Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
Украинские власти допустили вину диспетчеров в крушении Ан-26
Спасатели извлекли черные ящики из-под обломков Ан-26 под Харьковом
На несанкционированной акции протеста в Минске задержали несколько десятков...
Выживший курсант раскрыл подробности крушения Ан-26 под Харьковом
Вышел из доверия: зачем Макрон слил в прессу свой разговор с Путиным
В "Векторе" назвали условия для выработки пожизненного иммунитета к COVID-19...
Умер один из выживших при крушении Ан-26 в Харьковской области
Найдены "черные ящики" разбившегося в Харьковской области Ан-26
На месте крушения Ан-26 под Харьковом нашли тело еще одного погибшего
В России изменится порядок получения пособий и пенсий на карту
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
Украинские власти допустили вину диспетчеров в крушении Ан-26 Украинские власти допустили вину диспетчеров в крушении Ан-26
В Германии раскрыли неожиданные последствия санкций против "Северного потока - 2" В Германии раскрыли неожиданные последствия санкций против "Северного потока...
Лукашенко наградил силовиков медалями "За безупречную службу" Лукашенко наградил силовиков медалями "За безупречную службу"
Белоруссия начала патрулировать границы истребителями Белоруссия начала патрулировать границы истребителями
Kaspersky раскрыл кампанию политического кибершпионажа на Ближнем ВостокеKaspersky раскрыл кампанию политического кибершпионажа на Ближнем Востоке...
СК завел дело после гибели российского генерала в Сирии СК завел дело после гибели российского генерала в Сирии
Суд в США приговорил россиянина Лисова к четырем годам тюрьмы Суд в США приговорил россиянина Лисова к четырем годам тюрьмы
Глава Минздрава Белоруссии опроверг сообщения о том, что скорые возили милицию Глава Минздрава Белоруссии опроверг сообщения о том, что скорые возили...
На Украине предложили ввести уголовную ответственность за торговлю с РоссиейНа Украине предложили ввести уголовную ответственность за торговлю с Россией...
Юлию Началову похоронят во вторник на Троекуровском кладбищеЮлию Началову похоронят во вторник на Троекуровском кладбище
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
На МУЗ-ТВ новая звездная ведущая

Лимузин Ельцина выставлен на продажу




 Новости науки и техники Новости науки и техники 
15 октября, 18:25

Российские ученые сделали мозг прозрачным

Новости по теме: Американские сенаторы предложили ввести санкции против России из-за инцидента с Навальным
Увидеть своими глазами работу генов в целом, неразрезанном мозге почти невозможно. Тем удивительнее разработка российских физиологов, которые смогли сделать мозг прозрачным. Более того, они смогли проследить за работой нужных белков, не повреждая мозговую ткань.

Человеческий мозг остается самой сложной биологической структурой для понимания законов его работы. В конце концов, человек может познать мозг лишь с помощью другого, своего собственного мозга, хоть и привлекая в помощь современные технологии. Еще не так давно мозг можно было сравнить с "черным ящиком", но сейчас он постепенно "светлеет".

Сегодня в арсенале ученых имеется много методов для исследования работы мозга. Все они обладают теми или иными ограничениями. Функциональная томография анализирует целый мозг и позволяет увидеть, как вовлечены его части в решение какой-либо задачи. Это макроуровень.

Регистрация электрической активности отдельных нейронов позволяет изучать мозг на клеточном уровне. Наконец, проникнуть в молекулярные процессы мозга можно при помощи микроскопических методов. Однако для этого мозг надо разъять на ультратонкие срезы и исследовать фрагменты ткани.

Союз лазера и микроскопа

Но увидеть, как работает целый мозг в процессе обучения и формирования памяти на молекулярном уровне, также возможно. Для этого надо объединить томографический и микроскопический методы. Именно это делает ультрамикроскопическая оптическая томография.

"Сама идея ультрамикроскопии возникла еще в начале прошлого века, - рассказал корреспонденту Infox.ru член-корреспондент РАН, руководитель отдела системогенеза НИИ нормальной физиологии РАМН Константин Анохин. - В 1901 году немецкие ученые изобрели метод, с помощью которого они исследовали оптически прозрачный образец с помощью плоского пучка света".

В наше время, когда появился лазер, этот подход развивали две группы немецких ученых, причем один метод был применим только к микрообъектам, а другой - разработанный под руководством Ульриха Додта - годился и для макрообъектов. Именно его взяли за основу российские ученые при создании своей оригинальной установки для ультрамикроскопической оптической томографии.

Основные части установки, которая создана под руководством Константина Анохина в сотрудничестве с Институтом прикладной физики в Нижнем Новгороде, - это лазер с длиной волны до 488 нм, флуоресцентный микроскоп, устройство перемещения образца и видеокамера. "Наша установка оказалась по многим параметрам лучше, чем немецкая, - рассказал корреспонденту Infox.ru кандидат биологических наук Александр Лазуткин. - Она обладает большим полем зрения и более высоким разрешением, что позволяет исследовать крупные образцы мозга на клеточном уровне без необходимости смены объектива. Использование волоконной оптики сделало нашу систему более компактной, универсальной и надежной в работе".

Как сделать "черный ящик" прозрачным

Чтобы мозг можно было исследовать таким образом, его надо сделать прозрачным. Буквально, как стекло. Для этого существуют специальные методы. Главное - избавиться от воды, лишних белков и липидов. Если такой "просветленный" мозг мыши поместить в специальный раствор с соответствующим коэффициентом преломления, через него можно даже читать, в чем на собственном опыте убедились корреспонденты Infox.ru.

Ольга Ефимова и другие сотрудники НИИ нормальной физиологии достигли больших успехов в методах просветления ткани: они разработали несколько различных растворов, один из которых сейчас патентуют.

За работой мозга можно подсмотреть через работу генов

Сделать мозг прозрачным - это еще полдела. Надо в прозрачном мозге увидеть интересующие нас белки, а для этого их пометить. Есть два способа. Первый - покрасить белки флуоресцентными красителями, предварительно связанными с антителами.

Подходящие для данного метода способы окраски разрабатывал Александр Лазуткин. Биологи добились того, чтобы можно было метить белки не только на срезах, как делали до сих пор, а в объемной ткани. И хотя прокрасить таким образом целый мозг взрослой мыши не получилось, но удалось сделать это с отдельными структурами мозга или с целым мозгом детенышей.

Второй способ - использовать трансгенных животных, у которых ген интересующего нас белка связан с геном зеленого флуоресцирующего белка (GFP), так что клетки, в которых синтезируется данный белок, в синем излучении светятся зеленым светом. Таким способом можно получить целый светящийся мозг взрослой мыши.

Цель всего этого - увидеть, какие клетки мозга принимают участие в процессе обучения и памяти. Это удается благодаря работе специфических генов.

В 1987 году Константин Анохин открыл группу генов (их называют ранними генами, наиболее известный представитель этой группы - ген c-fos), которые экспрессируются в мозге при любом обучении, при любом восприятии новой информации. Эти гены запускают работу других генов, для того чтобы в нейронах и синапсах произошли перестройки, необходимые для формирования памяти.

Экспрессия генов означает, что в мозге синтезируются соответствующие белки. Именно эти белки, помеченные флуоресцентной меткой, и становятся видимыми в микроскоп.

Оптические срезы создают образ целого

Луч лазера, проходя через специальную диафрагму и фокусирующую линзу, становится плоским. Он оптически разрезает ткань мозга подобно тому, как нож в микротоме режет ткань на ультратонкие срезы. Камера снимает срезы с заданным шагом, например 10 микрон, а затем программа собирает эти виртуальные оптические срезы в виртуальное трехмерное изображение целого мозга.

На мониторе вращается мозг двухдневной мыши, которая столкнулась с новым для себя запахом. В ее мозге немедленно активизировался один из ранних генов, и продукт экспрессии этого гена мы наблюдаем в окрашенных ярко-зеленым цветом клетках мозга.

Но чаще ученые исследуют работу генов не в целом мозге, а в его частях, например, в гиппокампе. Это очень важная структура для формирования памяти, и именно в нем при обучении активно работают ранние гены.

"Вот в этом гиппокампе мыши, которую обучали в задаче условнорефлекторного замирания, - объяснил Infox.ru аспирант НИИ нормальной физиологии РАМН Сергей Чехов, - экспрессируется ген c-fos. Мы можем не только увидеть клетки, в которых работал этот ген, но и посчитать их. Для этого гиппокамп виртуально делят на зоны и раскрашивают зоны в разные цвета".

Просветлять, чтобы изучать

Просветлять и просвечивать можно не только мозг, но и другие органы и ткани. На мониторе вращаются прозрачное сердце, легкие мыши, прозрачный мышиный эмбрион. Свечение в них происходит за счет естественной флуоресценции белков. На изображениях видна тончайшая анатомическая структура органов.

Метод, говорят ученые, может быть очень полезен в экспериментальной медицине, так как даст возможность увидеть все нарушения, вызванные каким-либо воздействием. А прозрачный мышиный эмбрион дает наглядное представление о процессах развития органов и тканей.

Можно просветлить и ткани человека. Конечно, не целые органы, но кусочек ткани размером 15 на 15 мм - вполне. Только вот ткань легких курильщика не просветляется, говорят ученые.

Наконец, просветлению поддается раковая опухоль. На мониторе корреспонденты Infox.ru наблюдают, как становится видна ее внутренняя система сосудов. В опухоли можно отследить и работу отдельных генов, если ее ткань перед тем прокрасить с помощью специфических антител.

А в будущем биологи собираются проследить, как работают в мозге лекарственные вещества: как они действуют на молекулы-мишени и какие изменения вызывают.
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
Источник: infox.ru
  Комментарии к новости 
[Показать все комментарии][Добавить комментарий]

Кузя
15 октября, 23:01
Молодцы наши российские учёные!Делают нужное дело!Так держать!
[Показать все комментарии] [Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
Крупные военные учения в России станут регулярными

16 сентября 15:04
Завершились учения "Восток-2018"

17 сентября 10:04
Российские военные химики прибыли в обстрелянный боевиками Алеппо

25 ноября 03:04
Появилось видео пролета Су-25 над Крымским мостом

25 ноября 21:04
Источник рассказал, когда с палубы "Адмирала Кузнецова" уберут упавший кран

6 декабря 02:04
Российский спецназ вооружили автоматом, который NI назвал "супероружием"

13 декабря 03:04
Ученые рассказали, действительно ли в Хабаровском крае упал метеорит

24 декабря 18:04
S7 приостановила полеты Boeing 737 Max

12 марта 20:04
В ракете "Союз-ФГ" был неисправен украинский прибор, сообщил источник

13 марта 15:04
"Роскосмос" предложил проводить на МКС военные эксперименты

14 марта 20:04
Названа причина смерти Юлии Началовой

16 марта 20:04
Открыта трасса для запуска кораблей к МКС с космодрома "Восточный"

17 марта 02:04
Модуль "Наука" для МКС потеряет ключевую функцию после ремонта

20 марта 02:04
Производитель сорвал поставку трех Ил-476 для Минобороны

21 марта 18:04
Запуск спутника "Глонасс" с Плесецка планируется в середине мая

23 марта 02:04
В России успешно запустили реактор нового энергоблока АЭС

23 марта 08:04
Су-27 дважды за сутки сопровождали американские B-52 над Балтикой

23 марта 12:04
Российские Су-27 дважды сопроводили бомбардировщики США над Балтикой

23 марта 13:04
ВКС получили два новейших вертолета Ми-28НМ

23 июня 10:04
В Центральном военном округе началась внезапная проверка боеготовности

24 июня 11:04
"Не нужно прятать камеры": Госсовет обсудил безопасность на дорогах

26 июня 15:04
Стали известны характеристики баллистической ракеты "Сармат"

27 июня 18:04
Российские военные сняли на видео уничтожение артиллерии боевиков в Сирии

3 августа 05:04
Новейший российский беспилотник "Охотник" совершил первый полет

3 августа 18:04
Российские военные выполнят наблюдательный полет над территорией США

21 октября 01:04
НАСА хочет купить очередное место в российском "Союзе", сообщил источник

22 октября 03:04
НАСА хочет купить еще одно место в "Союзе", сообщил источник

22 октября 04:04
На бывшей американской базе в Сирии приземлились вертолеты ВКС

22 октября 05:04
Британский самолет провел разведку у границ Калининградской области

23 октября 01:04
Белоруссия начала патрулировать границы истребителями

18 августа 14:04
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 884
 Главная новость дня Главная новость дня 
Украинские власти допустили вину диспетчеров в крушении Ан-26
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Как дела, S&P 500?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
68-летняя Пугачева показала свои морщины (фото)
Опубликованы снимки первой зарубежной военной базы Китая
Наталья Штурм разделась на море (фото)
Водитель разбил юбилейный Ferrari через час после покупки (фото)
В Кёльне около 100 человек застряли на канатной дороге (фото)
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
   RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ