Вызывайте экзорциста: как выглядит на МРТ мозг одержимой

Экзорцист

Исследователи из Мексиканского института социального обеспечения и их коллеги из других исследовательских центров впервые зарегистрировали изменения мозга человека во время обряда экзорцизма. Поучаствовать в эксперименте согласилась молодая мексиканка, по мнению священников одержимая злым духом. Работа была размещена на платформе Open Access Text. Сам эксперимент состоялся 6 апреля 2017 года.

фМРТ покоя пациентки

Существует немало работ, посвященных активности мозга во время религиозных переживаний, но за одержимость духами ученые взялись впервые. За своим мозгом во время обряда экзорцизма разрешила понаблюдать 31-летняя мексиканка. В детстве женщина терпела побои от отца-алкоголика и страдала от ночных кошмаров. В 19, когда ее бросил парень, она засунула в горло горящие ветки и протолкнула в пищевод. 

При виде икон, церквей и религиозных символов женщина становилась агрессивной и демонстрировала отвращение. По словам членов семьи, пациентка говорила на неизвестных языках, проявляла нечеловеческую силу и даже меняла температуру собственного тела.

Женщина обращалась к психологам и психиатрам, делала анализы крови, проходила ЭЭГ и МРТ, однако обследования не выявили ничего подозрительного. В 20 лет она прошла курс лечения клоназепамом (противоэпилептическим препаратом), что снизило частоту приступов. Однако семья, видимо, осталась недовольна результатом и отвезла женщину к священнику для обряда экзорцизма. Теперь, по словам семьи и священников, из женщины удалось изгнать демона по имени Алито, но она все еще одержима демоном Эстенкастером.

Первый обряд экзорцизма проводился в церкви, о нем врачам было известно со слов родственников. Последние рассказали «о появлении загадочных теней и силуэтов, странном свете, движении окружающих предметов, изменении температуры окружающей среды». Священник заставлял женщину пить святую воду, но это не дало никакого эффекта. По этой причине священник считал, что женщина одержима не демоном, а духом.

Второй ритуал состоялся в больнице. Обязательным условием была пылкая вера всех присутствующих. Женщина находилась в аппарате МРТ. Обряд продлился 20 минут. Во время него «дух» «говорил на неизвестном языке», по окончании женщину стошнило. Она сообщила, что не помнит, что происходило с ней во время ритуала.

На момент эксперимента у пациентки на ЭЭГ наблюдалась легкая корковая и подкорковая дисфункция без выраженных признаков припадков. МРТ не вызывала подозрений, анализы крови — тоже. Психолог диагностировал тревожное расстройство. Гастроэнтеролог выявил присутствие бактерии Helicobacter pyloriв антральном отделе желудка.

Ритуал проводили священник и экзорцист, вооруженные святой водой и четками, наряженные в пурпурные палантины.

Почему вредно работать по ночам?

Человечеству не избежать работы по ночам — социальная активность становится круглосуточной: на вызов спешат сотрудники скорой, взлетают авиалайнеры, а в магазинах «24 часа» терпеливо ждут посетителей. Тщательное планирование и спокойный настрой позволяют человеку работать, уделяя сну всего 8 часов раз в два дня. Возможно, кто-то скажет, что он давно привык к подобному ритму, но главный вопрос заключается в другом: способно ли привыкнуть человеческое тело. Можно сформулировать еще жестче: какой урон наносят организму ночи без сна?

Необходимо вспомнить о том, что понимают под понятием «самочувствие»: люди привыкают к вахтовой работе, и последующие ночные смены даются легче, но, несмотря на это, всегда остаются те, кому ночной труд кажется более тяжелым.

В процессе исследования этой проблемы в Канаде ученые контролировали время сна, уровень освещенности и количество мелатонина в крови у офицеров полиции, проработавших неделю в ночную смену. Обычно выработка мелатонина в крови начинается, когда человек чувствует усталость и готовится ко сну, но у тех офицеров, кто адаптировался к работе по ночам, пик выработки гормона перешел на день. Они чувствовали себя более счастливыми и бодрыми по сравнению с коллегами, их реакция была более быстрой. Но в количественном отношении эта группа составила всего 40% от общего числа участников эксперимента.

Более масштабное исследование, проводившееся одновременно в Канаде и США, позволило проанализировать состояние свыше трех тысяч полицейских, работавших посменно. Результаты показали, что 40% из тех, кто так и не смог перестроиться, столкнулись в итоге с серьезными нарушениями сна.

Даже если на данный момент работник чувствует себя неплохо, встает вопрос о долгосрочной перспективе подобной жизни. Когда речь идет об оценке физических последствий, следует провести границу между влиянием сменной работы на образ жизни в целом и непосредственным влиянием каждого ночного бодрствования на организм. Например, становится сложнее питаться здоровой пищей и регулярно заниматься спортом, — листья салата нелегко найти в течение ночи, к тому же он не бодрит так, как хочется. Перекусы и фастфуд на вынос становятся непреодолимым искушением. Пицца или карри действительно помогают быстро улучшить состояние, но в перспективе такое питание отразится на здоровье негативно. Если человеку сложно отправиться в спортзал в конце рабочего дня, то после рабочей смены, когда единственной мечтой становится спокойствие и отдых, это сделать еще сложнее.

Исследования показали, что пилоты авиалиний были гораздо более счастливы в дни отдыха по сравнению с периодами ночных или утренних смен. Конечно, нет ничего удивительного в том, что люди предпочитают свои выходные тем дням, когда им нужно вставать и идти на работу, независимо от времени. Однако именно в период ночных дежурств у пилотов во время пробуждения и в течение дня вырабатывалось рекордное количество кортизола, гормона стресса. Этот процесс связан с повышенным риском развития заболеваний сердечно-сосудистой системы. Могут быть и другие последствия: например, всего одна бессонная ночь провоцирует резкий скачок давления.

Результаты научной работы Университета Суррея, опубликованные в этом году, показали, что уже спустя три ночные смены у работников нарушается экспрессия генов — они активизируются в неподходящее время суток. Приблизительно 6% генов функционируют в строго отведенное время, но радикальное изменение режима сна за несколько дней вносит разлад в их работу. Другое исследование выявило, что после пяти недель бодрствования по ночам и дневного сна в организме начинались серьезные нарушения регуляции глюкозы и изменения в метаболизме, способные в будущем спровоцировать диабет второго типа и ожирение.

Юджин Азеринский. Гений быстрого сна

Юджин Азеринский

Наш нынешний герой совершил одно из важнейших открытий в нейронауках XX века, в один год с величайшим открытием в биологии, которое сделали Уотсон и Крик (ну, не только они, но в этот спор мы не будем влезать). Удивительно и то, что это открытие он совершил самостоятельно, без помощи, и, даже, пожалуй, вопреки своему официальному соавтору, научному руководителю. Но обо всём по порядку.

В нашей книге очень много лауреатов нобелевской премии по физиологии или медицине. Кто-то обнаружил то, как передаются нервные импульсы, кто-то придумал лоботомию и ангиографию сосудов головного мозга, кто-то спорил о том, непрерывна ли сеть нервных клеток или имеет разрывы (сейчас мы знаем их как синапсы). Все они были достойны своей премии. Но имелись и люди, которые совершили важнейшие открытия в науке о мозге, но остались почти незамеченными. По крайней мере, для Нобелевского комитета. Например, пионеры электроэнцефалографии Владимир Правдич-Неминский и Ганс Бергер.

Человек незаконченных дел

Если быть точным, Евгений Азеринский (российская википедия знает его как Юджина Асерински, и русская статья гораздо больше английской) – потомок эмигрантов из России. Деда его хорошо знали в Самаре как книгоиздателя и владельца типографии – типография Лейба Азеринского на Дворянской улице. В США переехал отец будущего учёного, Борис Азеринский. Сам же Евгений/Юджин родился уже в Бруклине 6 мая 1921 года, так что совсем недавно мы отмечали 95-летие со дня рождения первооткрывателя фазы быстрого сна.

Папа Евгения был зубным врачом. И всё было бы хорошо, если бы он, как и положено нормальному еврейскому зубному врачу, лечил только зубы. Они у людей болят всегда, и копеечка, простите, центик, зубной врач имеет почти постоянно. Даже в Великую Депрессию.

Но вы видели бедного зубного врача? Борис Азеринский стал именно таким. Потому что он, видимо, решив, что ещё подобен великим русским писателям, играл в карты. И сына привлёк, заставляя парня вместе с собой шулерствовать. Тем более, что мать, Софья Азеринская, умерла в 1933 году… Евгений-Юджин из-за этого пропускал школу, «выезжая» на недюжинном уме. Школа (точнее, Бруклинский колледж) оказалась единственным учебным заведением, которое закончил будущий гений сомнологии.

После школы наш герой пошёл учиться на зубного врача в Университет штата Мэриленд, однако, папина карьера – ни стоматолога, ни шулера – его не прельщала.Тем более, он был слеп на один глаз. В итоге Азеринский «забил» на университет, поработал бухгалтером, был подносчиком снарядов на британском фронте во Вторую Мировую…

Разумеется, многие считали, что Азеринский понапрасну растрачивает свою жизнь. В итоге друзья убедили его попытать счастья в науке. В 1949 году Юджин, несмотря только на диплом колледжа, решил пойти в Чикагский университет и заняться физиологией. И ему всё удалось! В университет его взяли. 

«Сонный» пионер

Итак, 1949 год. Азеринский – студент Чикагского университета. Ему 28 лет (хорош новый студент, впрочем, после войны и в наших университетах оказалось полно студентов под 30)… Надо заниматься наукой. Но вот проблема – все хорошие места заняты. Есть только «соплеменник» (в библейском смысле), уроженец Кишинёва Натаниэл Клейтман.

Натаниэл Клейтман (Nathaniel Kleitman; 26 апреля 1895, Кишинёв, Бессарабская губерния — 13 августа 1999, Лос-Анджелес, США) — американский нейрофизиолог, пионер научного изучения сна. Считается «отцом исследования сна» («The Father of Sleep Research»); первый нейрофизиолог целиком посвятивший исследовательскую деятельность изучению феномена сна.

Этот человек с весьма интересной судьбой: о нем у нас будет отдельная статья.

Здесь же мы скажем то, что к послевоенному времени Клейтмана уже прозвали «отец исследований сна». Именно Клейтман в 1925 году основал в Чикагском университете первую в мире сомнологическую лабораторию, именно он сначала доказал, что во время депривации сна (когда организму не дают заснуть), не происходит накопление некоего загадочного гипнотоксина. Это именно он в 1938 году провёл 32 дня в Мамонтовой пещере, пытаясь у себя и ассистента продлить циркадные ритмы до 28 часов (и потом расширил исследования этих циклов в эксперименте на подводной лодке). В 1939 году он выпустил первую монографию по сомнологии Sleep and Wakefulnes.

Клейтман за работой

В общем, Клейтман был известнейшим учёным, аспирантов брал, но… Но Азеринский не хотел заниматься сном. Другое дело, что деваться было некуда. Жена (он женился весьма рано, и к моменту, о котором мы говорим, у Азеринского имелся семилетний сын, а семья ждала второго ребёнка) страдала психическим заболеванием – маниакально-депрессивным расстройством. Они жили в старом военном бараке, испытывали хроническую нужду и, как пишут биографы, молодому учёному приходилось воровать овощи в магазине.

Как ЛСД действует на мозг

Впервые ЛСД синтезировал в 1938 году швейцарский химик Альберт Хофманн, а его психоактивные эффекты открыл он же в 1943-м. Психоделик вызвал у научного мира неподдельный интерес: ученые считали, что с помощью нового препарата удастся понять природу шизофрении, хотя многие исследователи и ставили данный тезис под сомнение, утверждая, что психоделический и шизофренический психозы не являются идентичными.

Не меньше заинтересовал ЛСД и «простых смертных», для которых он стал «способом расслабиться». Правда, незаконным: ЛСД запрещен в большинстве стран мира. Препарат временно изменяет психику, причем иногда очень серьезно. Находящийся под его влиянием человек не всегда отдает себе отчет в происходящем, что может обернуться неприятностями. Но как именно ЛСД воздействует на человека? При помощи каких механизмов? Смотрите видео и вы все узнаете сами.

☘️🌱☘️🌱☘️

По теме:

• Нейронаука и психоделики
• Микродозинг и психостимуляторы: измененные состояния сознания
• 8 художников, писавших картины под воздействием наркотиков

Молекулярный выключатель навязчивых состояний

Лабораторная мышь

Обсессивно-компульсивными расстройствами, более известными как невроз навязчивых состояний, только в США страдают свыше трех миллионов человек. В 2007 г. исследователи из университета Дьюка (США) создали мышиную модель обсессивно-компульсивного расстройства, «выключив» у животных ген, кодирующий белок Sapap3, который участвует в обмене информацией между нейронами полосатого тела. Ученые получили хорошую модель заболевания, которую можно использовать для изучения механизмов его развития и поиска эффективной терапии патологии, однако молекулярные механизмы появления симптомов расстройства после потери гена Sapap3 оставались неизвестными.

При неврозе навязчивых состояний люди мучаются от постоянно возникающих неприятных мыслей (обсессии) и стереотипных действий (компульсии), которые, как человеку кажется, он вынужден повторять – например, это может быть навязчивое желание постоянно мыть руки. Мыши, лишенные Sapap3, подобно больным людям, проявляют признаки повышенной тревожности и очень много чистятся, так, что даже повреждают свою шкурку.

В дальнейших работах ученые показали, что «выключение» Sapap3 обязательно сопровождается «включением» глутаматных рецепторов mGluR5. Эти рецепторы активируют нейроны в областях мозга, участвующих в развитии обсессий и компульсий.

Когда мышам с «выключенным» Sapap3 – и с признаками обсессивно-компульсивного расстройства – дали препарат, блокирующий mGluR5, поведение зверьков пришло в норму, причем, буквально в течение нескольких минут. Для сравнения, антидепрессанты, которые используют в терапии навязчивых состояний человека, дают эффект только спустя несколько недель.

Нейронаука и психоделики

Наука постепенно реабилитирует психоделики — в последнее время возрождается интерес к экспериментальным исследованиям псилоцибина и других психоактивных веществ.

В статье задействованы работы доктора медицинских наук Николаса В. Коззи, выжимки из книг философа-когнитивиста Томаса Метцингера и работы других ученых, связанных с нейронауками, фармакологией и психологией.

Полезно вспомнить, с чего все началось: в 1960-х опыты по расширению сознания стали кладезем новой информации для психотерапевтов и нейробиологов. В частности, именно благодаря им выяснилась роль серотонина в функционировании мозга — а из этого открытия выросла вся современная психофармакология.

Отчасти эта тема рассматривалась в статье «Микродозинг и психостимуляторы: измененные состояния сознания».

Серотонин и ЛСД

Возможно самым важным открытием среди исследований психоделических средств было определение роли серотонина в психических процессах. Серотонин, химическая структура которого была определена в 1949 году, как стало известно с конца 1800-х годов, присутствует в свернувшейся крови. Здесь нам открывается его кровоостанавливающая роль: при повреждении тканей он помогает предотвратить кровотечение. В случае травмы серотонин освобождается из тромбоцитов, вызывая локальное сужение сосудов и стимулируя дальнейшую агрегацию тромбоцитов, помогая сформировать сгусток и остановить кровотечение.

Серотонин также был открыт в тканях мозга в начале 1950-х, что указывало на его потенциальную роль в функционировании мозга и сознания. Обнаружение серотонина в мозге было произведено независимо и одновременно группой ученых в Соединенных Штатах и другой группой ученых в Эдинбурге, Шотландия, во главе с сэром Джоном Х. Геддамом. Однако в формировании ранних теорий относительно участия серотонина в процессах сознания особое значение имели эксперименты Геддама с ЛСД, проведенные на себе.

Сэр Джон Х. Геддам, британский фармаколог, принимал участие в первоначальных исследованиях серотонина. Четыре раза в 1953 году Геддам принимал ЛСД, чтобы узнать о его воздействии на свой организм. Без сомнения, частично благодаря этим экспериментам на себе и частично его лабораторным экспериментам с ЛСД и серотонином Геддам стал первым, кто предположил наличие связи между ЛСД и серотонином, и затем допустил, что влияние ЛСД на функции серотонина были ответственны за психоделические эффекты ЛСД. Его рукописные заметки о самостоятельном эксперименте с 86 микрограммами ЛСД от 1 июня 1953 года выглядят следующим образом:

«9:48 Моя рука выглядит странно, будто это чудовищный рисунок руки, который корчится, пока я не сфокусирую на нем взгляд. У нее удивительные цветовые контрасты. Я вижу будто бы более чем реальный рисунок, что вызывает довольно странные чувства — как будто она принадлежит кому-то другому. Все в комнате стоит довольно нестабильно».

Метедрин не ликвидировал воздействие на ощущения. Он продолжает:

«Доказательства наличия HT (серотонина) в некоторых частях мозга могут быть использованы в поддержку теории о том, что психические эффекты диэтиламида лизергиновой кислоты появляются из-за интерференции с HT (серотонином)».

Таким образом, в личности сэра Джона Геддама произошло слияние личного опыта употребления ЛСД и научного осмысления, что и дало толчок зарождению химической нейронауки.

Эндогенный ДМТ

Некоторые южноамериканские аборигены столетиями использовали отвар лианы Banisteriopsis caapi – аяуаску – для магических и врачебных практик. Считалось, что он благотворно влияет и на духовную, и на физическую стороны человека. Сегодня известно, что напиток содержит диметилтриптамин (ДМТ), сильный алкалоид, который обуславливает его галлюциногенные и психоактивные свойства. Но аяуаска недаром применялась веками: испанские ученые во главе с Джорди Риба (Jordi Riba) обнаружили и ее лечебные свойства.

На прошедшей в Амстердаме Междисциплинарной конференции по исследованиям психоделиков Джорди Риба сообщил, что алкалоиды гармин и тетрагидрогармин стимулируют рост и созревание новых нейронов из стволовых клеток. Вещества относятся к ингибиторам моноаминоксидазы и препятствуют работе этого фермента, расщепляющего моноамины в синапсах.

ДМТ также сильно повлиял на эволюцию нашего представления о нормальных и экстраординарных состояниях сознания. В 1961 году лауреат Нобелевской премии Джулиус Аксельрод сделал замечательное открытие: ткань млекопитающих (легкое кролика) имеет способность синтезировать ДМТ.

Это открытие было подвергнуто всестороннему исследованию в начале 1970-х, когда стало известно, что ткань человеческого мозга, подверженная биопсии, может выполнять ту же биотрансформацию. Открытие того, что ткань человеческого мозга может производить, по крайней мере, в лабораторных условиях, небольшое количество ДМТ, привело к бурному обсуждению относительно возможной роли ДМТ в человеческом сознании. Тем не менее, аналитические технологии того времени не были столь чувствительны или надежны, как сегодня. Некоторые ученые в то время считали, что результат лабораторных наблюдений Аксельрода и других исследователей был скорее лишь артефактом, чем объективным явлением. Вопрос оставался неразрешенным почти 30 лет.

Изменение мозга при депрессии

Иллюстрация областей головного мозга, изучаемых при психических заболеваниях: передняя поясная извилина, миндалевидное тело, лобные доли, гиппокамп.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Psychiatry Research: Neuroimaging, у молодых людей с сильной склонностью к депрессии меньше область мозга, которая отвечает за обработку эмоций. В исследовании изучалась взаимосвязь между миндалевидными телами головного мозга и выраженностью депрессивных симптомов.

Ученые в ходе исследования проанализировали МРТ-снимки головного мозга 1797 человек.

«Если сравнивать со здоровыми людьми, то у пациентов с депрессией мы наблюдаем сильную вариабельность размеров миндалевидного тела, – поясняет автор исследования Шервуд Браун (E. Sherwood Brown), – у кого-то она больше, у кого-то – меньше, чем в среднем по популяции».

Ученые выдвинули несколько гипотез, объясняющих эту закономерность. С одной стороны, депрессивные люди более подвержены эмоциональным переживаниям, а поскольку миндалевидное тело вовлечено в обработку эмоций, таких как страх и беспокойство, эмоции же заставляют его работать интенсивнее и увеличиваться за счет нейропластичности.

С другой стороны, повышение уровня гормона стресса кортизола при депрессии становится вредным фактором, который может привести к уменьшению миндалевидного тела (миндалины). Наконец, возможно, у человека изначально миндалевидное тело большего или меньшего размера, и это способствует изменению процесса обработки эмоций и делает человека более уязвимым для депрессии.

Оптическая иллюзия, определяющая аутизм

Ученые в Пизанском университете создали оптическую иллюзию, по которой можно выяснить, страдает ли человек от аутизма. Ну что, попробуем?

Аутизм можно диагностировать по тому, как человек видит черные и белые точки на изображении.

Пациент здоров в случае, если ему кажется, что цилиндр на картинке вращается то в одну, то в другую сторону.

Люди с признаками аутизма видят только два слоя черно-белых точек. Дело в том, что у пациентов с данным видом расстройства зрение более детализировано. А еще у аутистов, рассматривающих эту иллюзию, расширяются зрачки.

Реакцию «бей или беги» вызывает не адреналин, а кости

Исследователи Колумбийского университета показали, что реакция «бей или беги», мобилизующая организм в ответ на опасность, обусловлена не выделением адреналина, а усилением кровотока и выработкой белка остеокальцина. Статья об этом опубликована в журнале Cell Metabolism.

При столкновении животного с хищником или внезапной опасностью, частота сердечных сокращений повышается, дыхание становится более быстрым, а в крови повышается уровень глюкозы, чтобы подготовить животное к борьбе или бегству. Считается, что эти физиологические изменения, которые представляют собой так называемую реакцию «бей или беги», частично вызваны гормоном адреналином.

Но новое исследование показывает, что в этом процессе замешано другое вещество. Ученые из Колумбийского университета обнаружили, что почти сразу после того, как мозг мыши и человека распознает опасность, он «сообщает» об этом костным тканям, которые выбрасывают в кровоток остеокальцин, который и запускает такую реакцию на стресс.

Этот белок влияет на функции биологии поджелудочной железы, головного мозга, мышц и других органов. Серия более ранних исследований, показала, что остеокальцин помогает регулировать обмен веществ, увеличивая способность клеток перерабатывать глюкозу, улучшает память и помогает животным бегать быстрее и дольше.

Леонардо как нейроанатом

Перед вами — наброски очень известного человека. По зеркальному почерку и характерным штрихам несложно догадаться, что вы видите анатомию головного мозга от самого Леонардо да Винчи. В этих рисунках титан Возрождения прорисовывает желудочки головного мозга и черепные нервы. В последнем номере авторитетнейшего журнала The Lancet опубликована статья, посвященная творчеству Леонардо именно как нейроанатома.

---

По теме:

• Саундтрек к «Тайной вечере» Леонардо да Винчи
• Леонардо как нейроанатом
• Смертоносное оружие Леонардо да Винчи
• Что общего у Facebook и «Тайной вечери» да Винчи. О влиянии цифрового на материальное и наоборот
• Создан музыкальный инструмент по чертежу Леонардо да Винчи
• Стереоскопия Леонардо да Винчи
• Леонардо да Винчи в Тель-Авиве

Анатомирование головы XVI века

Перед вами — рисунок из анатомического труда Иоганна Эйхмана (Дриандера), германского анатома, врача и физиолога, астронома и математика (1500-1560). Он прославился тем, что провел первое научное вскрытие в Германии (в 1535 году). Годом позже появилось его произведение Anatomia capitis humani, специально посвященное анатомии головы человека.

«Шизофрения» от кошачьей царапины

Исследователи из Университета штата Северная Каролина выяснили, что бактерия Bartonella henselae способна маскироваться за симптомами шизофрении. Отчёт о лечении юноши, у которого бактерия вызвала бред и галлюцинации, они опубликовали в журнале Journal of Central Nervous System Disease.

Бактерия Bartonella henselae известна как возбудитель лихорадки от кошачьих царапин — заболевания, возникающего после укусов и царапин кошек. При своевременном лечении болезнь проходит без серьёзных последствий. Для заболевания характерны лихорадка, общая интоксикация и воспаление лимфатических узлов. По крайней мере, так считалось ранее.

Однако целый пласт современных исследований показывает, что сиптомы инфицирования этой бактерией способны мимикрировать под проявления всевозможных заболеваний, от мигреней до судорог и ревматоидного артрита.

Bartonella henselae в сердечной ткани (случай эндокардита)

В октябре 2015 года у 14-летнего подростка из США проявились симптомы острой шизофрении. Он страдал от галлюцинаций, бредил, его мучили навязчивые идеи убийств и самоубийства. Юноша называл себя «проклятым сыном дьявола» и боялся, что навредит близким, был уверен, что его хочет убить их домашний кот. Его одолевали внезапные вспышки ярости и фобии.

До появления симптомов юноша не демонстрировал никаких склонностей к психическим расстройствам. Об был общительным, хорошо учился, участвовал в олимпиадах по географии и истории, играл в школьном театре и занимался фехтованием. С началом болезни посещать школу стало невозможно. Матери пришлось оставить работу, чтобы заботиться о сыне.

Робот помогает детям с аутизмом

Люди с расстройствами аутистического спектра испытывают трудности при общении с людьми и часто избегают его. Социальные взаимодействия даются им сложно в основном по причине того, что им плохо удается различать невербальные сигналы в виде мимики, жестов и позы. В причинно-следственной связи разобраться далеко не просто, но компания LuxAI (детище Люксембургского университета) очень постаралась: они создали робота QTrobot еще в 2016 году, и теперь готовы похвастаться результатами настоящих испытаний.

Это робот берет на себя роль помощника терапевта, который учит ребенка адаптироваться к социуму. Но если ребенок испытывает трудности даже при общении с врачом? На своем «лице» робот имитирует базовые человеческие эмоции, попутно разговаривая с ребенком, обеспечивая обратную связь. Что удивительно, с ним общаться детям оказалось легче, чем с медиками. А после контакта с роботом (и даже в ходе него) они сами по себе становились более открытыми и спокойными.

Так показало испытание устройства-помощника на 15 мальчиках от 4 до 14 лет, разделенных на две группы. Одна контактировала с QTrobot, а другая – с человеком. В среднем ребята направляли взгляд на «табло» вдвое чаще, чем на лицо врача. Помимо этого, с ним дети втрое реже прибегали к стереотипным движениям (похлопывание ладонью по столу, раскачивание) – всему, что характеризует беспокойство.

QTrobot

Как бы это не было странно, видимо, детям проще контактировать с неживым объектом. Попутно он помогает им получить обратную связь от эмоционального контакта, что лежит в основе развития социального интеллекта.

Может быть, именно это станет ответом на вопрос о курице и яйце. Но что известно точно, так это планы ученых на вывод устройства в широкое пользование. Они хотят его немного доработать – сделать портативным, более мобильным и легко эксплуатируемым. Например, без подзарядки он в будущем сможет работать до трех часов, приобретет 3D-камеру и не будет нуждаться в подключении к дополнительным устройствам вроде компьютера.

Интересный пациент: женщина, которой не страшны инсульты

Повреждения мозга CG и результаты тестов после второго инсульта

Об этой истории стало известно благодаря публикации в журнале Frontiers in Aging Neuroscience. В статье от 10 января 2017 года южноамериканские неврологи (коллектив авторов представляет научно-медицинские учреждения из Аргентины, Чили и Колумбии) и автор из Австралии представили крайне необычный клинический случай из серии «никогда такого не видели и объяснить не можем».

Итак, что же произошло? 9 сентября 2011 года пациентка из Аргентины, которую традиционно именуют инициалами CG (мы все помним, какую роль в истории нейронаук сыграл пациент GM, он же – Генри Молисон), почувствовала резкие головные боли, у нее пошла носом кровь и она потеряла сознание. Госпитализация и томограмма подтвердила самый страшный прогноз: не просто инсульт, а субарахноидальное кровоизлияние. В этом случае во-первых, инсульт не ишемический (то есть это не тромб лишил кровоснабжения часть мозга, и тромболитиками не спасешься), а во-вторых, кровь изливается под паутинную оболочку по поверхности коры головного мозга. При субарахноидальном кровотечении очень высокая смертность и инвалидизация.

Больше всего пострадала правая часть мозга: пять дней у женщины наблюдался зрительный неглект – она не видела, не воспринимала и не осознавала левую половину мира. Через 10 дней после поступления начались серьезные осложнения – остановка сердца, которая привела уже к ишемии головного мозга: реанимация вызвала вазоспазм (спазм сосудов) на протяжении еще десяти дней (так называемая отложенная ишемия) и состояние ухудшилось.

Интересный пациент: пьяная девочка без капли алкоголя

Эрин Орлопп 

Британское издание Daily Mail опубликовало интересный клинический случай. 15-летняя девочка по имени Эрин Орлопп не могла передвигаться по прямой, «ходила как пьяная», имела опухшее лицо – но это не была история о падении нравов британских тинейджеров. Орлопп никогда не употребляла спиртное.

Поиск правильного диагноза у медиков занял несколько месяцев. Результат дало МРТ головы и шейного отдела позвоночника. Врачи диагностировали достаточно редкое заболевание – мальформацию Киари второго типа (или мальформацию Арнольда-Киари), названную так по имени австрийского патолога Ганса Киари (1851-1916) и немецкого патолога Юлиуса Арнольда (1835-1915). Что же происходит с человеком в этом случае? Миндалины мозжечка опускаются в большое затылочное отверстие и сдавливают продолговатый мозг, доходя порой до уровня второго позвонка (как произошло в случае Орлопп) и перекрывают ток спинномозговой жидкости. Частота этого заболевания составляет от 3.3 до 8.2 наблюдений на 100000 населения.

Тяжелые болезни можно вылечить, "обманув" нервную систему пациента

Воздействуя на нервные клетки электрическими импульсами, можно вылечить такие заболевания, как артрит, астма и диабет, считают ученые.

Компания Galvani Bioelectronics планирует получить разрешение на использование новой методики лечения уже через 7 лет. За разработками также стоят GlaxoSmithKline и Verily (ранее - часть Google, Life Sciences).

В ходе экспериментов над животными ученые закрепляли вокруг нерва миниатюрные силиконовые накладки с электродами, а затем воздействовали на него с помощью источника питания.

Результаты одного из проведенных тестов показали, что это может помочь при лечении сахарного диабета второго типа, когда тело человека игнорирует гормон инсулин.

Ученые сосредоточили свое внимание на наборе химических сенсоров, находящихся рядом с сонной артерией. Эти сенсоры замеряют уровень сахара и инсулина в крови, а затем при помощи нервных сигналов посылают эти данные в мозг, чтобы тот смог координировать реакцию организма на уровень глюкозы.

"Нейронные сигналы возрастают при диабете второго типа. Поэтому когда мы блокировали эти сигналы у больных диабетом лабораторных крыс, чувствительность их тел к инсулину восстановилась", - рассказал в интервью Крис Фамм, вице-президент GlaxoSmithKline по биоэлектронике.

Судя по данным первых исследований, тот же принцип должен работать и в случае других заболеваний.

«Ходунки» для детей с ДЦП

В 30-е годы позапрошлого столетия доктор Джон Литтл был первым, кто начал плотно изучать проблему детского церебрального паралича. Поначалу, он связывал ее с асфиксией (нехваткой кислорода) у ребенка в утробе матери или при родах. ДЦП поначалу, даже, называли болезнью Литтле.

Заслуги Фрейда

Затем, эту тему подхватили многие доктора, в том числе и Фрейд. Он то и заметил, что асфиксия никак не связана с ДЦП, поскольку многие дети, у которых было кислородное голодание, развивались нормально. Именно он, в 1897 году ввел термин для этого заболевания, под которым мы знаем его до сих пор. Фрейд связывал возникновение ДЦП с нарушениями мозговой деятельности во внутриутробном развитии плода. Он же дал подробную классификацию ДЦП.

Не дай Бог родителям услышать такой диагноз своему ребенку! Еще хуже, когда, как это часто бывает, папы не выдерживают испытаний и покидают семью, «благородно» возложив все тяготы и ответственность за ситуацию на мать.

Я не люблю споры, но в такие моменты готова поспорить на тему слабого и сильного пола. Но, да каждому свой судья.

Остается только восхищаться мужественностью мамочек, которые не только не оставили своих деток с таким страшным диагнозом на произвол судьбы, но и постоянно ведут борьбу за нормальную жизнь своего малыша.

Настоящая героиня

Одна из таких мам, Дебби Эльнатан из Италии, не просто не бросила своего сыночка, больного ДЦП, но и желая помочь всем таким деткам, изобрела устройство, благодаря которому те смогут самостоятельно передвигаться.

Когда ее сыну Ротему было 2 года, доктора сказали, что мальчик никогда не будет ходить. Каково слышать такое родителям?!

Сама Дебби говорит, что идея создания таких ходунков пришла ей от отчаяния. Называются они Firefly Upsee и представляют собой систему, типа горной страховки, в которую помещается малыш.

Сама конструкция пристегивается к талии взрослого. А ребенку надевают на ноги сандалии-ходунки, что позволяет ему идти синхронно вместе с мамой или папой.

Пожелаем деткам с ДЦП и их родителям здоровья и терпения!

Годфри Хаунсфилд: «человек, который в одиночку изменил медицину»

Годфри Хаунсфилд

Годфри Хаунсфилд стал «отцом» послойного сечения живых тканей с помощью рентгеновских лучей, позволил врачам заглянуть внутрь человека, подробно рассмотреть структуры органов и создать единую систему по которой рассчитывается плотность ткани. Он посвятил себя науке без остатка, так и не обзаведшись семьей, и объединил в своей профессии радиофизику с музыкой. Гениальный инженер и увлеченный радиотехник, создатель первых компьютеров, первого компьютерного томографа и нобелевский лауреат по физиологии или медицине 1979 года.

Годфри Ньюболд Хаунсфилд родился в маленькой деревеньке в Ноттингемшире (графство в центральных районах Великобритании). Семья обитала на просторной ферме, которую купил глава семейства сразу после Первой мировой войны для своих пятерых детей, поэтому простора для игр и творчества хватало. Годфри оказался самым поздним ребенком, сильно отстающим от своих двух братьев и двух сестер по возрасту, и поскольку интересы были разные, играли дети в разные игры, то юный инженер постоянно оставался один.

Однако, судя по воспоминаниям из автобиографии, его это нисколько не смущало, а даже наоборот – оставляло массу времени для опытов и всякого рода испытаний.

«Период между моими одиннадцатым и восемнадцатым годами остается самым ярким в моей памяти, потому что это было время моих первых попыток экспериментов, которые никогда бы не получилось сделать, живи я в городе. В деревне было множество развлечений, не ощущалось никакого давления со стороны братьев или сестер, чтобы присоединиться к игре в мяч или пойти в кино, и я легко мог проверить любую интересную идею, которая приходила мне на ум», – пишет Хаунсфилд.

Еще совсем юного Годфри крайне интересовала техника, которая стояла в сарае на заднем дворе фермы: молотилки, машины для связки снопов сена, генераторы. Он стремился разобраться, как работает каждая деталь, что приводит их в движение и чем это движение осуществляется. Но он не только разбирался – он применял свои знания на практике и пропадал в сарае сутками, работая над очередной электронной штуковиной.

Так появились разные виды электрических записывающих машин, планер, с помощью которого изобретатель постигал физику полета, даже чуть не угробивший его самодельный флайборд из смоляной бочки с водой и ацетилена. Мальчику было интересно, насколько высоко сможет поднять бочку струя воды. Тогда ему казалось, что абсолютный рекорд высоты, который ему удалось поставить, оказался на отметке в 1000 футов (около 305 метров), что, конечно, вряд ли может быть правдой.

Из-за тяги Годфри ко всему техническому гуманитарные дисциплины ему давались крайне плохо. В отличие от физики с математикой, он не любил языки, историю, обществознание и прочее, что в Магнусской школе грамматики в Ньюарке так старательно пытались ему привить. Тем не менее он все-таки научился рассуждать, что в жизни впоследствии ему сильно пригодилось.

По окончании школы молодой Хаунсфилд не сразу приступил к дальнейшему обучению, а пошел волонтером в Королевские военно-воздушные силы, поскольку наступала Вторая мировая война, в обществе вовсю обсуждались новинки военной отрасли, в том числе в авиации, и это юношу, помешанному на технике, полностью затянуло.

Там он постиг основы электроники и радиотехники, с жадностью накинувшись на всю кипу литературы, которая только была в доступе ВВС Британии. Эта тяга помогла ему отлично сдать итоговый тест, и его без лишних вопросов и сомнений забрали в Крэнвеллскую военно-воздушную радиолокационную школу, причем, в качестве преподавателя-инструктора. Там он в свободное время «развлекался» тем, что проходил обучение и в итоге сдал экзамен по радиокоммуникациям, занимался созданием широкоэкранного осциллографа и демонстрационного оборудования в качестве обучающих пособий.

Все это не осталось незамеченным для лиц высокого ранга, которые присматривались к молодым и перспективным кадрам. Благодаря ходатайству одного из таких, вице-маршала Британской авиации Джона Реджинальда Кэссиди (John Reginald Cassidy), Хаунсфилд получил грант на обучение в электротехническом инженерном колледже Фарадея в Лондоне – одном из лучших и новаторских для того времени технических институтов. Его особенность состояла в том, что тогда он был первым специализированным колледжем, обеспечивающим университетское образование (год основания – 1890-й), причем, еще до распространения инженерных факультетов. К тому же там впервые начали внедрять так называемые сэндвич-курсы, сочетающие в себе теоретическую базу с ее безотлагательным практическим применением.

Джон Кессиди

Еще во время работы в британских ВВС Хаунсфилда привлекли электронные вычислительные механизмы, в том числе компьютеры, которые в то время еще только покоились в яслях истории. Поэтому, получив элитный диплом Фарадейского колледжа, он в 1949 году подал резюме в компанию EMI (Electric and Musical Industries, также известные как EMI Records Ltd.), куда его с большой охотой взяли. Компания в то время занималась исследованиями в области электроники для коммерческого использования.

Некоторое время он занимался разработкой системы радиоуправления для оружия, руководил небольшой проектной лабораторией, но с середины 50-х плотно приступил к созданию компьютера на основе транзисторов, которые сам же и усовершенствовал. Он внедрил в них магнитный сердечник, смог добиться, чтобы они управлялись магнитным полем, и таким образом увеличил скорость обработки информации в разы, что в итоге вылилось в первый полностью транзисторный и доступный для продажи компьютер EMIDEC 1100.

Виртуальный дятел подсказал, как не получить сотрясение мозга

За вероятность получить сотрясение мозга при травме черепа во многом отвечает взаимоположение головы и шеи, выяснили ученые из Стэнфордского исследовательского университета. Это следует из работы, опубликованной в научном журнале IEEE Transactions on Biomedical Engineering.

Группа исследователей, возглавляемых лабораторией Дэвида Камарильо, пришла к выводу, что напряженные шейные мышцы в момент удара – не гарантия того, что мозг не пострадает. 

Мягкие ткани шеи – мышцы, связки и суставы – могут лишь амортизировать голову при небольших по силе столкновениях. Напротив, угол наклона головы относительно шеи может серьезно повлиять на последствия травмы. Свои выводы команда ученых подтвердила, используя компьютерную модель человеческой головы.

На трех моделях  головы показано, насколько небольшая разница в углу её наклона влияет на степень углового ускорения в момент удара (точка удара указана красным цветом).  Большее угловое ускорение увеличивает вероятность сотрясения. Credit: Michael Fanton.

Незадолго до эксперимента по инициативе одного из исследователей университета Кэльвина Кьюо к головам добровольцев подвязывались небольшие гири так, чтобы отклонить их назад; пока добровольцы совершали качательные движения головой, ученые фиксировали и регистрировали ряд параметров, позволивших воссоздать наклон головы вперед и назад. 

Полученные данные использовались в моделировании удара.

В ходе работы была также использована виртуальная модель дятла. Известно, что эта птица, совершая свою «бурильную работу», способна достичь ускорения головы в 10 раз превышающее то, что привело бы к тяжелой черепно-мозговой травме у спортсмена. Учёные выявили зависимость между взаиморасположением шеи и головы дятла со степенью её ускорения – малейшие изменения в угле наклона головы приводят к существенным изменениям в амплитуде её вращения. К аналогичному выводу ученые пришли по отношению к компьютерной модели человеческой головы. Таким образом, очевидно, что риск сотрясения зависит от положения головы в момент удара.

Тем не менее, дятлы по-прежнему остаются здоровы. Исследователи обнаружили, что одним из механизмов снизить ускорение головы до минимума (помимо особенностей мозга птицы и строения её клюва) является особенное расположение головы. Это привело к рассуждениям об оптимальной геометрии и конструкции современных видов защитных шлемов. Дэвид Камарильо выразил настрой на дальнейшую работу по данной проблеме, а также по разработкам приемов защиты головы от травм и специального инструктажа.

Источник:

• Fanton, C. Kuo, J. Sganga, F. Hernandez and D. B. Camarillo, «Dependency of head impact rotation on head-neck positioning and soft tissue forces,» in IEEE Transactions on Biomedical Engineering.
• doi: 10.1109/TBME.2018.2866147
• Neuronovosti

Как возникла наука о сне

Сомнология — одна из наиболее бурно развивающихся областей нейронаук, изучающая механизмы и функции сна, а также заболевания, связанные с его нарушением, однако сон и сновидения интересовали людей с древнейших времен. О том, как формировалась современная сомнология, и пойдет речь в нашей статье.

Сон всегда ассоциировался с чем-то магическим, а сновидения многие народы считали способом общения с потусторонним миром. В Древней Греции в храмах, посвященных богу врачевания Асклепию, по сновидениям «диагностировали» болезни.

Во многих древних культурах сон рассматривался как состояние, промежуточное между жизнью и смертью. Об этом говорят существующие и в настоящее время поверья, согласно которым душа человека во время сна выходит за пределы тела и парит в «мировом космосе», а утром возвращается. Но если разрисовать лицо краской или изменить внешний облик человека, то душа не сможет узнать свое тело и человек умрет. Такие представления опирались на отсутствие у спящего человека реакций на внешние воздействия, а также на нередкие случаи смерти во сне или при пробуждении (в современном понимании — от инфаркта или инсульта).

Асклепий врачует спящего пациента наложением рук.
Барельеф, V в. до н.э. Археологический музей Пирея, Греция

О связи сна со смертью упоминается и в древнегреческой мифологии. Так, бог сна Гипнос приходился братом богу смерти Танатосу и перевозчику душ умерших Харону. Такой же взгляд на природу сна отразился и в античной философии. Аристотель в дошедших до нас трактатах говорит о близости сна к состоянию смерти:

«...сон же, по-видимому, принадлежит по своей природе к такого рода состояниям, как, например, пограничное между жизнью и не жизнью, и спящий ни не существует вполне, ни существует, ибо состоянию бодрствования жизнь присуща главным образом благодаря ощущению».

(Аристотель. О возникновении животных)

Ночь и двое ее сыновей — Сон и Смерть (фрагмент).
Работа немецкого художника А.Я.Карстенса (конец XVIII в.).
Веймар, Германия

Понимание сна как состояния, близкого к смерти, царило в умах европейцев до конца XIX века, что во многом задержало возникновение и замедлило развитие науки о сне. Однако на Востоке, в Индии и Китае, сон занимал более почетное место.

Индийские религиозно-философские трактаты Веды и Упанишады, созданные неизвестными авторами, в течение многих веков передавались устно и, наконец, были записаны на санскрите на древесной коре и пальмовых листьях.

В этих записях, чудом дошедших до наших дней, описывалось два вида сна — без сновидений (глубокий) и со сновидениями, причем сновидения рассматривались уже как отдельная форма сознанияю Такое понятие близко к современным классификациям сна, выделяющим три функциональных состояния: бодрствование, медленный и быстрый сон.

Предвестники современной сомнологии

Хотя представление о родстве сна и смерти и задержало его изучение на столетия, еще в Средневековье велись некоторые рассуждения о причинах возникновения сна. В XII в. монахиня Хильдегарда из Бингена считала его сродни потреблению пищи и связывала с грехопадением Адама.

В XVII–XVIII вв. причинами сна считали недостаток или избыток каких-либо основополагающих субстанций: недостаток «животного духа», расходующегося при физических нагрузках; нехватку «жизненного эфира», вызываемую утомлением; избыток «нервного духа», выделяемого во время бодрствования мозгом; сгущение крови, препятствующее току «духов», и т. д.

Анджело Моссо

В XIX в. мистические понятия постепенно стали уступать место физиологическим и химическим, но суть менялась не сильно. Приверженцы гемодинамической теории П. Кабанис и И. Мюллер связывали сон с застоем крови в мозге, а К. Бернар, А. Моссо и И. Р. Тарханов — с малокровием.

Чешский анатом Я. Пуркинье полагал, что сон вызван приливом крови к нервным центрам, их опуханием, в результате чего проходящие через них волокна теряют проводимость и связь с другими отделами мозга.

Выдвигались и еще менее правдоподобные теории.

По одной из них, во время сна воспринимающие нейроны втягивают свои окончания, прерывая связь с внешним миром.

Единственным, кто пытался доказать свою теорию, был Моссо. Он разместил человека на доске-весах и обнаружил, что при засыпании головной конец весов поднимается, а это свидетельствовало, казалось бы, об оттоке крови от головы.