Целостность голубого пятна головного мозга связали с эффективностью работы памяти
Снижение целостности голубого пятна (небольшая структура головного мозга, производящая норадреналин) может объяснить ухудшение памяти в пожилом возрасте. Это выяснили британские исследователи, которые проверили способность пожилых участников исследования извлекать негативные воспоминания. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, эти данные могут быть полезны для изучения и профилактики процесса нейродегенерации в пожилом возрасте и связанного с ней когнитивного спада.
Голубое пятно (Locus coeruleus) — это небольшая анатомическая структура, которая находится в стволе головного мозга на уровне моста. Будучи главным источником биосинтеза норадреналина, голубое пятно участвует в регуляции циклов сна-бодрствования, эмоциональной регуляции, а также когнитивном контроле и процессах памяти и внимания. Нарушение его целостности также рассматривают как биомаркер ряда нейродегенеративных заболеваний, в том числе и болезни Альцгеймера: дегенерацию нейронов голубого пятна связывают с развитием патогенных форм тау-белка.
Тем не менее, до сих пор точно не известно, как именно связаны целостность голубого пятна и один из самых показательных маркеров развития нейродегенеративных заболеваний — когнитивный спад. Именно это изучила группа ученых из Университетского колледжа в Лондоне под руководством Эмры Дюзеля (Emrah Düzel). Ученые провели исследование корреляции эффективности работы эпизодической памяти с целостностью голубого пятна. Эту корреляцию также связали с возрастом: в исследовании приняли участие как люди в возрасте от 65 до 84 лет (22 человека), так и молодые люди (28 человек от 20 лет до 31 года).
В ходе исследования ученые провели эксперимент на обучение. Участникам были представлены два типа стимулов (изображений сцен): каждый из них соответствовал дальнейшему получению либо вознаграждения, либо наказания — в виде прибавления или снятия очков. От участников, соответственно, требовалось правильно определить стимул и получить максимальное количество очков (набрав более 20 очков, они получали денежное вознаграждение). В некоторых случаях стимулы были представлены по одиночке: в этом случае у участника выбора не было, и он получал тот исход (вознаграждение или наказание), который соответствовал одиночному стимулу. Такой тип презентации стимула был использован для того, чтобы вызвать у участников негативную эмоциональную реакцию, связанную с поражением, и в итоге изучить именно обработку негативных воспоминаний эпизодической памяти.
В качестве показателя целостности голубого вещества ученые с помощью МРТ измерили уровень нейромеланина — пигмента, который в больших количествах производится в катехоламинергических клетках голубого пятна, придавая ему характерный цвет.
Обе группы участников — и молодые, и пожилые люди — показали бóльшую эффективность извлечений воспоминаний эпизодической памяти до негативного события, а не после. Сама эффективность извлечения была связана с целостностью голубого пятна: у пожилых участником с меньшим количеством нейромеланина показатели работы эпизодической памяти (количество правильно соотнесенных стимулов) были ниже.
Авторы работы пришли к выводу, что биосинтез норадреналина — главного нейромедиатора голубого пятна — отвечает за эффективность работы памяти в пожилом возрасте. В дальнейшем результаты этого исследования можно использовать как для изучения процессе нейродегенерации, так и для разработки методов профилактики и лечения заболеваний, в патогенез которых входят нарушения памяти.
Помимо поиска маркеров ухудшения памяти в пожилом возрасте ученые также разрабатывают возможные методы ее улучшения. Например, пространственную память мышей можно улучшить с помощью инъекций плазмы из человеческой пуповины в гиппокамп, а на людях недавно опробовали электростимуляцию височных долей.
Елизавета Ивтушок
Эти данные важны для понимания эволюции коммуникации и речи
Исследовательницы из Великобритании изучили, насколько хорошо люди понимают жесты других гоминид. Они создали онлайн-игру, в которой люди смотрели видео с распространенными жестами шимпанзе и бонобо и выбирали возможное значение этих жестов из предложенных вариантов. Анализ данных 5656 участников показал, что люди хорошо распознают обезьяньи жесты. Эти результаты важны для понимания эволюции коммуникации и речи. Исследование опубликовано в PLOS Biology. Человеческий язык нужен не только затем, чтобы передавать информацию, но и чтобы передавать смысл. Мы используем язык преднамеренно, в отличие от вокализаций других животных, которые нередко являются просто реакцией на какой-то определенный стимул вроде близости хищника или пищи — и не важно, есть вокруг сородичи, или нет. Мы можем выбирать, говорить или не говорить что-то, как и когда это делать. Однако, по мнению ученых, было бы ошибкой полагать, что такая сложная форма коммуникации появилась у человека ни с того ни с сего. Все остальные гоминиды — орангутаны, гориллы, шимпанзе и бонобо — говорить как люди не могут, но используют звуки и жесты примерно схожим образом. Они также ориентируются на адресата и перестают демонстрировать жест, когда другая обезьяна делает то, что от нее хотят. Сейчас идентифицировано более 80 жестов гоминид, часть из которых у разных видов — общие. Люди, несмотря на близкое родство с шимпанзе и бонобо, жесты обезьян использовать, судя по всему, перестали. Но, возможно, мы просто слишком замаскировали это: тот факт, что мы жестикулируем ничуть не меньше в совершенно разных контекстах, может усложнять поиск нужных жестов в нашем репертуаре. Также недавнее исследование показало, что дети, которые еще не умеют говорить, могут использовать около 50 жестов из репертуара обезьян. Возможно, жесты других гоминид все еще доступны нам — хотя бы отчасти. Исследовательницы из Лаборатории диких умов (Wild Minds Lab) Сент-Эндрюсского Университета Кирсти Грэхэм (Kirsty Graham) и Кэтрин Хобейтер (Catherine Hobaiter) с помощью компьютерной игры проверили, как люди понимают самые распространенные жесты шимпанзе (Pan troglodytes) и бонобо (Pan paniscus). Ученые проанализировали данные 5656 участников, которые посмотрели 20 коротких видео, где обезьяна показывает какой-либо жест, и выбрали значение этого жеста из четырех предложенных вариантов. Участников случайным образом разделили на две группы: одна смотрела только видео с жестами, другая видела также краткое описание контекста — всего по одной строке. Каждое видео сопровождалось простой иллюстрацией жеста, которая помогала понять, что происходит на видео (неопытный зритель не всегда определяет это с первого раза) — примеры таких иллюстраций можно посмотреть здесь. Всего было 40 видео с жестами шимпанзе и бонобо, и каждая группа увидела по 20. Исследователи выбрали 10 наиболее распространенных типов жестов, значение которых было уже известно как у шимпанзе, так и у бонобо. У большинства (13 штук) жестов было одно значение, а у 4 типов жестов шимпанзе и 3 типов жестов бонобо — несколько. Исследователи определили главное (более частое) и дополнительное значение — оба эти значения предлагались среди вариантов. Так, например, жест «сильный громкий скрежет» (на видео обезьяна чешет себе бок) используется для инициирования груминга, в то время как «встряхивание объекта» (на видео обезьяна трясет ветви деревьев) — как для груминга, так и для совокупления. https://youtu.be/PWujWiRNV-A Бонобо трясет ветку дерева — такой жест обезьяны обычно используют как призыв к совокуплению Видео с разными жестами можно посмотреть на ютуб-канале Great Ape Dictionary, там есть большой плейлист с примерами жестов бонобо. А можно попробовать испытать себя и пройти ту самую игру, где нужно угадывать значения жестов — доступ к ней открыт, а данные не собираются (игра на английском). Участники исследования правильно распознавали значение жестов более чем в 50 процентах случаев — и такой результат нельзя объяснить случайным угадыванием (тогда процент был бы около 25). Если участникам предлагали краткое описание к видео, они чуть лучше распознавали жесты — но разница была совсем небольшой. Так, значение жеста «поднятие руки» участники определили верно почти в 90 процентах случаев: у шимпанзе он означает просьбу еды, а у бонобо — просьбу о грумминге, реже — просьбу нести его. Еще три жеста, включая «демонстрацию гениталий», которая у обоих видов означает призыв к сексу или к тому, чтобы быть дружелюбным, участники верно поняли в 75 процентах случаев. Единственным жестом, значение которого люди понять не смогли, было то самое «встряхивание объекта». Его основное значение и у шимпанзе, и у бонобо действительно неочевидное — приглашение к сексу; еще иногда шимпанзе используют его как сигнал «отойди от меня», а бонобо — как просьбу о грумминге. Возможно, нам просто хватает ума и сходства с другими приматами, чтобы понять, что они хотят сказать. Однако авторы полагают, что способность понимать жесты гоминид могла достаться нам от наших предков, которые их использовали. Тогда эти жесты могут быть частью эволюционно древнего общего словаря приматов — что очень вероятно в контексте формирования человеческой речи. Впрочем, и вокальные сигналы нечеловеческих приматов не так уж примитивны и могут рассказать нам что-то о формировании человеческой речи. А еще обезьяны могут учиться друг у друга новым формам вокализации или даже жестов.