Невероятные формы жизни на Американском Самоа

Последние три недели биологи

Почему животные сегодня не вырастают большими, как динозавры?

Скелет диплодока

Рисование на чашках Петри

Когда биологам не хватает чего-то красивого вокруг, они начинают рисовать на чашках Петри

Что такое мысль, и как она возникает? Нейробиология мысли

Мысль, возникающая всякий раз в головном мозге (назовем ее ментальным событием), есть, по сути, мгновенные и существенные изменения как внутри большого числа нейронов, так и снаружи их, в межклеточном пространстве, в синаптических связях между нервными клетками, а также в т.н. глиальных клетках. (К глиальным клеткам головного мозга относятся все другие, кроме самих нейронов, клетки мозговой ткани. Это вспомогательные клетки, создающие микроокружение и выполняющие опорную, питательную и ряд других необходимых для нервных клеток функции. Их число в головном мозге в десятки раз превышает число нейронов.)

Что удивительно, эти молекулярные изменения происходят одновременно и молниеносно во всем головном мозге, в специфических областях и цепях, используя множество различных механизмов.
Каждое отдельное ментальное событие использует одни и те же нейроны, которые могут образовывать свои сети в совершенно разных областях. Сигналы в этих сетях возникают единовременно с другими типами электрического взаимодействия, включая синхронные колебания и изменения электрического потенциала в межклеточном веществе головного мозга. Также с каждым новым усвоенным событием из стволовых предшественников возникают новые клетки и встраиваются в нейронные цепи. И это лишь часть механизма существования мысли в мозге.

Нейроны сами по себе являются чрезвычайно сложными клетками — в сущности отдельной цивилизацией, производящей с участием клеточных ядер свой продукт и массивную систему транзитных микротрубочек и митохондрий со сложным комплексом двигателей для транспортировки материальных данных. Белок актин, составляющий основу трубочек цитоскелета, быстро организовывается, разрушается и перестраивается в чрезвычайно сложные структуры наподобие строительных лесов внутри клетки, чтобы поддерживать новые дендриты (Отростки нервных клеток, воспринимающие сигнал, см. рисунок выше) и синаптические бляшки-бугорки на окончаниях аксонов. (Чтобы нервный импульс передался с отростка одной клетки на тело или отросток другой клетки должен образоваться синапс — терминал — особые утолщения-бугорки, которые связываясь с обоих сторон, формируют синаптическую щель со сложным механизмом регуляции, открытия и закрытия каналов, по которым сигнал, например, в виде деполяризационной волны возбуждения, приобретает свойства нейромедиатора — молекулы, которую захватывают рецепторы постсинаптической мембраны).

Сравнительно крошечные ядра нейронов поддерживают и обеспечивают материалом для транспорта гигантские аксоны, достигающие порой в длину более полуметра (и более в составе волокон спинного мозга до нижних конечностей) и имеющие по своему ходу до сотни тысяч соединений с дендритами других клеток. Эти синапсы постоянно образовываются и распадаются, примерно среди 100 млрд. нейронов, своими отростками формируя сеть, насчитывающую триллионы и более таких узлов. (Существует более 2-х десятков нейромедиаторов, роль которых в синаптической передаче сигнала изучена. Поэтому триллионы (и более) нейронных связей можно возводить в степень еще и количества известных нейромедиаторов. Получается совсем невообразимое количество вариантов.)

Роль таких каскадных структур безмерно велика, однако при этом сами нейроны тем или иным образом также принимают участие в анализе и передаче информации и значений.

Несмотря на то, что каждая деталь этого процесса известна не до конца, последние исследования показывают, что просто мысленное переключение внимания с одного на другой зрительный образ немедленно перестраивает синаптические связи. Изменения возникают путем смены нагрузки на пресинаптические события (цепь внутриклеточных реакций, которые предшествуют выработке нейронами достаточного количества нейромедиатора, чтобы передать сигнал дальше, через синапс на другой нейрон, так что возникнет потенциал действия в другой клетке или нет) — увеличивая или ослабляя чувствительность, для того чтобы распознать значимый для внимания источник сигнала из общего шума, поступающего с других рецепторов чувствительности.

Так выглядит вкратце чрезвычайно плотный ряд масштабных событий, которые случаются в миллисекунды с каждым мысленным событием в мозге.

Именно значения приводят в действие специфические нейроны и влияют на иммунные процессы.

Подобно тому, как мысль представляет собой особые изменения в нейронах головного мозга, некоторые из этих изменений также вызывают очень специфические трансформации во всем остальном теле, а особенно в иммунной системе. Удивительно, именно содержание ментального события, самой мысли, определяет значение и характер множества специфических молекулярных каскадов во всем теле.
Последние исследования показывают, что радость и наслаждение, получаемые в результате раскрытия и обретения смысла или удовольствие от поддержки и одобрения общества сопровождаются существенными изменениями в экспрессии генома (Экспрессия генов — сложный процесс синтеза необходимых белков, закодированных теми генами, к которым обеспечивается доступ целому ряду молекул РНК, участвующих в этом процессе, начиная с ядра клетки). Эти изменения касаются усиления противовирусной защиты и увеличения активности противовоспалительных факторов. Оба этих аспекта фундаментально вовлечены в патогенез многих заболеваний. Что особенно удивительно, наслаждение, получаемое от таких обычных благ, как вкусная еда или обладание каким-либо значимым имуществом не оказывали на организм подобного эффекта. Отсюда следует, что содержание мысли, характер ментального события управляет экспрессией тысячи различных генов, используя тонко слаженный и чрезвычайно сложный комплекс процессов.

Кстати, сосредоточенное размышление над смыслом только что прочитанного также вызвало активность экспрессии генов, ответственных за синтез противовоспалительных и противовирусных факторов иммунной системы.

источник

Как моллюски создают жемчужину

Исследование проводилось группой специалистов из Франции, Французской Полинезии и Катара.

Биологи случайно нашли древние подводные вулканы

На глубине 5 километров у берегов Австралии найдены четыре огромных вулкана возрастом около 50 миллионов лет.

В США создали кур с мордами динозавров

Американские биологи создали эмбрионы кур с мордами динозавров — подавив развитие белков, с помощью которых в зародышах образуются клювы.

Серебро превращает бактерии в зомби

Команда израильских ученых обнаружила, что нитрат серебра вызывает своеобразный "зомби-апокалипсис" у клеток синегнойной палочки.

Следы “инопланетной” ДНК в человеческом геноме ставят под сомнение теорию Дарвина

Исследователи Кембриджского университета совершили открытие, способное пролить свет на то, как зародилась жизнь на нашей планете.

Почему кожа морщится от воды?

Кратким ответом может служить следующий: этот вид морщин возникает из-за деформации верхнего слоя кожи и исчезновения защищающих ее натуральных масел.

Можно ли научить человека фотосинтезу?

Представьте, что было бы, если бы люди, как растения, могли питаться напрямую солнечной энергией.

Добро пожаловать в ксенобиологию

Синтетические биологи между делом создали новое царство организмов — первых настоящих Чужих.

Какого цвета инфузория-туфелька?

Инфузории-туфельки (Paramecium)– крупный род, в его состав входит несколько десятков видов.

Почему у человека некоторые органы — парные (например, легкие, почки), а другие — в одном экземпляре?

Иллюстрация, показывающая различные типы симметрий, существующие на Земле. Демонстрируется в Музее естественной истории имени Филда в Чикаго, США. Здесь показаны и те виды симметрии, которые не были описаны в этой статье, поскольку не встречаются у человека (например, спиральная симметрия раковин моллюсков). Изображение с сайта en.wikipedia.org

Вначале попробуем ответить на вспомогательный вопрос: почему у человека некоторые части тела симметричны, а другие — нет?

Почему животные не улыбаются

Уже не первый раз мне попадается вопрос, который приходится «перевернуть с головы на ноги»: на самом деле животные улыбаются и даже смеются. Поэтому правильнее была бы такая форма вопроса: «Почему животные и люди улыбаются и смеются?».

Память воды

Что такое память воды?.. Все началось в одной из закрытых лабораторий Германии. Лаборантка случайно уронила в сосуд с дистиллированной водой запаянную ампулу с сильнодействующим ядом, и вода приняла смертельные свойства яда, не соприкасаясь с ним.

Ландшафт приспособленности.

Биологи, изучающие эволюцию белков, используют образ громадного, но всё же конечного пространства последовательностей. Это воображаемое пространство включает все возможные "тексты", записанные 20-буквенным аминокислотным "алфавитом". Например, для белка длиной в 300 аминокислот существует 20^300 возможных последовательностей. По сравнению с этим числом количество атомов во Вселенной (примерно 10^80) пренебрежимо мало.

Хватит перевирать науку

Многие понятия покинули мир науки, и соответствующие слова стали частью повседневной речи — но, к сожалению, чаще всего их используют неправильно. Мы попросили нескольких ученых рассказать, какие научные термины, по их мнению, неправильно употребляются чаще всего. Вот десять из них.
Доказательство

Геномика: постановка задачи и методы секвенирования. Методы определения последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.

Сергей Николенко, сотрудник лаборатории вычислительной биологии Санкт-Петербургского Академического Университета, в серии статей говорит о некоторых задачах биоинформатики, связанных со сборкой и анализом геномов, делая акцент на математической, комбинаторной постановке задачи. В данном вводном тексте речь идет о том, как выглядят входные данные для сборки геномов и как их получают.

Зачем самцам усы?

Вероятно, усы не несут никакой практической пользы своему обладателю. Зачем же они тогда?
Ответ на этот вопрос пытается найти в своей книге «Эволюция человека: Обезьяны, кости и гены» известный российский биолог, палеонтолог, эволюционный психолог и популизатор науки Александр Марков. Дело в том, что причина появления такой, казалось бы, пустяковой вещи, как мужская растительность на лице, науке пока доподлинно неизвестна.