Выключатель сознания и новый слой глаза: недавно открытые факты о человеке
По результатам исследования Калифорнийского университета, разные части нашего тела стареют с разной скоростью.
Несмотря на нацеленность исследований человек вовне, до сих пор он не изучил самого себя. Портал Listverse собрал десять недавно открытых фактов про человеческое тело.
Как мозг сортирует информацию
То, что информация и знания хранятся в мозгу является общеизвестным, однако как это работает – неизвестно. С появлением сканирования мозга, стало ясно какие части мозга становятся активными под воздействием определенных стимулов.
Но как сортируется информация было непонятно, пока пациентка Дж.Б.Р., страдающая от герпесного энцефалита, не забыла названия животных.
Среди эффектов ее болезни были семантические проблемы, связанные с категоризацией памяти — по словам пациентки, она забыла названия животных. Во время тестов она смогла припомнить названия только 2 из 48 существ, но ее знания неживых вещей остались нетронутыми.
Другие пациенты тоже страдали от похожих заболеваний, связанных с потерей категориальной памяти, но категории у всех были разные. Одно оставалось неизменным: у всех были проблемы с живыми существами. Другие забывали названия овощей, растений и насекомых, но могли припомнить названия автомобилей и сумок.
Некоторые пациенты полностью теряли знание определенных категорий. Когда ученые показывали им эскизы, пациенты впадали в ступор, будто на них были изображены фантастические химерные гибриды животных, какие-нибудь белые медведи с конскими головами.
Таким образом, ученые сравнили мозг с ящиком. Похожие группы информаций хранятся в одной и той же области мозга; у людей есть разделы под еду, географические места, животных, друзей и семью. Повреждение височной доли может выбить одну из этих рубрик, но оставить другие.
В некоторых случаях заболевание может двигаться по мозгу и выбивать один раздел за другим, поэтому человеку становится все сложнее и сложнее разбивать информацию на категории. Иногда бывает так, что люди теряют знания в определенных категориях, но отлично справляются с остальными.
Новый слой человеческого глаза
В 2013 году профессор Ноттингемского университета обнаружил еще один слой в роговице глаза человека. Толщина этого тончайшего слоя составляет всего 15 микрон (вся роговица — порядка 500 микрон). Он крепится к задней части роговицы и теперь называется слоем Дюа, в честь открывателя, Харминдера Дюа.
Новый слой, дополняющий пять ранее известных слоев роговицы человека, был обнаружен учеными, которые работали с завещанными для исследований глазами. Инъекция крошечных пузырьков воздуха в роговицу разделяла слоистую структуру на части, а по завершению микроскопических работ стало известно о весьма жестком, но тонком слое Дюа.
Есть мнение, что этот новый слой объясняет несколько хронических проблем со зрением, к тому же его обнаружение внесло определенные коррективы в глазную хирургию. В настоящее время считается, что водянка роговицы, которая характеризуется скоплением жидкости между роговицей и остальной частью глаза, вызывается разрывом в слое Дюа.
Почему мозг покрыт извилинами?
Не все мозги одинаковы. Человеческий мозг обладает отличительной извилистой текстурой, которая связана с увеличением рабочей площади, необходимой для вычислительной мощности, которая позволяет человеку делать все, что он может.
У небольших млекопитающих, мышей и крыс, мозг гладкий — им не нужно вести беседы и играть в видеоигры. На протяжении долгого времени человечество не знало, как эти извилины формируются, что влияет на количество извилин и на их форму.
Борозды и извилины образуются в зависимости от нескольких параметров. Рост серого вещества мозга и толщина этого вещества определяет формирование мозга.
Мозг человека включает серое и белое вещества, и ученые проводили эксперимент за экспериментом на похожих тканях, пытаясь воссоздать формулу, образующую извилины мозга. Ответ на этот вопрос помог бы в лечении пациентов, страдающих от неправильного развития и формирования мозга.
Ученые обнаружили, что серое и белое вещество похожи по жесткости, но растут разными темпами. В зависимости от размера мозга, можно предположить структуру извилин. Чем больше мозг, тем больше будет пропорциональная разница между темпами роста.
По мере роста серого вещества, мозг, сдерживаемый белым веществом, начинает изгибаться и образовать извилины, которые увеличивают площадь поверхности. Также мозг вносит некоторые ограничения, чтобы определенные участки оставались соединенными.
Кишечные бактерии
Ученые из Медицинского центра университета Рэдбаунд, наконец, обнаружили то, что может быть самым распространенным вирусом в теле человека, и назвали его crAssphage(крассфаг).
Изучение различных типов микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте человека, представляет собой довольно уникальную проблему. Большинство организмов не будет расти в лабораторных условиях, потому что им комфортно внутри людей.
Но есть и другой источник, немного вторичный по своей сути — образцы стула. Исследователи разбили образцы испражнений на простейшие компоненты, а затем воссоздали последовательности ДНК, чтобы получить полную картину того, что происходит в процессе пищеварения.
После того как ДНК пересобрали, последовала монументальная фаза рассортировки того, что принадлежит конкретному организму — долгий и нудный процесс, который привел к открытию к крэссфага. Технически его название было выведено из процесса кросс-сборки (cross-assembly), который позволил воссоздать вирус.
Что же делает крассфаг? Ученые, которые его обнаружили, думают, что этот вирус что-то проделывает с бактериями, которые расщепляют вещество в желудке. Кроме того, порядка 75% ДНК, обнаруженного в образцах испражнений, не принадлежит ни одному из известных организмов.
Заново открытая часть мозга
Это своего рода открытие и переоткрытие одновременно. Когда ученые из Вашингтонского университета обнаружили странный пучок волокон на каждом МРТ-скане каждого исследуемого мозга, они немного опешили.
Пучок был отчетливо виден во время сканирования, но его не было в учебниках, медицинских атласах и другой литературе. Изначально ученые подумали, что нашли что-то новое, пока немного не копнули вглубь.
Оказалось, что упоминание этого конкретного нервного пучка так или иначе всплывало в текстах. Но в общем и целом его успешно игнорировали, поэтому ученым пришлось проследить путь этого пучка по истории медицины.
Теодор Мейнерт, невропатолог 19 века, опубликовал значительное количество работ, посвященных тому, что нервные пучки в мозге идут по горизонтали. Проблема возникла, когда его ученик Карл Вернике нашел тот же пучок, который увидели ученые Вашингтонского университета — пучок, который идет вертикально в мозге.
Мейнерт отрицал существование пучка и отказался публиковать о нем хоть что-то, так как в таком случае перечеркнул бы все, что уже написал по этому вопросу.
В итоге пучок волокон был частично неоткрытым в течение более ста лет. Сегодня же выяснилось, что эти волокна играют важную роль в процессе обработке мозгом визуальной информации.
Чем старше человек, тем хуже он пахнет
У каждого отдельного человека запах определяется комбинацией определенных областей генома под названием главный комплекс гистосовместимости, а также тем, что человек ест.
Основной состав запаха тела человека остается одним и тем же, однако, считается, что запах помогает выбрать генетически соответствующую пару. Изменение запаха тела также связывают с развитием некоторых видов рака и вирусных заболеваний.
Ученые выяснили, что чем старше становится человек, тем хуже он пахнет. Вещество под названием 2-ноненаль отвечает за появление слабого неприятного запаха у стареющих людей.
Это вещество обнаруживается только у тех, кому за 40, и чем старше он становится, тем больше этого вещества вырабатывает тело. Пот, кстати, сам по себе по большей части не обладает запахом, его издают бактерии, которые реагируют на пот. Изучение 2-ноненаля показало, что люди в возрасте обладают интересным запахом с точки зрения науки.
Новая связка колена
Травмы колена довольно распространены, но несмотря на всю работу, которая была проделана для того, чтобы выяснить, как восстановить и исправить тонкую и сложную внутреннюю структуру колена, некоторые из тонкостей оставались неуловимыми.
В 2013 году два бельгийских специалиста по колену занимались проблемой ошибочной хирургии ACL. Пациенты, которое перенесли операцию по устранению проблемы ACL, продолжали жаловаться на скольжение суставов, и хирурги не могли понять, в чем проблема.
Бельгийские специалисты выяснили, что обычная хирургия ACLне устраняет проблему целиком — она упускает связку. Последние наблюдения антеролатеральной связки показали, что одна из связок ускользает от операции. Этого хирурги не знали, поэтому не приводили ее в порядок, и поврежденное колено оставалось склонным к смещению даже после операции.
Наличие этой связки впервые упоминается в работе французского хирурга еще за 1879 год, но, как ни странно, о ней забыли вплоть до 2013 года. Бельгийские хирурги подтвердили ее наличие в 40 из 41 исследуемых колен, объяснив, почему 20% людей с травмой колена никогда не восстанавливаются полностью.
Части тела стареют по-разному
По результатам исследования Калифорнийского университета, разные части нашего тела стареют с разной скоростью. Некоторые ткани могут быть на несколько лет старше, чем остальное тело, несмотря на общий возраст.
Ткани женской молочной железы, как правило, оказываются на три года старше, чем мы думаем; по этой же причине так распространен рак молочной железы.
Разные модели старения были обнаружены, когда ученые просматривали разные ткани организма через призму метилирования. Метилирование определяет разные химические группы внутри ткани; чем более метилированной оказывается ткань, тем она старше. Раковые ткани могут быть до 36 лет старше нас самих.
Поскольку наука любит заглядывать в будущее, в настоящее время выносятся предположения, что наш мозг может по факту пережить нас самих.
Ученые из Университета Павии в Италии исследуют возможности продления жизни человека и задаются вопросом, могут ли люди сохранить качество жизни, если будут жить дольше. Ученые считают, что ответ — да.
В своих исследованиях они взяли нейроны мышей и имплантировали их плодам крыс. Крысы, как правило, живут в два раза дольше мышей, что позволило ученым взглянуть на то, как долго мышиные нейроны могу жить без физических ограничений в виде тела мыши.
Как только крысы умерли, их мозги были взяты для анализа. Выяснилось, что нейроны мышей были живы и функционировали как положено. Выходит, проблема в наших телах, а не в мозгах.
Тело во время медитации
Осознанная медитация была способом расслабления в течение многих столетий. Сравнительно недавно медитация перешла из духовной техники в более научный круг. Также совсем недавно мы выяснили, какой физический эффект медитация оказывает на организм.
Регулярная медитация в течение недель давно помогает людям управлять уровнем стресса, мыслями и реакциями на эти мысли. Сканирование МРТ показало, что именно это и делает медитация.
Спустя восемь недель курса медитации, количество серого вещества в отдельных частях мозга — особенно в мозжечковой миндалине — уменьшается. Эта часть мозга отвечает за инстинкт «бей или беги», который часто управляет нами при реакции на внешние угрозы или раздражители.
Связи между миндалиной и другой частью мозга тоже начинают уменьшаться. Вместе с этим уменьшением начинает расти префронтальная кора (которая управляет нашими сознательными процессами принятия решений), а значит, мы начинаем принимать взвешенные и рациональные решения, вместо того, чтобы полагаться на паническую реакцию.
Хотя есть ряд других способов увеличить размер частей мозга, ответственных за принятие вдумчивых решений, медитация интересна тем, что вместе с этим уменьшает отзывчивость системы «бей или беги».
С помощью медитации человек перестраивает свой мозг, полагаясь больше на внутренний голос и рациональные решения, нежели на инстинктивные движения.
Также это помогает справиться с болью, что отчасти объясняет, почему медитирующие люди обладают повышенной терпимостью к боли и меньше страдают при расстройствах или заболеваниях..
Выключатель сознания
Наука и религия давно спорят о том, откуда берется человеческое сознание. Ученые из Университета Вашингтона считают, что нашли выключатель человеческого мозга.
Называется он клауструм (или ограда). Ученые экспериментировали с пациентом, который страдал от эпилепсии, и обратились к глубоким электродам мозга, чтобы стимулировать части его мозга и записать электрическую активность — выяснить, какие части мозга работают неправильно и вызывают приступы.
Стимуляция клауструма (первая в истории) буквально выключала и включала сознание. Женщина переставала реагировать на внешние раздражители, и только когда активность вокруг клауструма прекращалась, приходила в сознание, не помня, когда отключилась.
Хотя ученые пока не делают поспешных выводов, они предполагают, что клауструм объединяет всю информацию в мозге. Он собирает зрение, обоняние, вкус, мысли, воспоминания — все части нашей личности, которые делают нас теми, кто мы есть.
Последствия этого исследования могут быть удивительными. Если клауструм наделяет человека сознанием, значит, человек находится на шаг ближе к воссозданию искусственного мозга.
Читайте также: в Boeing рассказали, как попасть на Марс и вернуться обратно.