Высокая концентрация гамма-аминомасляной кислоты в средней лобной извилине способна предсказать успехи в математике. Американские исследовали выявили такую закономерность, сравнив уровень этого нейромедиатора в средней лобной извилине у школьников. Ученые сделали вывод, что гамма-аминомасляная кислота играет важную роль в нейропластичности и обучении. Исследование опубликовано в PNAS.
Связь математического образования с функционированием нейронов в последние годы неизменно привлекала интерес исследователей. Они обнаружили, что важную роль в математических способностях играют лобные и теменные регионы мозга. При этом неизвестно, как недостаток математического образования влияет на функционирование областей мозга. Ученые выдвигают гипотезу, что математические способности определяются разной концентрацией нейромедиаторов — гамма-аминомасляной кислоты (тормозящий эффект) и глутамата (возбуждающий эффект). Например, низкие уровни рецепторов гамма-аминомасляной кислоты ассоциировались в исследованиях с более низким развитием когнитивных функций. При этом связь концентрации нейромедиаторов с математическими способностями еще не изучалась.
В школах Великобритании студенты могут по желанию прекратить изучение математики в возрасте 16 лет, поэтому исследователи во главе с Роем Коэном Кадошем (Roi Cohen Kadosh) из Оксфордского Университета решили проанализировать концентрации глутамата и гамма-аминомасляной кислоты в мозге у подростков, имеющих сходный уровень образования в целом, но различающихся по математическому бэкграунду. В группе школьников, которые обучались математике, было 49 человек, а в группе тех, кто ей не обучались, 38 человек. Ученые провели магнитно-резонансную спектроскопию, чтобы измерить концентрации нейромедиаторов в левой средней лобной извилине и внутритеменной борозде. Исследователи выбрали эти регионы, так как их связывают с вычислительными способностями и обучением.
Оказалось, что концентрация гамма-аминомасляной в левой средней лобной извилине способна предсказать, занимается ли человек математикой или нет (p = 0,009). У группы студентов, не обучавшихся математике, уровень этого нейромедиатора был ниже, также они хуже выполняли математические тесты. Взаимосвязи изучения математики с концентрацией глутамата и различий в содержании нейромедиаторов во внутритеменной борозде не получили.
Ученые предложили отличникам математические тесты через 19 месяцев после измерения концентраций нейромедиаторов. С помощью регрессионного анализа они рассчитали, связана ли концентрация гамма-аминомасляной кислоты в средней лобной извилине с результатами тестов. Высокий уровень этого нейромедиатора оказался предиктором успешности выполнения тестов (p = 0,014).
Исследователи заключили, что гамма-аминомасляная кислота, по-видимому, способна модулировать мозг и играет важную роль в нейропластичности — способности мозга строить новые нейронные связи.
Исследования по влиянию обучения на мозг проводятся регулярно. Американские ученые проанализировали данные магнитно-резонансной томографии у людей, с которыми до 5 лет проводили занятия по когнитивному и речевому развитию, и у тех, которых не обучали. Раннее обучение оказалось связано с увеличением площади поверхности и объема коры больших полушарий у мужчин и нижней левой лобной извилины у женщин.
Анастасия Кузнецова
Мувалаплин стал первым кандидатом в пероральные лекарства от дислипидемии (а)
Австралийские и американские врачи опубликовали результаты первой фазы исследования мувалаплина — соединения, блокирующего формирование липопротеина (а) и предназначенного для перорального приема. В двухнедельном эксперименте с участием 105 здоровых добровольцев мувалаплин снизил уровень атерогенного липопротеина в три раза и не вызвал серьезных побочных эффектов. Мувалаплин стал первым кандидатом в лекарства с подобным механизмом действия, прошедшим исследование первой фазы. Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of American Medical Association. Липопротеины (а) — это комплексы белков и липидов, циркулирующие в крови человека и транспортирующие холестерин. Их функция неизвестна, а концентрация на два порядка ниже, чем у более известной и похожей по строению транспортной формы холестерина — липопротеинов низкой плотности. Но, несмотря на низкую концентрацию в плазме крови, частицы липопротеинов (а) вносят заметный вклад в атеросклероз сосудов и кальциноз сердечных клапанов, поскольку легко проникают в стенку сосудов и несут в себе окисленные формы липидов. Уровень липопротеинов (а) повышен примерно у каждого восьмого взрослого жителя России, а вместе с ним повышен и риск сердечно-сосудистых заболеваний. В отличие от липопротеинов низкой плотности, количество липопротеинов (а) в крови мало зависит от образа жизни, а определяется в первую очередь экспрессией гена аполипопротеина (а) — одного из белковых компонентов липопротеина. Основные пероральные холестеринснижающие препараты, используемые сейчас в клинической практике (например, статины), не влияют на уровень липопротеина (а). Инъекционные препараты на основе моноклональных антител, усиливающих захват липопротеинов клетками, слабо снижают уровень липопротеина (а) и не могут применяться при изолированной гиперлипопротеинемии (а), и сейчас основной метод лечения таких пациентов — это аферез липопротеинов (а). В разработке находятся препараты, блокирующие экспрессию гена аполипопротеина (а), но лекарства на основе антисмысловых олигонуклеотидов и интерферирующих РНК потребуют инъекционного введения, что неудобно для пациентов, которым требуется пожизненная терапия. Врачи из Австралии и США под руководством Стивена Николса (Stephen J. Nicholls) из австралийского Университета Монаша провели одноцентровое исследование первой фазы по оценке безопасности перорального препарата мувалаплина (его исследованием и продвижением занимается американская фармацевтическая компания Eli Lilly, она же спонсировала исследование). Это соединение блокирует участок молекулы аполипопротеина (а), служащий для связывания с белком аполипопротеином B100 и для сборки частицы. В ходе исследования врачи проанализировали данные от 105 здоровых добровольцев из Нидерландов в возрасте 18-69 лет. 52 человека — получили от врачей одну дозу плацебо или мувалаплина в дозе от одного до восьмисот миллиграмм. Таким образом ученые получили сведения, как потенциальное лекарство распределяется и метаболизируется в организме людей. Обнаружив, что низкие дозы не дают необходимой концентрации или длительности действия средства, врачи приступили ко второй части. В ходе нее врачи набрали 53 добровольца, имеющих повышенный уровень липопротеина (а) в плазме крови (более 30 миллиграммов на децилитр, или 72 наномоль на литр), и давали испытуемым мувалаплин в дозе в дозе 30-800 миллиграмм в сутки в течение 14 дней. Параллельно врачи следили за изменениями в анализах крови, фокусируясь в первую очередь на уровнях липидов плазмы крови и активности белков острой фазы. Уровень липопротеина (а) в крови снижался уже на второй день приема, а к концу курса снижение достигало 65 процентов в сравнении с плацебо. Серьезные нежелательные явления не были зарегистрированы в процессе исследования, хотя было обнаружено небольшое снижение уровня плазминогена в крови, которое могло быть вызвано неселективным действием мувалаплина из-за сходства аполипопротеина (а) с плазминогеном. Результат исследования первой фазы делает мувалаплин первым соединением, созданным для снижения уровня липопротеина (а), прошедшим исследование первой фазы и не требующим внутривенного или подкожного введения. Будущие наблюдения в течение более длительного времени на группах людей с нарушениями липидного обмена позволят точнее сказать, есть ли будущее у пероральной терапии дислипидемии (а). Исследование второй фазы уже стартовало, его результаты появятся, вероятно, в 2024 году. Нарушения липидного обмена — это не только история про атеросклероз. Иногда они имеют неожиданные проявления — вроде отложения бета-амилоида в мозгу или скорой смерти самок осьминогов после спаривания.