Нейробиология и когнитивистика
2 мая 2025
Воздействие опиоидных препаратов привело к уменьшению объема мозга у новорожденных.
В научном журнале JAMA Pediatrics опубликована научная статья педиатров-исследователей из Университета Цинциннати, Университета Пенсильвании и других американских научно-образовательных и исследовательских учреждений.
Согласно проведённому ими исследованию, если женщины принимают опиоидные препараты во время беременности, то это может существенно повлиять на развивающийся мозг их детей. Это касается и таких опиоидов, как бупренорфин и метадон,
которые в США используются для лечения расстройств, связанных с употреблением наркотиков.
Употребление опиоидов у значительной части матерей, новорожденные дети которых участвовали в данном исследовании сочеталось с употреблением таких веществ как алкоголь и марихуана. В это исследовании вошли 173 новорожденных, среди которых: как те, матери которые принимали только опиоиды, так и новорожденные, рожденные от матерей, которые употребляли опиоиды в сочетании с другими веществами. Их сравнивали
с контрольной группой из 96 младенцев, которые у утробе матерей не подвергались воздействию опиоидов и других психоактивных веществ.
Среди опиоидов, которые принимают наркоманы в США относятся как официально запрещенные в этой стране наркотики, такие как героин и фентанил, так и вышеназванные лекарственные препараты - бупренорфин и метадон.
Опиоиды представляют угрозу и для матерей и для их детей.
По данным американского Управления по борьбе со злоупотреблением психоактивными веществами и охране психического здоровья (SAMHSA), почти 1 из 12 новорожденных в Соединенных Штатах в 2020 году, или около 300 000 младенцев, подвергались воздействию алкоголя, опиоидов, марихуаны или кокаина еще до своего рождения.
По данным магнитно-резонансной томографии (МРТ), общий объем мозга у 173 новорожденных, подвергшихся антенатальному воздействию опиоидов, был почти на 5% меньше, чем у 96 новорожденных из контрольной группы, не подвергавшихся воздействию опиоидов.
Новорожденные, подвергавшиеся воздействию опиоидов в сочетании с другими веществами имели меньший объем мозга по сравнению с теми, кто подвергался воздействию только опиоидов.
Но и у тех кто подвергался воздействию только опиоидов наблюдалось уменьшение объёма мозга.
Существовали заметные различия в локализации и масштабе последствий внутриутробного влияния вышеназванных веществ, которые варьировали в зависимости от типа используемых опиоидов и от того, принимались ли другие психоактивные вещества во время беременности.
В абстракте своей научной статьи врачи-исследователи пишут:
"В этом когортном исследовании, в которое вошли 173 доношенных новорожденных подвергшихся антенатальному воздействию опиоидов и 96 новорожденных, не подвергшихся воздействию опиоидов, те младенцы, которые подверглись воздействию опиоидов, имели меньшие общие объемы мозга в целом и меньшие объемы коркового и глубокого серого вещества, белого вещества, мозжечка, ствола мозга и миндалевидного тела по сравнению с контрольной группой на магнитно-резонансной томографии... Новорожденные, подвергшиеся воздействию
нескольких веществ, имели меньшие объемы в большем количестве областей мозга, чем новорожденные, подвергшиеся воздействию только опиоидов".
Под младенцами, которые подверглись воздействию н-ких веществ - имеются в виду те, чьи матери употребляли опиоиды в сочетании с другими (неопиоидными) веществами.
“Мы уже давно знали, что дети, подвергшиеся воздействию опиоидов во время беременности, подвержены риску появления в дальнейшем проблем с развитием и поведением,”, - говорит соавтор исследования Стефани Мерхар, доктор медицины, неонатолог из детского центра Цинциннати.
Другие исследования с небольшими выборками и без контрольной группы показали изменения мозга новорожденных, вызванные опиоидами. Но данное многоцентровое исследование с контрольной группой является первым, которое было достаточно масштабным, чтобы убедительно показать эффекты опиоидов.
Авторы исследования представили убедительные доказательства прямого негативного воздействия опиоидов на развивающийся мозг.
Источники:
1. Научная статья педиатров-исследователей:
Antenatal Opioid Exposure and Global and Regional Brain Volumes in Newborns
doi: 10.1001/ jamapediatrics.2025.0277
2. Публикация на сайте Детской больницы Цинциннати:
Newborn Brains Are Smaller When Exposed to Opioids During Gestation.
Японские учёные заявили, что добились успеха при лечении болезни Паркинсона с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток
Вьетнамский Минздрав сообщил о случае высокопатогенного птичьего гриппа который проявился в виде энцефалита (воспаления головного мозга). Также пришло сообщение из США о болезни у кошек, у которых наблюдались симптомы поражения головного мозга.
Во Вьетнаме заболела восьмилетняя девочка из провинции Тай Нинь.
По мнению экспертов в области инфекционных заболеваний, это редкий случай, когда вирус птичьего гриппа A/H5N1 поражает центральную нервную систему, а не дыхательные пути.
Служба здравоохранения города Хошимин сообщила о юной пациентке поступившей в диагнозом менингоэнцефалит, причиной которого стал вирус птичьего гриппа H5N1.
Вот текст сообщения ведомства:
"Краткая информация о случае энцефалита, вызванного вирусом птичьего гриппа H5N1, который проходит лечение в Детской больнице 1.
Департамент здравоохранения Хошимина только что сообщил в Министерство здравоохранения о случае с девочкой, родившейся в 2017 году в Тайнине, у которой диагностировали энцефалит, вызванный птичьим гриппом H5N1. Она проходит лечение в Детской больнице № 1.
Соoбщается, что пациентка LBA, 2017 года рождения, проживающая в Бен Кау, Тай Нинь, была переведена 13 апреля 2025 года
из провинциальной больницы региона Тай Нинь в Детскую больницу № 1 с диагнозом «менингоэнцефалит».
11 апреля 2025 года у пациентки поднялась температура, появилась головная боль и многократная рвота. Она был госпитализирована в больницу провинции для лечения в течение 2 дней, но её состояние не улучшилось. 13 апреля 2025 года пациентка был переведена в детскую больницу № 1 с сонливостью, спутанностью сознания и небольшой ригидностью шеи при поступлении, и ей был поставлен диагноз "энцефалит".
В Детской больнице № 1 взяли образцы спинномозговой жидкости и выделений дыхательных путей и отправили их в лабораторное отделение больницы тропических болезней. 17 апреля 2025 года результат ПЦР-теста спинномозговой жидкости оказался положительным на грипп A/H5; результат ПЦР-теста выделений дыхательных путей оказался отрицательным на грипп. Детская больница № 1 продолжила отправлять образцы в Институт Пастера в Хошимине для подтверждения диагноза. 18 апреля 2025 года Институт Пастера в Хошимине подтвердил положительный результат теста на грипп A/H5N1 в образце спинномозговой жидкости и отрицательный результат теста на вирус гриппа в образце мазка из носоглотки. Институт направил срочное сообщение в Департамент профилактики заболеваний Министерства здравоохранения.
В настоящее время пациентка изолирована и проходит лечение в отделении инфекционной реанимации Детской больницы № 1. Она дышит стабильно с помощью аппарата искусственной вентиляции лёгких, глаза открыты естественным образом, температура 38,5 °C, жизненные показатели стабильны.
Как только стали известны предварительные результаты анализов, Министерство здравоохранения поручило Центру по контролю и профилактике заболеваний Хошимина (HCDC) совместно с Детской больницей № 1 и Центром по контролю и профилактике заболеваний провинции Тэй Нинь провести эпидемиологическое расследование и принять меры в соответствии с правилами. Согласно собранной информации, ребёнок контактировал с цыплятами, которые массово погибли в доме её бабушки две недели назад. Пациентка — второй ребёнок в семье, у неё врождённое заболевание сердца (дефект межжелудочковой перегородки), и в возрасте 2 месяцев она перенесла операцию в Детской больнице № 1.
По мнению экспертов в области инфекционных заболеваний, это редкий случай, когда вирус птичьего гриппа A/H5N1 поражает центральную нервную систему, а не дыхательные пути. Обычно вирус птичьего гриппа A/H5N1 вызывает эпидемии у домашней птицы и водоплавающих, а люди заражаются вирусом при тесном контакте с мёртвой заражённой птицей. Основным симптомом заражения птичьим гриппом является очень тяжёлая пневмония (острый респираторный дистресс-синдром) со смертностью более 50%. К счастью, вирус птичьего гриппа A/H5N1 пока не передаётся от человека к человеку.
Случаи энцефалита, вызванного гриппом H5N1, были зарегистрированы в мировой медицинской литературе. В Донг Тапе во время вспышки птичьего гриппа H5N1 у людей в 2004 году группа экспертов из отделения клинических исследований Оксфордского университета (OUCRU) в сотрудничестве с Больницей тропических болезней и Детской больницей № 1 обнаружила вирус гриппа A/H5N1 в спинномозговой жидкости двух детей, у которых наблюдались сильная диарея, судороги, затем кома и смерть без каких-либо признаков респираторного заболевания. Этот случай был описан в Медицинском журнале Новой Англии в 2005 году.
Fatal Avian Influenza A (H5N1) in a Child Presenting with Diarrhea Followed by Coma
DOI: 10. 1056/ NEJMoa044307
Департамент здравоохранения направил официальное сообщение в Министерство здравоохранения и в то же время распорядился, чтобы Детская больница № 1 активно лечила пациентку, строго соблюдала правила инфекционной безопасности и продолжала координировать свои действия с экспертами по инфекционным заболеваниям из больницы тропических болезней и OUCRU для проведения углублённого исследования этого необычного случая.
Для предотвращения распространения гриппа A(H5N1) от домашней птицы к людям и борьбы с ним необходимо принимать следующие меры:
1. Не употребляйте в пищу больную, умершую или неизвестную домашнюю птицу или продукты из неё.
2. Ограничьте контакты с дикими животными, их убой и употребление в пищу, особенно птиц.
3. Не убивайте, не перевозите, не покупайте и не продавайте домашнюю птицу и продукты из неё неизвестного происхождения.
4. При обнаружении больной или мёртвой домашней птицы ни в коем случае не разделывайте и не используйте её, а немедленно сообщите об этом местным властям и ветеринарному подразделению в вашем регионе.
5. Ешьте термически обработанную пищу и пейте кипячёную воду; перед едой мойте руки с мылом.
6. Если у вас появились симптомы гриппа, такие как жар, кашель, боль в груди, затруднённое дыхание, связанные с домашней птицей, немедленно обратитесь в медицинское учреждение.
Источник: вьетнамский правительственный сайт Gov VN публикация
Thông tin nhanh về trường hợp viêm não do virút cúm gia cầm H5N1 đang điều trị tại Bệnh viện Nhi Đồng 1
Следует отметить, что вспышка высокопатогенного птичьего гриппа H5N1 в настоящее время также протекает в США, там были выявлены случаи инфекции у кошек.
Кошки заразились от хозяев птичьим гриппом и умерли
Люди, ставшие источником инфекции, работали на молочных фермах
Сообщается о двух случаях гибели домашних кошек от птичьего гриппа в штате Мичиган. Ученые считают, что животные подхватили инфекцию от своих хозяев — сотрудников молочных ферм, причем у людей инфекция проходила бессимптомно.
У обеих кошек развились неврологические симптомы заболевания: заторможенность, признаки поражения черепных нервов, нарушения двигательной функции всех четырех лап, атаксия. Анализ тканей мозга, проведенный после гибели животных, дал положительный результат на высокопатогенный вирус птичьего гриппа A(H5N1), вариант B3.13 клады H5 2.3.4.4b, который в этот период циркулировал среди молочного скота на фермах штата.
Обе кошки были домашние никогда не выходили на улицу. В первом случае потенциальным источником инфекции стал взрослый человек, работавший на молочной ферме. Симптомы заболевания развились в течение суток, и на четвертый день врачи были вынуждены усыпить животное. В доме, помимо заболевшей, обитали еще две кошки, одна из которых тоже заболела четырьмя днями позже, но еще через неделю выздоровела. Во втором случае пострадал шестимесячный мейн-кун, у которого в течение дня также развились неврологические симптомы, и к исходу первых суток кот умер. Хозяин мейн-куна работал с непастеризованным молоком, а кот любил лежать на его рабочей одежде. В этом доме также была еще одна кошка, которая не заболела.
Эксперты рекомендуют сотрудникам молочных ферм перед входом в дом полностью снимать рабочую одежду и обувь и принимать душ, чтобы не разносить инфекцию.
См.публикацию на сайте американского ведомства:
Highly Pathogenic Avian Influenza A(H5N1) Virus Infection of Indoor Domestic Cats Within Dairy Industry Worker Households
Также в США выявлено бессимптомное заражение вирусом у ветеринаров занимающихся лечением крупного рогатого скота на фермах.
Jerome Leonard с коллегами по Центрам контроля и профилактики заболеваний США (CDC) провел анализы сыворотки крови ветеринарных врачей, работающих с крупным рогатым скотом, и обнаружил у некоторых из них бессимптомное инфицирование высокопатогенным птичьим гриппом A(H5).
Цитата: "Среди 150 ветеринарных врачей, специализирующихся на крупном рогатом скоте, у троих были обнаружены признаки недавнего заражения вирусом HPAI A(H5), в том числе у одного, который работал только в двух штатах (Джорджия и Южная Каролина), где не было зарегистрировано случаев заражения крупного рогатого скота вирусом HPAI A(H5) и не было зарегистрировано случаев заражения людей; этот врач сообщил, что не контактировал с животными с известным или предполагаемым заражением вирусом HPAI A(H5). Эти результаты свидетельствуют о том, что в штатах, где заражение молочного скота вирусом HPAI A(H5) ещё не выявлено, в реальности может иметься заражённый молочный скот. Это подчёркивает важность быстрой идентификации заражённого молочного скота с помощью тестирования стада и пробного тестирования молока, о чём недавно объявило Министерство сельского хозяйства США."
См. на сайте американского ведомства публикацию - Notes from the Field: Seroprevalence of Highly Pathogenic Avian Influenza A(H5) Virus Infections Among Bovine Veterinary Practitioners.
Дан прогноз: первые полноценные и удобные нейроинтерфейсы, пригодные для подключения дополнительных органов чувств к мозгу человека и позволяющие управлять роботами силой мысли -
появятся уже после того, как человечество достигнет технологической сингулярности - создаст самосовершенствующийся искусственные интеллект (ИИ) с безграничным потенциалом.
#прогноз #ИИ #нейробиология #нейроинтерфейс #бионика
В Сколково состоялось выступление Джеффа Клуна, который называет себя специалистом по "нейронауке искусственного интеллекта"
(AI neuroscience) и является старшим научным сотрудником
в Google DeepMind.
Google DeepMind (ранее называлось DeepMind Technologies) —
подразделение Google, занимающееся искусственным интеллектом.
Первые полноценные и удобные для использования нейроинтерфейсы, пригодные для управления роботами и подключения дополнительных органов чувств к мозгу человека, появятся уже после того, как человечество достигнет технологической сингулярности - создаст самосовершенствующийся ИИ с безграничным потенциалом. Об этом заявил старший научный консультант Deepmind Джефф Клун на пленарной сессии конференции TRANS AI в Инновационном центре Сколково.
"Искусственный интеллект сейчас развивается с удивительной скоростью, и сейчас примерно каждый десятый эксперт считает, что уже в 2027 году будет созданы первые системы ИИ, сопоставимые с человеком по уровню когнитивных способностей, и при этом половина специалистов предполагает, что это произойдет к середине века. Создание этих систем, способных решать все задачи, доступные для понимания человека, произведет настоящую революцию в науке и технологиях", - отметил Клун.
Он считает, что это событие, которое станет отправной точкой для технологической сингулярности, произойдет раньше, чем достигнут аналогичного уровня развития две другие технологии, которые часто рассматривают как дополнение или альтернативу для ИИ - антропоморфные роботы и нейроинтерфейсы, позволяющие подключать мозг к компьютеру или кибернетическим конечностям и органам чувств.
"Искусственный интеллект продолжит развиваться экспоненциальным образом и опередит в этом отношении робототехнику и нейроинтерфейсы, так как виртуальными байтами в сотни и тысячи раз проще манипулировать, чем реальными атомами или нейронами. Когда системы "общего" ИИ выйдут на сверхчеловеческий уровень интеллекта, их мощь, в свою очередь, привлечет инвестиции и поможет нам создать и человекоподобных роботов, и разработать безопасные и удобные нейроинтерфейсы", - подытожил Клун.
(речь Клуна цитируем по сообщению ТАСС).
Следует отметить, что многие эксперты в области разработки ИИ предполагают, что человечеству в конечном итоге удастся создать компьютерную систему, которая приобретет способность мыслить и осознавать себя как личность. Подобные машины смогут совершенствовать себя при решении любого рода задач, что в перспективе резко ускорит научно-технологический прогресс и приведет к так называемой технологической сингулярности - взрывообразному и неуправляемому технологическому развитию цивилизации.
Считаем, что подписчики нашего паблика "Нейробиология и когнитивистика" должны знать кто такой Джефф Клун и чем он занимается
Это выдающийся канадский учёный, который является профессором компьютерных наук в Университете Британской Колумбии и старшим научным сотрудником в Google DeepMind.
Джефф Клун, являясь изначально инженером-программистом и специалистом в области компьютерных наук, занимается нейробиологией и эволюционной биологией.
На своём сайте он называет себя специалистом в области "нейронауки искусственного интеллекта" (AI neuroscience) и пишет о том, что занимался "изучением нерешённых вопросов в эволюционной биологии с помощью цифрового моделирования эволюционирующих систем, которое иногда называют цифровой эволюцией или искусственной жизнью." Также он занимался робототехникой.
Джефф Клун разработал новый подход к искусственному интеллекту (ИИ) — концепцию нейроэволюции, согласно которой сила биологической эволюции используется для создания эффективного ИИ.
Можно сказать, что в широком смысле Клун занимается тем, что принято называть термином "бионика".
Бионика (от др.-греч. βίον — «живущее») — это прикладное направление в науке, основанное на идее о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы.
Именно руководствуясь логикой перенимания идей из живой природы, и логикой "копирования" биологической эволюции в технических устройствах и компьютерных программах, Джефф Клун занимается усовершенствованием ИИ.
На своём персональном сайте он пишет, что проводит исследования в области глубокого обучения и глубокого обучения с подкреплением. По его словам, его давно интересует разработка алгоритмов, создающих такой ИИ, который способен бесконечно учиться - подобно человеку, и эволюционировать бесконечно - подобно тому тому как происходит эволюция живых систем.
Чтобы добиться прогресса в создании ИИ, он изучает, как развивался интеллект у человека и что вызывало инновации в человеческой цивилизации. Этим он занимается для того - чтобы "создавать более сложный и разумный искусственный интеллект".
Джефф Клун является соавтором научной статьи, опубликованной в 2022 году в Nature Machine Intelligence:
"Биологические основы для машин, обучающихся на протяжении всей жизни" (текст статьи прикреплен к данному посту).
Biological underpinnings for lifelong learning machines. Nat Mach Intell 4, 196–210 (2022). doi 10. 1038/ s42256-022-00452-0
В абстракте данной научной статьи Джефф Клун и его соавторы пишут:
"Биологические организмы учатся, взаимодействуя с окружающей средой, на протяжении всей своей жизни. Чтобы искусственные системы могли успешно действовать и адаптироваться в реальном мире, желательно, чтобы они также могли учиться на постоянной основе. Эта задача, известная как обучение на протяжении всей жизни, до сих пор в значительной степени не решена. В этой статье мы определяем набор ключевых возможностей, которые потребуются искусственным системам для обучения на протяжении всей жизни. Мы описываем ряд биологических механизмов, как нейронных, так и не нейронных, которые помогают объяснить, как организмы решают эти задачи, и приводим примеры моделей, вдохновлённых биологией, и биологически правдоподобных механизмов, которые были применены в искусственных системах в стремлении к разработке машин, способных к обучению на протяжении всей жизни. Мы обсуждаем возможности для дальнейшего изучения и совершенствования методов обучения на протяжении всей жизни, стремясь преодолеть разрыв между естественным и искусственным интеллектом."
В своей статье Клун и его коллеги указывают: биологические организмы на протяжении всей жизни учатся на опыте взаимодействия с окружающей средой. Авторы статьи считают, что разработчики должны создавать такие системы ИИ, которые также будут иметь возможность постоянно учиться. Для этого вычислительные системы могут имитировать биоэлектрическую коммуникацию между клетками организма.
Изучение деятельности головного мозга и нейронов человека позволяют создавать такие системы ИИ, которые способны учиться на собственном опыте и способны решать различные сложные задачи. Для этого, в частности, важно изучение деятельности префронтальной коры и связанных с ними областей мозга у человека. Это позволяет в искусственных системах кодировать, хранить и использовать ментальные схемы. Изучение работы гиппокампа позволит поддерживать сохранение новых воспоминаний без потери старых.
Многие биологические организмы имеют иерархические распределенные системы. Их воспроизведение в искусственных системах позволит ИИ непрерывно учиться в распределенных сетях искусственных нейронов.
Эти и другие феномены, "подсмотренные" в нервной системе (и не только в нервной системе) у живых организмов позволит создавать и автономных роботов.
В выводах научной статьи авторы пишут:
" В будущем мы можем ожидать значительных успехов в нашем понимании биологических механизмов обучения, которые могут послужить основой для новых типов ИИ. Мы ожидаем, что принятие этих идей сообществом ИИ и их интеграция в стандартные платформы ИИ или машинного обучения послужат прочной основой для разработки новых поколений систем ИИ с большей автономией и возможностями... Мы считаем, что биология будет и впредь оставаться богатым источником вдохновения для разработки новых подходов... Прогресс в нашем понимании других ключевых биологических механизмов, включая механизмы динамического обновления памяти, такие как активное забывание... и реконсолидация памяти, будут и в будущем вдохновлять на разработку новых алгоритмов, выходящих за рамки описанных в этой статье. Расширение наших знаний о внутриклеточных процессах, таких как передача сигналов и регуляция генов, а также межклеточная коммуникация, также может вдохновить на разработки... Реализация этих возможностей потребует продолжения междисциплинарных инициатив, направленных на поддержку исследователей, работающих на стыке биологии, неврологии, психологии, инженерии и ИИ. Такое сотрудничество имеет решающее значение для создания междисциплинарных решений..."
