Гигантские пауки на дне и серотонин для спинного мозга: открытия недели
Как здоровье сердца влияет на объём мозга? Чему научили нейросеть, чтобы сделать планету чище? Кто такие «воины выходного дня» и в чём их сила? Расскажем об этом и не только в нашей традиционной пятничной подборке научных открытий и технологических разработок.
Связь между здоровьем сердца и размером мозга
Проблемы с сердцем могут влиять на умственные способности. К такому выводу пришла международная научная группа, когда проанализировала данные семи исследований в Европе и США. Была собрана информация о здоровье 11 тысяч людей, у которых измеряли показания работы сердца и мозга. Целью было оценить взаимосвязь между работой главной мышцы организма, симптомами сердечной недостаточности и изменениями в структуре головного органа.
Люди с ранними признаками сердечных патологий больше склонны к изменениям в мозге, связанным с деменцией
Фото: © Atthapon Raksthaput / Shutterstock / FOTODOM
Результаты исследования
- Люди, у которых сердце работает недостаточно эффективно, с большей вероятностью имеют меньший объём мозга по сравнению с теми, у кого сердце здоровое.
- Даже лёгкая сердечная дисфункция связана с неблагоприятным состоянием здоровья мозга.
- У людей с диастолической дисфункцией объём мозга меньше, особенно это касается гиппокампа.
Учёные пришли к выводу, что здоровье сердца напрямую связано с объёмом мозга, а значит, чем лучше оно работает, тем эффективнее человек мыслит и запоминает. Теперь предстоит разобраться с причинами такой корреляции.
Нейросеть научили распознавать мусор в труднодоступных местах
Студенты Школы анализа данных «Яндекса» при поддержке Yandex B2B Tech и Дальневосточного федерального университета придумали нейросеть, которая анализирует аэрофотоснимки у берегов водоёмов и делит выявленный там мусор на шесть типов: рыболовные сети, железо, резина, крупный пластик, бетон и древесина. Точность классификации превышает 80 %, что позволяет искусственному интеллекту эффективно определять местоположение отходов на карте, а также оценивать их состав и вес. Эти данные помогают спланировать уборку, рассчитав необходимое количество людей и техники.
Нейросеть отмечает места расположения мусора на карте, указывает его состав и вес
Изображение: Яндекс
Нейросеть уже протестировали на Дальнем Востоке, на территориях Кроноцкого заповедника и Южно-Камчатского заказника. Специалисты выяснили, что больше всего местное побережье загрязнено пластиковой тарой и упаковкой (33–39 %), а также отходами промышленного рыболовства (27–29 %). Эксперты рассчитали, что для очистки берега потребуется 20 человек, два самосвала, два квадроцикла и фронтальный погрузчик. Благодаря дронам и ИИ организовать уборку пяти тонн отходов удалось в четыре раза быстрее, чем если бы это было сделано без использования технологии. Теперь нейросеть протестируют в Арктике и других регионах. Отмечается, что технология доступна для бесплатного использования как службами экологического контроля, так и волонтёрами. Это упростит уборку мусора в труднодоступных зонах, особенно в условиях ограниченной транспортной доступности.
Айсберг обнажил неизвестные экосистемы
В начале этого года айсберг A-84, сравнимый по площади с большим российским городом вроде Казани, откололся от шельфового ледника Георга VI и открыл доступ к участку морского дна площадью около полумиллиона квадратных километров. Благодаря этому учёные смогли увидеть, что скрывается в глубинах. Для этого они использовали дистанционно управляемый подводный аппарат, который детально исследовал ландшафт и собрал образцы морских организмов.
Оказалось, что на глубине 1 300 метров процветает полноценная экосистема. Исследователи обнаружили там массивные губки, колонии кораллов, ледяных рыб, гигантских морских пауков и осьминогов. Эти существа живут в полной темноте — вдали от солнечного света и питательных веществ. Учёные признаются, что не ожидали увидеть на полярном дне настолько развитую экосистему.
Специалисты предполагают, что ключевую роль в поддержании жизни в этом районе Южного океана могут играть океанические течения, приносящие питательные вещества из других акваторий. Это открытие не только расширяет границы научных знаний о биоразнообразии антарктических глубин, но и проливает свет на историю ледяного покрова Белого континента. Команда исследователей собрала ценные биологические и геологические образцы, а также проанализировала физические и химические характеристики океанических вод.
Тренироваться по выходным лучше для здоровья?
Китайские ученые из Southern Medical University выяснили, что необязательно заниматься спортом каждый день, чтобы оставаться здоровым. Физические упражнения в течение одного-двух дней (иногда таких любителей физкультуры называют «воинами выходного дня») могут принести даже больше пользы. Специалисты провели исследование, в котором изучили данные о состоянии здоровья и физической активности более 93 000 человек. Их разделили на три группы:
- «активные воины выходного дня» — люди, которые выполнили рекомендуемый минимум по времени еженедельной физической активности (150 минут) за один или два дня;
- «активные и регулярные» — те, кто распределил свою активность в течение недели;
- «неактивные» — участники, которые не занимались положенные 150 минут.
Ученые рекомендуют тренироваться минимум два с половиной часа в неделю
Фото: © artem evdokimov / Shutterstock / FOTODOM
По результатам исследования, у любителей тренироваться в выходные риск смерти от всех причин оказался на 32 % ниже, чем у других. У «активных и регулярных» аналогичный показатель был ниже на 26 %. Учёные пришли к выводу, что совокупное время тренировок в неделю должно составлять 150 минут, и соблюдение такого режима даёт положительный эффект для здоровья. Но он будет больше, если придерживаться стратегии «воин выходного дня». Правда, если распределить два с половиной часа тренировок лишь на субботу и воскресенье, высок риск получить травму.
Найден способ восстановления тканей спинного мозга после травм
В мире более 15 млн человек живут с травмой спинного мозга. Причины такой патологии — не только механические повреждения, но и опухоли, дегенеративные и сосудистые заболевания, инфекции, токсины или врождённые дефекты. Эффективного метода лечения, способного полностью восстановить утраченную двигательную функцию, пока нет. Но научная работа в этом направлении ведётся.
Группа исследователей из Университета «Сириус», Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтическим университета, Института физиологии имени Павлова РАН выяснили, что ключевую роль в восстановлении двигательных функций после травм спинного мозга играет серотонин. Эксперименты показали, что крысы с нормальным уровнем этого нейромедиатора значительно лучше восстанавливались после травмы, чем их сородичи, у которых «отключили» специальный ген, ответственный за синтез этого вещества в органах центральной нервной системы. Дело в том, что серотонин может способствовать восстановлению спинномозговых сетей, отвечающих за движение. Нейроны, синтезирующие это вещество, оказались способны отращивать новые аксоны. Эти длинные ветвящиеся отростки действуют как линии связи, передавая сигналы от одного нейрона к другому. В результате на месте повреждённого участка спинного мозга вновь образуется своеобразная сеть, и передача нервных импульсов нормализуется.
Так выглядят два взаимодействующих нейрона, соединенных синапсом
Изображение: © peterschreiber.media / Shutterstock / FOTODOM
«Полученные результаты доказывают необходимость разработки фармакологических методов лечения больных с повреждением спинного мозга. Новые препараты, обладающие нейромодуляторным, в том числе серотонинергическим действием, могут применяться для лечения двигательных и сенсорных нарушений после нейротравмы. Мы ожидаем, что сочетание методов фармакотерапии и уже применяемых подходов электрической стимуляции спинного мозга даст не только суммирующий, но и синергетический эффект», — рассказал научный руководитель направления «Нейробиология» Университета «Сириус» Павел Мусиенко.
На этом исследовательская работа не прекращается. В научную команду проекта по изучению роли серотонина и других нейромедиаторных систем в восстановлении после повреждения спинного мозга будут вовлечены молодые исследователи, студенты новой междисциплинарной программы магистратуры «Нейротехнологии с основами биоматериаловедения» Университета «Сириус». Приём заявок продлится до 25 июля.
