Откуда взялись извилины в нашем мозге

Лишь треть коры нашего головного мозга видна при взгляде снаружи, остальные две трети «спрятаны» в борозды. Зачем нашему мозгу быть похожим на грецкий орех, как он таким становится и как это связано со старением и болезнью Альцгеймера?

Новое исследование ученых из Университета Ньюкасла (Великобритания) и Университета Рио-де-Жанейро (Бразилия), описывает процесс формирования складок мозговой коры человека и показывает, как извилины меняются с возрастом.

Без извилин — совсем тупайя

Влияние воздуха на мозг Если взять и распрямить все складки и борозды коры одного полушария мозга среднего взрослого человека, она займет площадь около 100 000 мм², что примерно в полтора раза больше, чем лист бумаги А4.

Складчатость коры полушарий головного мозга — одна из ключевых характеристик нашего мозга. Звучит почти геологически, но именно так эволюция научилась экономить пространство внутри нашей черепной коробки, увеличивая площадь «рабочей поверхности». Ведь именно в коре головного мозга содержится то самое серое вещество — тела нейронов, наших нервных клеток.

В ходе эволюции млекопитающих происходило расширение и усложнение организации их коры головного мозга. Пойти «против мейнстрима» может только тупайя — пушистый представитель одноименного отряда зверьков с Малайского архипелага и окрестностей, у которого кора полушарий абсолютно гладкая. Нельзя сказать, что без извилин им живется тяжело, разве что в раннем детстве, которое длится меньше месяца — детенышей они не воспитывают и даже узнать их без своих пахучих меток не могут, а кормят один раз в 48 часов. Но для компенсации отсутствия извилин тупайям пришлось изменить соотношение массы мозга к массе тела, которое стало больше человеческого, но умнее нас это их вовсе не сделало.

Как загрязненный воздух влияет на деятельность мозга?

Мы уже сообщали, что кратковременное воздействие автомобильных выхлопных газов вызывает необратимые изменения в работе мозга. Токсикологи документально доказали, что мельчайшие частицы загазованного воздуха мешают работе мозга. В исследованиях участвовали 30 добровольцев, помещенных на несколько часов в две лаборатории, наполненные чистым воздухом или автомобильными выхлопными газами. Ученые произвели запись энцефалограммы мозга добровольцев, которая доказала, что после тридцати минут пребывания в загазованном воздухе, работа мозга была нарушена. Напряжение головного мозга вызывают проникающие вредных веществ в ткани организма в процессе дыхания загрязненной атмосферой. Кроме того, загрязненный выхлопными газами воздух приводит к болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Стянутые «швы» нервной ткани

Предыдущие исследования показали, что у млекопитающих формирование борозд и извилин подчиняется единому закону в ходе физической самоорганизации, что подтверждало догадки ученых XIX века — немецкого анатома Гиса и англичанина Томпсона. В 1997 году нейробиолог Дэвид Ван Эссен из Университета Вашингтона в Сент-Луисе опубликовал в Nature статью, где предположил, что нейроны не просто обмениваются информацией, но и могут создавать натяжение, что заставляет их притягиваться и отталкиваться. По его мнению, в первые 6 месяцев внутриутробного развития человека нейроны на основе этих взаимодействий формируют кору головного мозга такой, какой мы привыкли ее видеть. Где сигналы интенсивнее, там больше связывающих отростков нейронов, аксонов, а следовательно, натяжение сильнее.

Из-за натяжения между аксонами нервные волокна собирают на себе складки, как продетая сквозь ткань нитка, если за нее потянуть. На основании гипотезы Ван Эссена и доступных науке знаний о физике мембран была выведена формула, позволяющая рассчитать соотношение между толщиной слоя, площадью наружной (находящейся на выпуклой поверхности извилин) областью коры и общей площадью ее поверхности. Эта закономерность была выведена для млекопитающих в целом, но насколько хорошо она соблюдается внутри одного вида, а также как в нее вписываются индивидуальные, гендерные и возрастные различия, оставалось неясным.

«Размягчение мозгов»

Чтобы восполнить этот пробел, английско-бразильская группа исследователей собрала данные магнитно-резонансной томографии мозга тысячи человек.

«Составив карты складчатости коры мозга более 1000 человек, мы показали, что наш мозг формируется согласно простому универсальному закону, — прокомментировала свою работу ведущий автор исследования, доктор Юджианг Ванг из Университета Ньюкасла. — Мы также показали, что параметр этого закона, который называется натяжением внутри коры, снижается с возрастом».

Оказалось, что натяжение связей, из-за которого образуются извилины, с возрастом становится слабее, как это происходит, например, в дряблой коже пожилого человека. Также ослабление связей происходит и при нейродегенеративных заболеваниях.

«В случае болезни Альцгеймера этот эффект наблюдается в более раннем возрасте и сильнее выражен. Следующим шагом нашей работы станет проверка, можно ли использовать эти изменения мозга в качестве индикатора, чтобы обнаружить заболевание на ранней стадии», — сообщила доктор Ванг.

Что у женщин не сложилось?

Несмотря на то, что формирование борозд и извилин у женщин и мужчин подчиняется одному правилу, у мужчин кора полушарий оказалась немного более складчатой, чем у женщин того же возраста. Также было показано, что у представителей разных полов немного отличается площадь коры.

Однако ведущий автор исследования доктор Ванг рассказала, что эти различия невелики. В целом в течение жизни у здоровых людей вне зависимости от пола складчатость коры изменяется постепенно и однообразно, в то время как при болезни Альцгеймера они проявляются гораздо резче. Так, с возрастом у здоровых людей монотонно меняется изогнутость и наклон извилин, а у больных, страдающих от синдрома Альцгеймера, изогнутость сразу ниже, чем у здоровых людей, и долго остается на таком уровне, зато наклон меняется.

«Нужно больше работать в этой области, но, кажется, это подразумевает, что синдром Альцгеймера, который мы наблюдаем на коре больших полушарий, связан с механизмами старения».

Просмотров: 275

Дата: Пятница, 28 Октября 2016

ICQ#3-14-5-14 Звоните нам на Skype!

Новые статьи
Чем пахнет новый автомобиль?
Аромат новенького авто на самом деле совсем не полезен для человека. Любой элемент салона автомобиля, изготовленный из синтетических веществ, выделяет летучие органические ...
Открытое офисное пространство - мода и разочарование
Шумные открытые офисные пространства "open space" уже стали привычной рабочей средой, но теперь компании начали пересматривать свое отношение к ним. Результаты многих ...
Откуда взялись извилины в нашем мозге
Лишь треть коры нашего головного мозга видна при взгляде снаружи, остальные две трети «спрятаны» в борозды. Зачем нашему мозгу быть похожим на грецкий орех, как он ...
Ваш враг - автомобиль!
ЗНАКОМАЯ КАРТИНА? Под окном стоит такое чудо техники и дымит в ваше окно: Или, сосед который час прогревает свою древнюю "копейку". Или... рядом - автотрасса, шоссе, ...
Журнал "Кто есть кто в медицине" о создателях Аэролайф
Антон Першин: «Наши системы позволяют комплексно очищать и обеззараживать воздух, что особенно важно в медицинских учреждениях» №7(78), 2015 год  Анна Милова ...

OZON Studio © 2001-2016