Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

Примат здоровья: обезьяны помогут создать лекарство для космонавтов



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . Примат здоровья: обезьяны помогут создать лекарство для космонавтов // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Медицинские науки. ; ():-.

В Институте медико-биологических проблем (ИМБП) РАН завершился эксперимент на обезьянах по исследованию механизмов управления движениями рук, находящихся в коре головного мозга. Животные передвигали курсор по экрану монитора с помощью джойстика до и после погружения в специальную ванну, нахождение в которой имитировало полет. Одновременно ученые фиксировали реакцию мозга каждой обезьяны на электрическое воздействие, что позволило выявить участки коры, чувствительные к влиянию невесомости. В будущем результаты экспериментов позволят создать препараты, позволяющие избежать ухудшения координации движений космонавтов во время полетов, что повысит качество ручного управления кораблями при стыковках и маневрировании. Также новые знания могут помочь в разработке лекарств для пациентов с нейродегенеративными заболеваниями и сниженной активностью.

Владение собой

Влияние невесомости может вызывать множество негативных последствий для космонавтов. Одно из наиболее существенных — нарушение координации движений, при котором пилоту становится сложнее производить маневрирование и стыковку в космосе. Вплотную за изучение этой проблемы ученые взялись еще в 80-е годы — параллельно с проектированием советского многоразового корабля «Буран», для полетов которого требовалось сложное ручное управление.

В первую очередь воздействие невесомости изучали на обезьянах. С 1983 по 1997 год были проведены шесть орбитальных полетов, в которых участвовали 12 животных. При этом исследовалась координация их движений во время выполнения различных операторских задач и фиксировалась электрическая активность клеток мозга (с помощью вживленных в него электродов).

В результате проведенных исследований ученые пришли к выводу о том, что сбой в организме происходит из-за так называемой опорной разгрузки, при которой в мозг перестают поступать сигналы от опорных рецепторов, находящихся в суставах ног и коже стоп. По этой причине вестибулярные зоны центральной нервной системы лишаются значительной части поступающей в них информации, и обезьяна начинает хуже справляться с операторскими задачами. То же самое характерно и для человека.

Штурвал для макаки

На нынешнем этапе исследований ученые хотят понять, в каких именно областях мозга происходят нарушения взаимодействия сигналов различной модальности (вестибулярных, зрительных и так далее). Для этого они проводят эксперименты с опорной разгрузкой в земных условиях.

— Обезьян вида Macaca mulatta для подготовки опыта нам предоставил питомник Института медицинской приматологии в городе Адлер — первоначально у нас было шесть животных, из числа которых впоследствии отобрали две наименее агрессивные особи, проявляющие интерес к сотрудничеству с человеком, — рассказала «Известиям» старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной нейрофизиологии Института медико-биологических проблем РАН Наталья Миллер.

После этого животных постепенно обучили управлять движениями курсора на экране компьютерного дисплея с помощью джойстика. Их задача состояла в том, чтобы переводить курсор из центра экрана на мишень-кружок, которая в случайном порядке появлялась в одном из восьми фиксированных положений, рассредоточенных на равном расстоянии от первоначального положения стрелки. После успешного выполнения задачи обезьяны получали яблочный сок из специальной трубочки, что мотивировало их к выполнению следующей задачи.

Завершился подготовительный период тем, что в мозг животных были вживлены специальные вольфрамовые электроды, необходимые для микростимуляции нейронов участка коры головного мозга М1 (зона на коре. — «Известия»), участвующего в управлении рукой. Это было необходимо для изучения состояния данной области нервной системы, которое проводилось с помощью воздействия на нейроны разрядами электрического тока и оценки его последствий в виде движений руки обезьяны (как до имитации условий космического полета, так и после нее). При этом ученые приняли решение воспользоваться сравнением пороговых (или минимальных) значений тока, которые приводят к движениям руки, — в случае их значительной разницы до и после имитации это указало бы на кору М1 как на источник проблем с выполнением двигательных задач в невесомости.

— Для имитации условий невесомости каждую макаку погружали в специальную ванну с теплой водой, уровень которой достигал шеи, — пояснила Наталья Миллер. — Здесь обезьяна проводила три часа, после чего выполняла задание по управлению джойстиком. При этом все движения курсора по экрану записывались программой и впоследствии были сопоставлены с его траекториями, полученными при выполнении тех же действий перед имитацией невесомости.

«Бунт» в ванне

После двухнедельного перерыва эксперимент был проведен повторно — в нем участвовала только одна обезьяна, поскольку ее напарница отказалась от выполнения задания из-за поведенческих проблем.

— Даже во время проведения исследований с участием людей вы можете наткнуться на отказ от выполнения запланированных экспериментов со стороны подготовленного испытателя-профессионала, который за свой труд получает деньги, — объяснил заведующий лабораторией экспериментальной нейрофизиологии ИМБП Анатолий Бадаква. — Что уж говорить об обезьянах, каждая из которых, несмотря на высокую организованность (по сравнению с другими животными), обладает собственным характером.

Впрочем, этот небольшой бунт не помешал ученым завершить исследования. После двухнедельного перерыва эксперимент был проведен повторно — в нем участвовали обе обезьяны, полностью выполнившие научную программу.

— В итоге полученных данных оказалось достаточно, что позволяет считать проведенные исследования успешными, несмотря на все возникшие трудности, — подытожил ученый.

Несмотря на несговорчивость одной из макак, эксперты высоко оценили этический аспект работы нейрофизиологов.

— Обезьяны наиболее близки к человеку как по строению организма, так и в плане поведения, что делает выбор этих животных для проведения исследований целесообразным, — отметила заместитель директора Института физиологии имени Павлова по науке Татьяна Мошонкина. — Если же говорить об этическом аспекте экспериментов, то в данном случае коллеги из ИМБП РАН продемонстрировали крайне бережное отношение к животным.

Место синтеза

Согласно результатам работы в условиях имитации невесомости обезьяны владеют джойстиком с ощутимо меньшей эффективностью. Такой вывод был сделан при сравнении средних значений косинусов углов между идеальными прямыми, проходящими между центром экрана и мишенью, и усредненной траекторией движений курсора, которой животные управляли до и после погружения в воду.

— В результате первого трехчасового эксперимента первой обезьяны косинус уменьшился с 0,565 до 0,386 (на 31,7%) и частично восстановился через сутки после эксперимента до значения 0,539, — рассказала Наталья Миллер. — При этом полное восстановление показателя произошло только через двое суток. Аналогичная динамика была получена и после второго погружения, что свидетельствует о достоверном снижении эффективности управления джойстиком у обезьян под влиянием опорной разгрузки.

Кроме того, до и после погружения животных в воду проводилась длительная микростимуляция участков первичной моторной коры М1. При этом пороговые значения тока, вызывающего определенное движение руки, не изменялись у обеих обезьян как после первого, так и после второго погружения в воду. По словам ученых, равенство пороговых значений тока свидетельствует о том, что невесомость не влияет на нейроны изучаемого ими участка мозговой коры, — таким образом, снижение эффективности управления джойстиком у обезьян не было связано с изменением ее состояния. И более вероятно, что невесомость воздействует на структуры теменной коры, ухудшая планирование и контроль движений руки при выполнении двигательной задачи. В настоящее время ученые вплотную занялись проверкой этой гипотезы.

Научную значимость результатов исследования подтвердили в Институте физиологии имени Павлова, подчеркнув необходимость продолжения работы в этом направлении.

— Данные, полученные в результате работы с двумя обезьянами, безусловно, обладают научной ценностью, — считает Татьяна Мошонкина. — Однако в будущем для их верификации может потребоваться более масштабное исследование на большем количестве животных, а также дальнейшая проверка на людях с применением неинвазивных методов (например, с помощью энцефалограммы головного мозга).

Точность в таблетке

По словам специалистов, точное определение участка мозга, обеспечивающего успешную координацию движений, приведет к появлению новых возможностей для медикаментозной коррекции негативных эффектов, возникающих при полетах в космос.

— В разных участках мозга задействуются различные вещества-медиаторы, которые участвуют в электрохимических реакциях при передаче информации между нервными клетками, — отметил Анатолий Бадаква. — Таким образом, возможна медикаментозная компенсация нарушений деятельности участков мозга вследствие опорной разгрузки, вызванной невесомостью.

Кроме того, ожидается, что новые знания в области физиологии позволят оказывать более эффективную помощь пациентам с нейродегенеративными заболеваниями, а также улучшить состояние пожилых людей с иммобилизацией и сниженной активностью.

Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
https://www.apscuf.org/slot-gacor/https://cbtp.asean.org/slot onlineslot gacorslot gacorslot gacorslot gacorslot gacorhttps://bxartsfactory.org/slot-gacor-maxwin/https://www.splayce.eu/slot-pulsa/https://esign.bogorkab.go.id/vendor/bin/https://snip.eng.unila.ac.id/wp-content/uploads/slot-gacor/http://desa-bolali.klatenkab.go.id/files/slot-gacor/https://www.jurnal.stimsurakarta.ac.id/public/journals/https://kobar.umkm.kalteng.go.id/files/slot-gacor/https://www.uniqhba.ac.id/assets/slot-gacor/https://www.staipibdg.ac.id/-/slot-online-gacor/https://disdagperin.bekasikota.go.id/slot-gacor/https://journal.widyatama.ac.id/slot-gacor/https://stis.ac.id/slot-gacor/https://gradosyposgrados.ucjc.edu/https://ejurnal.iainlhokseumawe.ac.id/public/slot-deposit-pulsa/ https://www.mope.gm/slot88/https://www.vantru.is/slot88/https://vipnumberbuy.com/slot-deposit-pulsa/https://bio-med.euroasia-science.ru/slot-deposit-dana/https://fastgoal.com/forum/-/slot-gacor/https://www.gamisaulia.com/slot-gacor/https://persianfootball.com/news/wp-content/uploads/2013/01/slot-gacor/https://radiochicha.perugamingshow.com/https://empleabilidad.uigv.edu.pe/slot-gacor/https://civil.annauniv.edu/slot-gacor/https://majubersamagroup.com/slot-gacor/https://fais.psu.ac.th/slot88/https://www.gardencity.university/slot-gacor/http://admission.mnsuam.edu.pk/slot-gacor/https://www.yckmc.edu.hk/slot-gacor/https://www.revistaamexco.com.mx/files/journals/1/articles/51/62c7819f6a734.htmlhttps://www.edithumbs.com/wp-content/uploads/2020/01/slot-gacor-deposit-dana/https://regencyinstitutions.com/uploads/https://beritarajaku.com/http://arc.salleurl.edu/develop/slot-deposit-pulsa/https://www.ducayne100.org/slot-gacor/https://parasolprojects.com/slot-gacor/https://www.kotabaruparahyangan.com/slot-gacor/http://discamino.org/slot-gacor/https://cmc.edu.vn/slot-gacor/https://www.kpsg-solutions.pt/slot-deposit-dana/https://katingankab.go.id/slot-online/http://sintang.go.id/slot-gacor/https://text.co.id/slot-gacor/https://www.stimsurakarta.ac.id/slot-gacor/http://www.loasis-traiteur.com/fileman/https://sipil.ft.unesa.ac.id/slot-gacor/https://kemahasiswaan.unesa.ac.id/slot-gacor/https://empleabilidad.uigv.edu.pe/slot-gacor/https://surjyotsna.org/slot88/https://unitedtowel.com/slot-deposit-pulsa/http://gpm.fe.unesa.ac.id/slot88/https://eapi.sabayon.org/https://www.zeleka.com/slot-gacor/https://nclthailand.com/slot88/https://ft.unesa.ac.id/slot-gacor/https://bot.unesa.ac.id/slot-deposit-pulsa/https://optical.botsolutions.org/slot-gacor/https://www.test-car.pt/slot-gacor/https://ejurnal.methodist.ac.id/files/slot-online/https://jurnal.kwikkiangie.ac.id/files/slot-gacor/https://www.amikmbp.ac.id/slot88/https://ifris.org/slot-gacor/https://biomedicineonline.org/slot-gacor/http://e-journal.sastra-unes.com/slot-gacor/https://www.rtpslotgacor.cc/https://www.fundacionclavel.org/situs-slot-gacor/https://www.fundacionclavel.org/slot88/https://ksrce.ac.in/gacor88/https://sushizobangkok.com/slot88/http://huaplachongnonsea.com/slot-gacor/https://enfermeriadermatologica.org/slot-gacor/http://www.rpchospital.com/slot-gacor/https://www.feiradossofas.pt/slot-gacor/https://sites.google.com/view/slot-gacor-terbaru-hari-ini/https://www.viagsite.com/https://bio-med.euroasia-science.ru/slot-deposit-dana/https://165.22.244.0/https://www.rtppastigacor88.com/http://enfermeriadermatologica.org/slot777/https://slot88.ice.edu.pt/https://belodent.org/-/slot-pulsa/https://history.soc.ku.ac.th/uploads/slot-gacor/https://www.kemasaja.com/slot-gacor/http://www.maktour.co.id/slot-gacor/https://seamolec.org/files/slot-gacor/https://sbyads.ru/slot88/http://www.woconf.com/slot-gacor/https://omnipacgroup.com/slot-gacor/https://icdemolicensewebapi.honeywell.com/https://www.fundacionclavel.org/slot-gacor/ gacor 88https://sshj.in/public/slot-deposit-dana/https://mbmscience.com/public/slot88/situs slot gacorhttps://peshawarhighcourt.gov.pk/slot-gacor/https://www.doutoresdoexcel.com.br/-/slot-gacor/https://mccm.ptcer.pl/slot-demo/https://academconsult.ru/slot-gacor/https://nje.org.na/slot-deposit-dana/https://journals.tma.uz/slot-gacor/https://muru.com.co/slot-deposit-pulsa/https://coresdaterra.com.br/slot-gacor/https://sasurie.com/slot-gacor/https://thejrns.org/slot-gacor/http://a0729171.xsph.ru/https://zombiigrice.com/slot-gacor/https://ijohmn.com/public/slot-gacor/https://www.kuhoo.com/wp-content/uploads/slot-deposit-dana/http://clc.cet.edu/judi-bola/https://www.ijmaberjournal.org/slot-gacor/https://ijorces.org/slot-gacor/https://virtusclean.com/slot-online/https://modernacademy-journal.synceg.net/slot-gacor/https://artescienza.org/wp-content/uploads/slot-gacor/https://journal.icter.org/public/slot-gacor/https://rumosdainformacao.ivc.br/5unsur3/https://dailyexpresstop.com/https://livepublicnews.com/http://bkpsdm.pringsewukab.go.id/slot-online/