Когда снятся сны?

Резюме. Пересмотрены представления о взаимосвязи сновидений с REM-фазой сна. Локальное низкочастотное снижение активности задних участков коры больших полушарий составляет основной коррелят с сознательными переживаниями во сне, тогда как высокочастотная активность указанных зон взаимосвязана с конкретным содержанием сновидений вне зависимости от фазы сна

Ранее было известно о том, что именно быстрый сон, или фаза быстрых движений глаз (rapid eye movement — REM), в противоположность медленному сну имеет непосредственную взаимосвязь со сновидениями, реализуя бессознательные модели ожидаемых событий. Однако такие представления оказались недостаточно верны, поскольку участники клинических экспериментов часто сообщали о сновидениях при пробуждении их в фазу ортодоксального (non-REM) сна, а нередко — и об отсутствии таковых во время REM-сна.

В новом исследовании, результаты которого публикованы в издании «Nature Neuroscience» 10 апреля 2017 г., нейробиологи Висконсинского университета в Мадисоне (University of Wisconsin­–Madison), США, описали изменения волновой активности в участках коры головного мозга (ГМ), образно названной ими «горячим участком», а также корреляцию указанных изменений со сновидениями, наблюдавшимися вне зависимости от стадии сна.

В стремлении постичь закономерности сновидений исследователи усматривают возможность приблизиться к пониманию сознания. Дизайн подобной научной стратегии известен и основывается на изучении функциональной активности областей ГМ, вовлеченных в данный процесс, что, в свою очередь, опосредует поиск модели функционирования, при которой этот механизм нарушается. Таким образом, согласно данной гипотезе идентификация активности мозга, ассоциирующейся со сновидениями, могла бы опосредовать наблюдение волновой активности, специ­фичной для состояния сознания.

С целью изучения более точных нейронных коррелятов сновидений нейробиологи в лаборатории сна, применяя электроэнцефалографию, наблюдали спящих участников исследования, будили их через определенные интервалы и спрашивали их о наличии сновидений. После чего, резюмируя данные, исследователи провели оценку сопряженности стадий сна, частотных характеристик волновой активности ГМ, а также данных самоотчетов участников исследования о сновидениях. Ученые выявили, что во время сновидений — в частности за 20 мин до того, как участники были разбужены и сообщили о сновидении, — наблюдалось снижение низкочастотной и повышение высокочастотной активности ГМ в задних «горячих участках» по сравнению с характером волновой активности, наблюдаемой у тех же спящих участников в отсутствие сновидений. Описанные результаты были идентичны для медленноволнового и парадоксального сна в равной степени. На следующем этапе работы, основываясь на полученных данных, исследователи разработали алгоритм, позволяющий прогнозировать наличие сновидений во время ортодоксального сна. По словам авторов работы, такие прогнозы оказывались точными в 90% случаев.

Кроме того, исследователям удалось изучить взаимосвязь между повышением уровня высокочастотной волновой активности ГМ в определенных областях задних «горячих участков» и содержанием сновидения во время REM-фазы сна. Так, авторами описаны несколько случаев, когда высокочастотная активность ГМ в области, ответственной за процессинг определенного типа информации, возрастала до того момента, когда участники исследования просыпались и сообщали о снах с аналогичной информативной моделью. Так, повышение высокочастотной активности в зоне Вернике, вовлеченной в процесс обработки языковой семантики, отмечали у участников, впоследствии сообщавших о снах с разговорным содержанием.

Таким образом, полученные в новом исследовании данные позволяют предполагать, что сознание с большей вероятностью поддерживается активностью ограниченных задних участков коры ГМ, а не широкой фронтопариетальной нейронной сетью, как считалось ранее.

• Siclari F., Baird B., Perogamvros L. et al. (2017) The neural correlates of dreaming. Nat. Neurosci., Apr. 10 (http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4545.html).
• Taylor A.P. (2017) Scientists identify more-precise neural correlates of dreaming. The Scientist, Apr. 10 (http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/49169/title/Scientists-Identify-More-Precise-Neural-Correlates-of-Dreaming/).

Наталья Савельева-Кулик

Экстракорпоральное оплодотворение повышает риск развития новообразований

Некоторые методы для лечения при бесплодии, например экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), могут помочь ощутить себя родителями тем пациентам, состояние здоровья которых не позволяет зачать ребенка другими способами. Однако специалисты отмечают, что подобные методы несут в себе потенциальные риски. Так, в ходе нового исследования ученые Университета Бен-Гуриона (Ben-Gurion University of the Negev) и Медицинского центра Университета Сорока (Soroka University Medical Center in Beer-Sheva), Израиль, определили, что отдельные терапевтические подходы, применяемые при бесплодии, могут повышать риск развития новообразований у детей, родившихся в результате наступивших беременностей.

В ходе работы ученые проанализировали данные 242 187 новорожденных. Зачатие 98,3% из них произошло самопроизвольно, 1,1% — в результате ЭКО и 0,7% — после терапии, направленной на стимуляцию овуляции. За 11 лет наблюдения диагностировано 1498 случаев развития новообразований. Ученые определили, что у детей, родившихся в результате ЭКО, риск развития заболеваний данной группы был несколько выше, чем у их сверстников, зачатие которых произошло естественным образом. В то же время у детей, родившихся после стимуляции овуляции, риск развития патологий был несколько ниже.

Согласно результатам Национального института рака (National Cancer Institute), США, новообразования являются участками неконтролируемого клеточного роста. Не все они становятся раковыми опухолями, однако такая вероятность существует. В ходе данной работы ученые не оценивали частоту превращения новообразований в злокачественные опухоли, предполагая, что бесконтрольный рост клеток сам по себе является фактором риска развития онкологических патологий.

Руководитель работы доктор Эйал Шейнер (Eyal Sheiner) отметил, что выявленная взаимосвязь между ЭКО и риском развития новообразований является статистически значимой. С повышением распространенности методов вспомогательных репродуктивных технологий и увеличением количества детей, родившихся в их результате, специалистам важно помнить о существовании такой зависимости. Доктор Э. Шейнер отметил, что в ходе предыдущих работ ученые выявили у 8,5% детей с онкологическими заболеваниями гены, ассоциированные с повышенным риском возникновения рака. Тем не менее, только у 40% юных пациентов в семейном анамнезе прослежены случаи онкологических патологий у родственников, что заставило ученых задуматься о том, как наследуются эти гены и какие внешние факторы стимулируют их экспрессию.

• Dovey D. (2017) Causes of cancer in children: babies conceived via IVF have higher risk of developing pediatric cancers. Medicaldaily, Apr. 25 (http://www.medicaldaily.com/causes-cancer-children-babies-conceived-ivf-have-higher-risk-developing-416219).
• Wainstock T., Walfisch A., Shoham-Vardi I. et al. (2017) Fertility treatments and pediatric neoplasms of the offspring: results of a population-based cohort with a median follow-up of 10 years. Am. J. Obstet. Gynecol., 216: 314.

Юлия Котикович

Plastic-eating caterpillars could save the planet

An escape from a shopping bag triggers an idea

MOST scientific research follows a logical progression, with one experiment following up on the findings of another. Every now and then, however, serendipity plays a part. Such is the case with a paper just published in Current Biology, which reveals to the world a moth capable of chewing up plastic.

The experiment behind the paper was inspired when Federica Bertocchini, an amateur beekeeper who is also a biologist at Cantabria University, in Spain, noticed caterpillars chewing holes through the wax in some of her hives and lapping up the honey. To identify them, she took some home in a plastic shopping bag. But when, a few hours later, she got around to looking at her captives she found the bag was full of holes and the caterpillars were roaming around her house.

After rounding them up, she identified them as larvae of the greater wax moth, a well-known pest of bee hives. On considering their escape from their shopping-bag prison, though, she wondered whether they might somehow be put to work as garbage-disposal agents.

Past attempts to use living organisms to get rid of plastics have not gone well. Even the most promising species, a bacterium called Nocardia asteroides, takes more than six months to obliterate a film of plastic a mere half millimetre thick. Judging by the job they had done on her bag, Dr Bertocchini suspected wax-moth caterpillars would perform much better than that.

To test this idea, she teamed up with Paolo Bombelli and Christopher Howe, two biochemists at Cambridge University. Dr Bombelli and Dr Howe pointed out that, like beeswax, many plastics are held together by methylene bridges (structures that consist of one carbon and two hydrogen atoms, with the carbon also linked to two other atoms). Few organisms have enzymes that can break such bridges, which is why these plastics are not normally biodegradable. The team suspected wax moths had cracked the problem.

One of the most persistent constituents of rubbish dumps is polyethylene, which is composed entirely of methylene bridges linked to one another. So it was on polyethylene that the trio concentrated. When they put wax-moth caterpillars onto the sort of film it had taken Nocardia asteroides half a year to deal with, they found that holes appeared in it within 40 minutes.

On closer examination, Dr Bertocchini and her colleagues discovered that their caterpillars each ate an average of 2.2 holes, three millimetres across, every hour, in the plastic film. A follow-up test found that a caterpillar took about 12 hours to consume a milligram of shopping bag. Such bags weigh about three grams, so 100 larvae might, if they spent half their lives eating, consume one in a month.

Whether releasing wax moths on the world’s surplus plastic really is sensible is not yet clear. For one thing, it has not been established whether the caterpillars gain nutritional value from the plastics they eat, as well as being able to digest them. If they do not, their lives as garbage-disposal operatives are likely to be short—and, even if they do, they will need other nutrients to thrive and grow. Another question is the composition of their faeces. If these turn out to be toxic, then there will be little point in pursuing the matter. Regardless of this, though, the discovery that wax-moth larvae can eat plastic is intriguing. Even if the moths themselves are not the answer to the problem of plastic waste, some other animal out there might be.

12 Fascinating Facts on Solar Energy

A timeline of future technology

Эффективен ли церебролизин при ишемическом инсульте?

Ишемический инсульт является острым патологическим состоянием, требующим неотложной медицинской помощи. Одним из лекарственных препаратов, применяемых в лечении при данной патологии, является церебролизин. Он представляет собой смесь низкомолекулярных пептидов (80%) и свободных аминокислот (20%), полученных из ткани головного мозга свиней, и обладает потенциальными нейропротекторными и нейротропными свойствами. Под нейропротекцией, в случае ишемического инсульта, понимают ингибирование патологических молекулярных событий, приводящих к притоку ионов кальция, активации свободнорадикальных реакций и гибели клеток головного мозга. Несмотря на широкую распространенность, применение данного препарата в терапии пациентов с ишемическим инсультом является дискутабельным вопросом.

21 апреля 2017 г. в Кокрановской базе данных систематических обзоров опубликованы результаты совместной работы российских и французских авторов, задачей которой являлась оценка преимуществ и рисков при использовании церебролизина в лечении пациентов с ишемическим инсультом. Для этого исследователи провели поиск в Кокрановском регистре групповых исследований инсульта, базах CENTRAL, MEDLINE, Embase, Web of Science Core Collection with Science Citation Index, LILACS, OpenGrey, а также ряде российских баз данных за период до мая 2016 г. Авторы также искали справочные списки, текущие реестры испытаний (в том числе реестр судебных разбирательств по инсультам) и материалы конференций, а также связались с производителем церебролизина, компанией EVER Neuro Pharma GmbH (ранее — Ebewe Pharma).

Критериями отбора стали рандомизированные контролируемые испытания, сравнивающие церебролизин, применение которого начиналось в течение 48 ч после начала эпизода ишемического инсульта и продолжалось любое время, с плацебо или группами пациентов без добавления к лечению данного препарата. Следствием стали 6 рандомизированных контролируемых испытаний, в которых приняли участие 1501 пациент, соответствующий критериям включения в исследование. Стоит уточнить, что производитель церебролизина, фармацевтическая компания EVER Neuro Pharma, поддерживал три мультицентровых исследования либо полностью, либо предоставляя церебролизин и плацебо, коды рандомизации, исследовательские гранты или статистиков.

В итоге авторы предоставили соответствующую статистику, в которой указано, что в категории смерти от всех причин не было существенной разницы в группах церебролизина и плацебо (46/714 в группе церебролизина против 47/703 в группе плацебо соответственно, всего 1417 участников). Серьезные побочные эффекты не имели существенной разницы в группе церебролизина и не сопровождались различиями в категории фатальных осложнений. Но, как отметили авторы, возросло количество нефатальных побочных эффектов в группе с применением препарата церебролизина по сравнению с плацебо (20/667 и 8/668 соответственно). В одном из изученных авторами исследований были указаны такие нефатальные побочные эффекты: для группы церебролизина — острый коронарный синдром, фибрилляция предсердий, сердечная недостаточность, язва желудка, пневмония (три случая), рак прямой кишки, кома, плевральный выпот, аспирационная пневмония (два случая), церебральная гематома и легочная эмболия; для группы плацебо — остановка сердечной деятельности, сердечная недостаточность, цирроз печени, инфекционный артрит, пневмония, сепсис, почечная недостаточность, дыхательная недостаточность, экстрааксиальное кровоизлияние и геморрагический инсульт (по одному случаю). В другом изученном авторами исследовании указано только одно нефатальное осложнение в группе плацебо — гематемезис (рвота с кровью). Не было различий в общем количестве людей с неблагоприятными событиями: 308/667 — в группе церебролизина против 307/668 — в группе плацебо.

Препарат церебролизин и методология большинства включенных исследований были предоставлены производителем данного лекарственного средства, создавая вероятный конфликт интересов и возможную предвзятость. Подытоживая результаты проведенного исследования, авторы пришли к заключению, что в настоящее время существуют доказательства среднего качества, позволяющие предполагать, что церебролизин действует не лучше, чем плацебо, в отношении смерти от всех причин, когда его назначают пациентам с острым ишемическим инсультом в течение 48 ч после начала инсульта. Также специалисты отметили, что существуют доказательства среднего качества, вызывающие определенную обеспокоенность по поводу увеличения доли серьезных (но нефатальных) неблагоприятных событий при применении церебролизина у людей с острым ишемическим инсультом. В связи с этим, как считают авторы, необходимы дальнейшие исследования, которые, вероятно, окажут более существенное влияние на уверенность в оценке рисков серьезных неблагоприятных событий, связанных с применением церебролизина у пациентов с острым ишемическим инсультом.

• Ziganshina L.E., Abakumova T., Vernay L. (2017) Cerebrolysin for acute ischaemic stroke. Cochrane Database Syst Rev., 21 April [Epub. ahead of print].

Олег Мартышин

Белковая пища может нарушать работу печени

В ходе крупного эпидемиологического исследования ученые из Медицинского центра Эразма Роттердамского (Rotterdams Erasmus Medical Centre), Нидерланды, пришли к выводу, что диета, содержащая большое количество белков животного происхождения, может быть ассоциирована с повышенным риском развития неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) — патологии, при которой в гепатоцитах накапливаются молекулы жира. Результаты данной работы представлены ее авторами на Международном конгрессе по заболеваниям печени (International Liver Congress), который прошел в Амстердаме, Нидерланды. Кроме того, исследователи выяснили, что употребление фруктозы само по себе не представляет столь значимой угрозы для здоровья, как принято полагать.

НАЖБП является серьезной медицинской проблемой, поскольку нарушает работу печени и может привести к развитию цирроза и рака. Данное состояние рассматривается специалистами как жизнеугрожающее, для лечения при данной патологии может потребоваться трансплантация печени. Кроме того, НАЖБП повышает вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний, например атеросклероза, и сахарного диабета 2-го типа. Признаки патологии отмечают примерно у 1 млрд жителей планеты, причем 20–30% из них проживают в Северной Америке и странах Западной Европы. НАЖБП — патология, распространенность которой стремительно увеличивается с каждым годом, что делает ее одной из наиболее острых проблем общественного здравоохранения. На ранних стадиях лечение пациентов с этим заболеванием заключается в изменении образа жизни и соблюдении определенной диеты для уменьшения массы тела. Однако в настоящее время специалисты не могут с уверенностью сказать, что данные меры могут способствовать полному восстановлению ткани печени, кроме того, возможно, ключевую роль играет не калорийность рациона, а его состав.

Участниками представленной работы стали 3440 человек (средний возраст — 71 год), у 2400 из которых отмечена избыточная масса тела (индекс массы тела ≥25 кг/м2). Их пищевые привычки оценивали с помощью специально разработанного опросника. По данным ультразвукового исследования ученые определили наличие признаков НАЖБП у 1191 (35%) участника. Они отметили, что наиболее выраженная взаимосвязь между характером питания и риском развития НАЖБП существовала у пациентов с избыточной массой тела. Наибольший вклад в показатель риска вносила доля общего белка и белка животного происхождения. После учета различных метаболических факторов исследователи определили, что значение имеет только количество белков животного происхождения в рационе питания. Кроме того, они отметили, что диета с большим содержанием моно- и дисахаридов снижает вероятность развития НАЖБП. Данная ассоциация не изменяется при учете различных факторов метаболического риска.

Автор работы доктор Луис Альферинк (Louise Alferink) подчеркнул, что здоровый образ жизни является краеугольным камнем лечения при НАЖБП, однако специфические диетологические рекомендации на сегодня отсутствуют. Результаты, полученные в ходе исследования, свидетельствуют о том, что у людей пожилого возраста с избыточной массой тела чрезмерное употребление животных белков может обусловить развитие НАЖБП. Это согласуется с гипотезой, что стиль питания, распространенный в развитых странах, который отличается высокой долей животных протеинов и рафинированных продуктов, может привести к нарушению гомеостаза и изменению метаболизма глюкозы. Не менее интересным, по мнению доктора Л. Альферинка, является вывод о том, что употребление продуктов, содержащих фруктозу, не ассоциировано с развитием НАЖБП, несмотря на существующие рекомендации о необходимости полного исключения этого моносахарида из рациона питания при лечении больных данного профиля. Эти результаты следует интерпретировать с осторожностью, однако, возможно, поступление в организм фруктозы с фруктами и овощами не имеет негативного влияния на состояние здоровья вследствие большого количества антиоксидантов в указанных продуктах.

• Birerdinc A., Younossi Z. (2015) Can NASH lipidome provide insight into the pathogenesis of obesity-related non-alcoholic fatty liver disease? J. Hepatol., 62(4): 761.
• European Association for the Study of the Liver (2017) Diet high in animal protein is associated with NAFLD in overweight people: Significant associations between macronutrients and non-alcoholic fatty liver disease were found predominantly in overweight individuals. ScienceDaily, Apr. 21 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170421084920.htm).

Юлия Котикович