от 20 до 40 секунд. Тем не менее, по сравнению с восемью годами полной неподвижности, это настоящий успех.

 

25/03/17. В стриатуме обнаружены нейроны, участвующие в условном рефлексе.

Исследователи из Калифорнийского университета обнаружили в стриатуме (полосатом теле) группу нейронов, участвующих в положительном подкреплении при условном рефлексе. Это та же область, которая повреждается при болезни Паркинсона, Гентингтона и синдроме Туретта. Стриатум связан с движением, принятием решений и эмоциональным вознаграждением.

В современной версии эксперимента Павлова мышам предлагали нюхать аромат банана или лимона, за затем давали каплю сгущённого молока. В результате, мыши начинали лизать воздух, почувствовав аромат знакомых фруктов. Следующим шагом было получение ответа на вопрос, что происходит с рефлексом, когда подавляется активность различных групп клеток в стриатуме. Особое внимание было сосредоточено на клетках нейроглии, которые составляют всего 2% от всех клеток в этой области, но играют непропорционально большую роль.

Когда глиальные клетки были «выключены», мыши стали лизать воздух лишь в половине экспериментальных ситуаций. Исследователи сделали вывод, что глиальные клетки стриатума усиливают мозговую цепь, кодирующую ответ на условный рефлекс.

Влияние глиальных клеток оказалось наибольшим в тех случаях, когда мыши впервые обучались различать пары незнакомых ароматов с подкреплением. Изменение было менее значительным у мышей, которые уже освоили выполнение задачи.

Полученные данные свидетельствуют о том, что нарушения в глиальных клетках стриатума могут привести к неврологическим нарушениям, и что восстановление функции клеток в конечном итоге может помочь людям с этими заболеваниями.

22/03/17. Взрослые осуществляют числовые операции с помощью подкорковых структур так же, как и младенцы

Несмотря на значительные различия в строении мозга, многие биологические виды, начиная от пауков и заканчивая человеком, могут распознавать и оценивать множества. Однако только люди обладают сложной системой коры головного мозга, а это значит, что другие виды осуществляют распознавание множеств с помощью подкорковых структур или их эквивалентов.

Исследователи из Carnegie Mellon University провели серию экспериментов, используя стереоскоп. Благодаря нему испытуемым предъявлялось две группы точек либо последовательно в один глаз, либо одновременно или последовательно в оба глаза (важно помнить о том, что сигналы, входящие в один глаз остаются разделены в подкорковой части зрительной системы).

В исследовании приняли участие 100 взрослых испытуемых. Независимо от варианта предъявления стимулов, они каждый раз должны были сравнивать две группы точек. Результаты показали, что верные решения принимаются в серии с участием одного глаза при одном условии: когда количество точек в первой и во второй группах сильно отличается и составляет например, соотношение 4:1 или 3:1.

Исследователи сделали вывод о том, что взрослые люди ещё на уровне подкорки способны различать количество, и это та же способность, которая есть у младенцев, других приматов и видов с более низким развитием. Например, животное может сделать вывод о том, что этот косяк рыбы больше, чем другой. Данные результаты свидетельствует о наличии эволюционного моста между мозгом взрослого человека и нервными структурами живых форм низшего порядка.

18/03/17. Учёные предложили теорию «трёх ударов», приводящих к развитию аутизма

Новое исследование, проведённое в Rockefeller University, говорит о том, что генетическая предрасположенность в сочетании с ранним стрессом представляется более вредной для мальчиков по сравнению с девочками. Сочетание этих двух факторов приводит к социальному избеганию в поведении, которое часто связывают с расстройствами аутистического спектра (РАС). Косвенным подтверждением данной теории является тот факт, что около 80% детей, имеющих РАС, — мальчики.

Автор исследования Donald W. Pfaff отмечает, что все эти три фактора (генетическая предрасположенность, окружающая среда и пол), наложенные друг на друга в своей совокупности, влияют на поведение сильнее, чем их простое суммирование. Donald W. Pfaff и его коллеги сформулировал теорию «трёх ударов».

Эксперименты, проведённые на разных группах мышей, имеющих различные сочетания исследуемых признаков, показали, что только та группа, у которой присутствовали все три признака, не могли узнавать новых знакомых среди мышей, если видели их до этого всего несколько раз.

Исследование молекулярных изменений в мозги этих грызунов показало увеличение экспрессии гена, который запускает реакции на стресс, в области левого гиппокампа. Также были установлены химические изменения в ядре нервной клетки, стимулирующие экспрессию соответствующего гена.

 

14/03/17. Количество сна в раннем возрасте может влиять на психическое развитие школьника.

Проведённые недавно исследования врачей показали, что существует связь между недостатком сна в раннем детстве и поведенческими и когнитивными проблемами в школьном возрасте. Исследование выявило значительные различия в отношении исполнительных функций, включающих внимание, рабочую память и мышление.

Изучение сна 1046 детей в разные периоды детства с 6 месяцев до 7 лет показало, что наиболее критичными факторами является сон менее 12 часов с 6 месяцев до 2 лет, менее 11 часов с 3 до 4 лет, менее 10 часов с 5 до 7 лет.

Пожалуй, результаты данного исследования можно рассматривать под другим углом (примечание – Баулина Мария): возможно, количество сна не влияет напрямую на развитие указанных психических функций, однако проблемы со сном в дошкольный период можно считать маркером когнитивных и поведенческих проблем в школьном возрасте.

 

09/03/17. Восстановление движений ног – хорошая новость для людей с параличами и парезами!

Учёным удалось восстановить движения в парализованных нижних конечностях обезьяны. Грегори Кортин (Gregoire Courtine) вместе с коллегами представили первый беспроводной имплант мозга, который записывает сигналы и передаёт их на парализованную ногу, что позволило обезьянам с травмой спинного мозга вновь ходить. Автор и его коллеги долгое время исследовали нижнюю часть спинного мозга, где проходят электрические сигналы от головного мозга к конечностям. Затем они воссоздали эти самые сигналы у обезьян с «разделённым» спинным мозгом.

Микроэлектроды, имплантированные в мозг парализованных обезьян, могут расшифровывать сигналы, которые связаны с движением ног. Расшифровка передается к нижней части позвоночника, что привело в движение мышцы животных.

На данном этапе развития науки повторить то же самое с людьми пока невозможно, так как декодирование мозга человека гораздо сложнее, однако это не означает, что такой возможности не появится через несколько лет!

28/02/17. Обнаружены причины гидроцефалии

Американские исследователи выяснили причину гидроцефалии, при которой голова новорожденных увеличивается из-за лишней жидкости в мозге. Ею оказался ген nexin, кодирующий белок SNX27, низкая концентрация которого в мозге человека также наблюдается при синдроме Дауна. Свои выводы учёные представили в статье, опубликованной в журнале Neuroscience.