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



Ученые выяснили, почему зубы реагируют на холодноеУченые выяснили, почему зубы реагируют на холодно

Ученые открыли новую функцию одонтобластов&nbs...

Создан спрей, который остановит коронавирусСоздан спрей, который остановит коронавирус

Ученые из Колумбийского университета разр...

А я милого узнаю по походке: диагностика старческой деменции станет прощеА я милого узнаю по походке: диагностика старческ...

Канадские ученые проанализировали, как мо...

Звуки начинают влиять на развитие мозга раньше, чем считалосьЗвуки начинают влиять на развитие мозга раньше, ч...

Будущие мамы часто задаются вопросом о то...

Найден источник дефектов нервной трубки у эмбрионовНайден источник дефектов нервной трубки у эмбрион...

В исследовании с результатами, важными дл...

Российские специалисты установили киберпротезы двум детям с Ближнего ВостокаРоссийские специалисты установили киберпротезы дв...

16 декабря на базе протезно-ортопедическо...

Разработан эффективный датчик для диагностики недоношенныхРазработан эффективный датчик для диагностики нед...

У детей, рожденных преждевременно, часто разви...

Разработан стент, который самостоятельно находит сужение артерийРазработан стент, который самостоятельно находит ...

Каждый третий пациент, которому однажды уже&nb...

Медики возвели ритуал в ранг медицинской процедурыМедики возвели ритуал в ранг медицинской процедур

Одним из наиболее распространенных утренн...

Американские ученые создали микрогенератор, работающий на желудочном сокеАмериканские ученые создали микрогенератор, работ...

Как известно, желудочный сок имеет сложны...

Открыт способ выращивания волос с помощью стволовых клетокОткрыт способ выращивания волос с помощью стволов...

В новом исследовании, проведенном учеными из&n...

Когда человеку необходимо пить воду: новые научные данныеКогда человеку необходимо пить воду: новые научны...

Американские ученые выяснили новые важные особ...

Графеновые импланты придут на замену титановымГрафеновые импланты придут на замену титановым

Сплавленные вместе в твердый материалы хл...

IBM запланировала создание чипа для отслеживания раковых опухолейIBM запланировала создание чипа для отслеживания ...

IBM создал новую технологию Lab-on-a-chip, кот...

Надувные аттракционы в жару опасны для детей!Надувные аттракционы в жару опасны для детей!

Если вы знойным летним днем собираетесь н...

Ультрафиолет повышает эффективность пылесосов в уничтожении микробовУльтрафиолет повышает эффективность пылесосов в у...

Новое исследование предположило, что прим...

Изобретена местная анестезия зубов и десен без уколовИзобретена местная анестезия зубов и десен без ук...

В арсенале стоматолога появится вместо шприца

Разработан новый метод борьбы с диабетомРазработан новый метод борьбы с диабетом

В Чикаго исследователи нашли новый метод подде...

Протезирование: как вернуть красоту улыбке?Протезирование: как вернуть красоту улыбке?

Каждый знает, что улыбка играет важное зн...

Современные возможности 3D для омоложенияСовременные возможности 3D для омоложения

Омоложение лица с развитием современных т...

Отсидеться не получитсяОтсидеться не получится

Чтобы эффективно сократить время, которое мы&n...

Инфекция, грипп, ОРВИ. Насколько полезны бактериофаги?Инфекция, грипп, ОРВИ. Насколько полезны бактерио...

Конец осени и зима – традиционно се...

Диагностика диабетической ретинопатии упрощаетсяДиагностика диабетической ретинопатии упрощается

Инструмент на базе смартфона может стать ...

Приложение для айпадов используют для замены офтальмологического оборудованияПриложение для айпадов используют для замены офта...

Использование диагностического приложения для&...

Ученые предложили восстанавливать зубы с помощью кварцаУченые предложили восстанавливать зубы с помощью ...

Ученые из Бирмингемского университета про...

Разработана "наноброня"от диабета первого типаРазработана "наноброня"от диабета первого типа

Испанским биологам удалось избавить подопытных...

Российские ученые могут создавать несуществующие в природе молекулыРоссийские ученые могут создавать несуществующие ...

Еще недавно производство несуществующих в ...

Штат сингапурской клиники Changi General Hospital пополнился умными роботами Panasonic HospiШтат сингапурской клиники Changi General Hospital...

Компания Panasonic System Solutions Asia Pacif...

Физиотерапевтические приборы УЗИ улучшит новый поглотитель звукаФизиотерапевтические приборы УЗИ улучшит новый по...

Физиотерапевтические УЗИ довольно распрос...

Люди способны использовать эхо как летучие мышиЛюди способны использовать эхо как летучие мыши

Некоторые незрячие люди могут с помощью э...

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
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
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
Представлен новый метод описания искривленного светаПредставлен новый метод описания искривленного света

Новости компаний, релизы

Программы для обработки видео на АндроидПрограммы для обработки видео на Андроид
Осаго онлайн от ТинькоффОсаго онлайн от Тинькофф
Как выбрать телевизор, чтобы потом не выброситьКак выбрать телевизор, чтобы потом не выбросить
В меню Stan Pizza в Оренбурге появились 3 диетических пиццы от шеф-повараВ меню Stan Pizza в Оренбурге появились 3 диетических
Разновидность судебной экспертизы - судмедэкспертиза: виды, объекты, порядок назначенияРазновидность судебной экспертизы - судмедэкспертиза: