Звуки начинают влиять на развитие мозга раньше, чем считалось

Будущие мамы часто задаются вопросом о том, полезно ли слушать музыку во время беременности, и ученым еще только предстоит дать ответ на этот вопрос.

В ходе недавнего эксперимента с новорожденными ученые из университета Джона Хопкинса выяснили, что разные звуки, видимо, меняют взаимосвязи нейронов в областях мозга, которые обрабатывают звук, раньше, чем считалось ранее, и еще до того, как откроется слуховой канал.

Сейчас в экспериментах участвуют новорожденные мыши, у которых слуховые каналы открываются спустя 11 дней после рождения. У человеческих зародышей слуховой канал открывается внутриутробно, примерно через 20 недель после зачатия.

Результаты, опубликованные в издании Science Advances, в итоге могут помочь ученым найти методы обнаружения и вмешательства в аномальные взаимосвязи в мозге, которые могут вызвать проблемы со слухом или другие органолептические проблемы.

— Мы постоянно ищем ответы на вопросы о том, кто мы такие, заявил профессор биомедицинской инженерии доктор Патрик Кэнолд из медицинской школы университета. — В частности, я анализирую, как формируется наша органолептическая система, и на каком этапе развития плода это происходит.

Кэнолд до исследования схемотехники мозга работал в электротехнической области с микропроцессорами.

В фокусе его исследований находится внешняя часть мозга — кора, которая отвечает за многие функции, в том числе за сенсорное восприятие. Под корой расположено белое мозговое вещество, где нейроны связываются между собой.

В ходе развития в белом веществе также образуются нейроны-субпластинки, которые развиваются в мозге одними из первых — примерно на 12 неделе беременности у человека и на второй эмбриональной неделе у мышей.

Анатом Марк Молливер из университета Джона Хопкинса описал некоторые первичные связи между нейронами и придумал сам термин — нейроны-субпластинки — еще в 1973 году.

Эти первичные нейроны в процессе развития млекопитающих отмирают. У людей это происходит незадолго до рождения и течение первых нескольких месяцев жизни. Однако перед тем, как отмереть, нейроны-субпластинки устанавливают связи между ключевыми шлюзами в мозге для всей сенсорной информации, таламусом и средними слоями коры головного мозга.

— Таламус — это посредник между нами и информацией, поступающей из глаз, ушей и кожи в кору головного мозга, заявил Кэнолд. — Когда в таламусе или в его связях с корой что-то  ломается, возникают проблемы с развитием нейронов.

У взрослых людей нейроны в таламусе растягиваются и проецируют длинные структуры — аксоны — в средние слои коры. А когда мозг только развивается, то между таламусом и корой находятся нейроны-субпластинки, действуя как мост.

На концах аксонов есть связующие звенья между нейронами, которые называются синапсами. На примере хорьков и мышей Кэнолд разметил расположение нейронов-субпластинок в мозге. Ранее он также выяснил, что нейроны-субпластины могут принимать звуковые сигналы раньше, чем это делают все остальные нейроны коры головного мозга.

Текущие исследования затрагивают два вопроса:

  1. Что происходит, когда звуковые сигналы достигают нейронов-субпластин?
  2. Способно ли изменение поступающих звуковых сигналов преобразовать мозговые связи на ранней (преимущественно пренатальной) стадии развития организма?

В исследовании ученые задействовали генно-модифицированных мышей с дефицитом белка на волосковых клетках внутреннего уха. Белок нужен для преобразования звука в электрический импульс, который поступает в мозг, где преобразуется в то, что мы слышим. Без этого белка мозг просто не получает сигнал.

У глухих недельных мышей ученые обнаружили примерно на 25-30% больше связей между нейронами-субпластинами и другими нейронами головного мозга, чем у недельных мышей с нормальным слухом.

Это говорит о том, что звуки могут менять мозговые связи, отметил Кэнолд.

Более того, эти изменения в нейронных связях происходят примерно на неделю раньше обычного. До тех пор ученые полагали, что сенсорный опыт может изменить связи в коре головного мозга только после того, как нейроны таламуса вытянут аксоны и активизируют средние слои коры, то есть в то время, когда у мышей уже открыты слуховые каналы (11 дней отроду).

— Когда нейроны лишены входящего потока, например, звукового, то они протягивают аксоны, чтобы найти другие нейроны и компенсировать отсутствие звука, сообщил Кэнолд. — Это происходит на неделю раньше, чем мы думали, и говорит о том, что отсутствие звуков, вероятно, реорганизует связи в незрелой коре головного мозга.

Ученые предположили, что не только отсутствие звука, но и, напротив, дополнительный звук может оказывать влияние на развитие нейронных связей.

Для этого двухдневных мышат поместили в две среды — со звуками и без. Выяснилось, что у мышат, которые развивались без звуков, более прочные связи между нейронами-субпластинами и кортикальными нейронами, чем у мышей из среды с дополнительными звуками.

Когда тех и других мышат сравнили с теми, что развивались в обычной среде, выяснилось, что разница в мозговых связях между беззвучными и нормальными мышами выше, чем между нормой и избыточным звуком.

— Мы убеждены, что влияние звука на раннем этапе может быть важным для развития нейронов в мозге, заключил Кэнолд.

Исследователи планируют провести дополнительные изыскания, чтобы определить, как раннее воздействие звука влияет на мозг на более поздних стадиях развития.

Ученые надеются понять, насколько важным для будущего человека может быть воздействие звука на плод в утробе матери, и как учитывать эти изменения при установке кохлеарных имплантов детям с врожденной глухотой.

Также ученые планируют изучить мозговые особенности недоношенных младенцев и разработать биомаркеры для решения проблем, связанных с некорректным образованием связей между нейронами-субпластинами.

14.02.2021





Здоровье

Спасибо, теперь все склеилосьСпасибо, теперь все склеилось

Ученые обнаружили, что с помощью уль...

Одному нравится арбуз, а слепому — свиной хрящикОдному нравится арбуз, а слепому — свиной хрящик

Ученые разработали из коллагена, взятого ...

Ученые разработали искусственный интеллект, способный диагностировать бессудорожную эпилепсию по результатам ЭЭГУченые разработали искусственный интеллект, спосо...

Группа исследователей, в которую вошли уч...

Гипервитаминоз D — проблема серьезная, осторожнее с добавками!Гипервитаминоз D — проблема серьезная, осторожнее...

Передозировка витамина D в пищевых добавк...

Как проходит последний этап жизни пациентов с ракомКак проходит последний этап жизни пациентов с рак...

С момента постановки диагноза вас подверг...

Химики разрабатывают экспресс-метод обнаружения супербактерийХимики разрабатывают экспресс-метод обнаружения с...

Ученые Томского политехнического университета ...

В Москве будут производить инновационные препараты для косметологииВ Москве будут производить инновационные препарат...

Предприятие по производству инновационной...

Россия и Узбекистан наращивают сотрудничество в сфере фармацевтической и медицинской промышленностиРоссия и Узбекистан наращивают сотрудничество в с...

На площадке международной промышленной выставк...

«Консорциум» Медицинская техника» и Сеченовский Университет подписали соглашение о сотрудничестве«Консорциум» Медицинская техника» и Сеченовский У...

Документ о стратегическом партнерстве был...

Отечественные разработки могут стать основой развития медицинских полимеровОтечественные разработки могут стать основой разв...

Результаты работы ученых Кабардино-Балкарского...

Российские ученые намерены обмануть старостьРоссийские ученые намерены обмануть старость

Психологи Санкт-Петербургского государственног...

В Москве начали выпускать лекарства от онкологических заболеваний и ВИЧВ Москве начали выпускать лекарства от онкологиче...

В особой экономической зоне Технополис Москва ...

Российские диагностические системы на страже здравоохраненияРоссийские диагностические системы на страже здра...

Коллективная экспозиция Минпромторга России, п...

На реакторе ТПУ будут облучать радий для импортозамещающего радиофармпрепаратаНа реакторе ТПУ будут облучать радий для импортоз...

Томский политехнический университет присоедини...

Растительное вещество поможет избавиться от аллергии и сенной лихорадкиРастительное вещество поможет избавиться от аллер...

Ученые впервые выяснили на клеточном уров...

Старческая деменция встречается намного чаще, чем считалосьСтарческая деменция встречается намного чаще, чем...

Как вы полагаете, насколько сегодня распр...

Лазер может стать основой протонной терапииЛазер может стать основой протонной терапии

Расчеты ученых Московского Политеха помогли оп...

Операцию по пересадке роговицы начали выполнять в РДКБОперацию по пересадке роговицы начали выполнять в...

Хирургические операции по замене поврежде...

Оксид цинка помог усовершенствовать регенерирующие повязки для лечения гнойных ранОксид цинка помог усовершенствовать регенерирующи...

Специалисты Научно-образовательного центра Б.П...

Врачи рекомендуют пожилым чаще заниматься сексомВрачи рекомендуют пожилым чаще заниматься сексом

Бытует мнение, что пожилой возраст и ...

Новые гибридные покрытия для коронарных стентов снизят риск рестенозаНовые гибридные покрытия для коронарных стентов с...

Ученые Томского политехнического университета ...

Ученые предложили лечить переломы инъекциями микроботовУченые предложили лечить переломы инъекциями микр...

Ученые из университета Ланчепинга в ...

Опасных бактерий изводят плазмойОпасных бактерий изводят плазмой

Растущая озабоченность по поводу устойчив...

«Русатом Хэлскеа» получило регистрационное удостоверение на гамма-терапевтический комплекс «Брахиум»«Русатом Хэлскеа» получило регистрационное удосто...

24 декабря Научно-исследовательский институт т...

«Это же бубль гум!» Американские ученые предлагают больше жевать, чтобы не заражаться ковидом«Это же бубль гум!» Американские ученые предлагаю...

Жевательная резинка с добавлением растите...

«Хочу помогать детям становиться здоровыми» — реабилитологи РДКБ вдохновили пациентку стать врачом«Хочу помогать детям становиться здоровыми» — реа...

Злата Красникова, 12-летняя пациентка нашей бо...

В СПбГУ начнут диагностировать признаки постковидного синдрома при помощи искусственного интеллектаВ СПбГУ начнут диагностировать признаки постковид...

Ученые Санкт-Петербургского университета совме...

В России провели первую операцию по вживлению электродовВ России провели первую операцию по вживлению эле...

Производитель протезов рук Моторика совме...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Intelion Data Systems: наиболее привлекательные регионы РФ для размещения специализированных дата-центров. Мнение экспертовIntelion Data Systems: наиболее привлекательные регион...
Startup Tour возвращается в ТатарстанStartup Tour возвращается в Татарстан
На какой срок лучше брать кредитНа какой срок лучше брать кредит
ЯRUS выкатил список обновлений для пользователей iphoneЯRUS выкатил список обновлений для пользователей iphon
TalkBank вошел в топ-100 AIFinTech Global как один из самых инновационных поставщиков решений в миреTalkBank вошел в топ-100 AIFinTech Global как один из