Кыст-Аль-Хинди — растение с богатой историей. В арабской традиционной медицине оно используется на протяжении веков, преимущественно как антисептическое и антибактериальное средство. Однако вопрос о конкретных механизмах действия до последнего времени оставался открытым. Для изучения состава и свойств растения специалисты лаборатории метаболической и клеточной инженерии Тюменского медицинского университета применили метод гидродистилляции, получив фракцию эфирного масла из коры Кыст-аль-Хинди. Затем проанализировали компонентный состав образца с помощью газовой хроматографии в сочетании с применением масс-спектрометрического детектора. Антибактериальную активность оценивали по изменению оптической плотности культур микроорганизмов, выращенных в присутствии эфирного масла. Исследователи обнаружили, что ключевую роль играют два вещества из класса сесквитерпеновых лактонов — костуслактон и дигидрокостуслактон. Результаты опубликованы в журнале «Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии». — Мы предположили и экспериментальное обосновали, что эти соединения нарушают важнейший процесс жизнедеятельности некоторых микробов — мевалонатный путь (MVA). Проще говоря, это цепочка биохимических реакций, необходимая бактериям и грибкам для строительства своих клеточных стенок и других жизненно важных структур. Наши компоненты «встраиваются» в работу ключевого фермента этого пути — ГМГ-КоА редуктазы и блокируют его. Без работы этого фермента микроорганизмы теряют способность к синтезу необходимых соединений и их рост подавляется. Таким образом, антибактериальную активность растению обеспечивают именно лактоны, действующие как высокоспецифичные ингибиторы фермента ГМГ-КоА редуктазы у чувствительных к ним микробов. Понимание этого механизма позволяет нам в будущем использовать растение не вслепую, а целенаправленно, например, против тех инфекций, возбудители которых используют только этот путь, — пояснил Илья Кузьминов, младший научный сотрудник лаборатории метаболической и клеточной инженерии ТМУ. Тестирование показало статистически значимое подавление роста ряда условно-патогенных бактерий и грибов, в том числе Saccharomyces mutans и Candida albicans. Сырье может быть использовано в качестве основы для антисептических средств, считают исследователи. В стоматологии — как компонент средств для полоскания или зубных паст для профилактики кариеса. В дерматологии и гинекологии — как местный антисептик для лечения кандидозных инфекций. Исследование выполнено в рамках гранта Тюменского государственного медицинского университета по приоритетным направлениям научно-технологического развития Российской Федерации «Скрининговое исследование производных изопрена в качестве ингибиторов мевалонатного пути синтеза стероидов».

Потребление костей (остеофагия) млекопитающими давно привлекает внимание ученых как способ восполнения дефицита минералов, таких как кальций и фосфор. Специалисты уже изучали отдельные виды или группы, но подробных исследований на примере сообществ еще не проводили. Особую роль в остеофагии играют копытные, особенно жвачные животные, которые целенаправленно грызут кости для получения минералов. Однако их вклад в переработку костей и влияние остеофагии на экологию и эволюцию оставались малоизученными. Карибу представляют особый интерес, поскольку это единственный современный вид оленей, у самок которого ежегодно вырастают рога. Мигрирующие самки сбрасывают рога вскоре после рождения оленят, создавая на местах отела большие скопления этого минерального ресурса. Ученые собрали и проанализировали 1567 сброшенных рогов карибу и 224 скелетные кости карибу, лося и овцебыка на прибрежной равнине Арктического национального заповедника (США). Результаты исследования опубликованы в журнале Ecology and Evolution. Авторы визуально оценили сотни образцов, описав и классифицировав все обнаруженные изменения (ямки, проколы, борозды, сколы, переломы). После этого они сопоставили наблюдаемые повреждения с известными признаками воздействия карибу, хищников и грызунов. Также оценили интенсивность погрызов и локализовали места, которые подверглись воздействию зубов. Анализ показал четкое разделение ресурсов между видами. Карибу доминируют в потреблении сброшенных рогов: 86,4% образцов имеют следы их воздействия, причем 99% всех изменений вызваны именно карибу. При этом грызуны оставили следы лишь на 3,5% рогов, а хищники не были замечены в использовании этого ресурса вообще. Скелетные кости, наоборот, чаще грызли хищники (40,6% образцов), реже — карибу (5,4%) и грызуны (0,4%). Более половины скелетных костей (55,8%) остались нетронутыми. Авторы также выявили семь новых типов повреждений, вызванных карибу, включая линейные и тетраэдрические проколы, хаотичные борозды и специфические переломы. [shesht-info-block number=1] Интенсивность погрызов рогов карибу также оказалась высокой: 23,2% образцов отнесли к сильно поврежденным, 37,4% — к умеренно поврежденным. Погрызы направлены от кончиков рогов к основанию, что связано с морфологией костей: кончики состоят из губчатой ткани, которую легче грызть, тогда как основание содержит плотную кость. В целом исследователи пришли к выводу, что потребление сброшенных рогов критически важно для самок карибу после отела. Рога содержат примерно 22% кальция и 11% фосфора, причем кальций из рогов более биодоступен, чем из скелетных костей. Это помогает самкам восполнить запасы минералов для лактации, роста новых рогов и восстановления после миграции. Этим же объясняется тот факт, что самки сбрасывают рога синхронно после рождения оленят. Так они создают источник минералов, что сыграло роль в эволюции и сохранении рогов у самок карибу. Накопление рогов на местах отела может также способствовать привязанности карибу к этим территориям.

Хотя одомашненные лошади живут в непосредственной близости от человека уже более четырех тысяч лет, мы до сих пор плохо понимаем, как они общаются между собой. Кроме того, более крупные млекопитающие, как правило, издают звуки более низкого тона, поскольку размер гортани обычно увеличивается пропорционально размеру тела. Но в природе есть исключения из этого правила, и яркий пример такого отклонения — ржание лошадей, входящих в число самых крупных наземных млекопитающих. Их ржание содержит очень высокую основную частоту, превышающую 1000 герц, в дополнение ко второй, более низкой, примерно 200 герц. Такое явление, при котором вокализация имеет две независимые частотные составляющие, низкую и высокую, называется «бифонация». Ранее ученые обнаружили, что эти две частоты важны для лошадей, поскольку с их помощью они передают сородичам разные сообщения о своих эмоциях. В то время как низкая частота создается вибрацией голосовых связок, подобно пению человека или мяуканью кошки, происхождение высокочастотной составляющей до сих пор оставалось загадкой. Чтобы в этом разобраться, международная группа исследователей, статья которых опубликована в журнале Current Biology, тщательно изучила анатомию лошадиной гортани и провела ряд акустических экспериментов. [shesht-info-block number=1] Ученые обнаружили, что высокочастотная составляющая ржания генерируется гортанным свистом, который по принципу извлечения звука похож на обычный человеческий свист. Единственное отличие — турбулентный поток воздуха, создающий сам звук свиста, образуется не в дыхательных путях, а непосредственно внутри гортани лошади. Хотя некоторые мелкие грызуны, такие как крысы и мыши, тоже умеют издавать гортанные свисты, лошади оказались первым крупным видом млекопитающих, у которого обнаружили именно такой способ свиста, и единственным известным животным, делающим это одновременно с вибрацией голосовых связок. Это открытие исследователи сделали на основании экспериментов с гортанями, удаленными у скончавшихся лошадей, пропуская через них поток воздуха или гелия. Ученые объяснили, что, поскольку в гелии скорость звука выше, это приводит к смещению частоты свиста в сторону более высоких значений, в то время как частота нормальной вибрации голосовых связок остается неизменной. Когда поток, поступающий в гортань, переключали с воздуха на гелий, то, как и предсказывалось, высокочастотная составляющая ржания смещалась вверх, в то время как низкие частоты остались неизменными. [shesht-info-block number=2] Ученые предположили, что бифонация ржания развилась у лошадей во время эволюции именно для одновременной передачи нескольких независимых сообщений. Эта уникальная голосовая адаптация позволяет лошадям издавать более богатый и сложный спектр звуков по сравнению с другими млекопитающими. Такой же способностью обладают лошади Пржевальского — вид, тесно связанный с одомашненной лошадью. Однако у более отдаленных родственников лошадей, таких как ослы и зебры, высокая частотная составляющая ржания отсутствует.

Соприкосновение с искусством способно вызывать у людей сильные эмоциональные и физиологические реакции. Но почему одни люди, слушая гениальную музыку, читая потрясшие их стихи, рассматривая прекрасное произведение искусства, чувствуют, как от восторга по коже бегут мурашки, а другие такого никогда не испытывают? Исследователи из Института психолингвистики Общества Макса Планка (Нидерланды), статья которых опубликована в журнале PLOS Genetics, выяснили, что по крайней мере часть ответа на этот вопрос кроется в наших генах. Предыдущие исследования показали, что при возникновении так называемых эстетических (визуальное искусство и поэзия) или музыкальных мурашек задействованы те же нейронные системы мозга, которые участвуют в реакции на конкретные биологические стимулы, например на вкусную пищу. При этом то обстоятельство, что разные люди реагируют на эти стимулы по-разному, связано с индивидуальными различиями в физиологии и работе мозга. Опираясь на эту информацию, ученые проанализировали ДНК 15 606 участников Lifelines — масштабного многопоколенческого исследования жителей северной части Нидерландов. Все эти люди сообщили о своей склонности или, наоборот, несклонности испытывать эстетические либо музыкальные мурашки. [shesht-info-block number=1] Исследователи обнаружили, что до 29% вариаций в склонности к сильным физиологическим реакциям на музыку и искусство можно объяснить генетикой. Причем около четверти этого семейного вклада в склонность к мурашкам связано с передающимися по наследству распространенными генетическими вариантами. То есть генетический вклад в эмоциональную чувствительность к музыке и искусству можно считать довольно значительным, отметили исследователи. Некоторые генетические факторы оказались общими для острого восприятия и музыки, и поэзии, и визуального искусства. Они связаны с такой индивидуальной личностной чертой, как открытость новому опыту и увлечение искусством, выяснили ученые. В то же время другие генетические факторы уникальны для каждой области: значит, в основе той или иной реакции людей на музыку, поэзию или изобразительное искусство лежат разные биологические механизмы. Полученные результаты открыли пути для исследования биологических основ эмоционального опыта и объяснили, почему искусство воздействует на некоторых людей — в буквальном смысле — до глубины души, подытожили ученые.

Мозг человека пластичен. Это свойство, которое ученые называют нейропластичностью, помогает ему меняться в ответ на новый опыт.  Когда человек учится играть на музыкальном инструменте — скажем, на скрипке, — у него фиксируются изменения в слуховой коре. Мозг становится более «специализированным» в обработке звуков, с которыми человек регулярно взаимодействует. Иными словами, происходят нейронные перестройки: больше клеток и связей вовлекаются в обработку значимого для человека типа звука. Это улучшает внимание и рабочую память. Когда же человек осваивает новые движения в спорте — например, в фигурном катании, — происходит реорганизация моторной коры, а также изменения в мозжечке, базальных ганглиях, в белом веществе, что улучшает связь между областями — сигналы проходят быстрее и точнее. В долгосрочной перспективе это повышает общую эффективность нейронных сетей и поддерживает устойчивость к возрастным изменениям в мозге. Мозг словно строит новые дороги и расширяет старые там, где они нужнее всего. До сих пор исследователи чаще всего изучали изменения в мозге на примере музыкантов или спортсменов. Но команда из Йоркского университета в Канаде под руководством Эрика Винга (Erik Wing) решила взглянуть на проблему шире. Они задались вопросом: может ли спокойное хобби вроде наблюдения за птицами (бердвотчинг) давать такой же мощный эффект? [shesht-info-block number=1] Ученые отобрали 58 добровольцев. Половина из них считалась экспертами в определении птиц, другая — новичками. Группы тщательно уравняли по возрасту (от 22 до 79 лет), полу и уровню образования, чтобы не нарушить чистоту эксперимента. Каждому участнику предстояло пройти серию тестов и томографию мозга. Во время эксперимента добровольцев поместили в томограф и попросили выполнить ряд заданий. Им показывали изображение птицы всего на четыре секунды. Затем следовала пауза, и спустя 10 секунд перед испытуемыми появлялись четыре картинки с разными пернатыми. Нужно было указать ту самую, которую они видели сначала. Специалисты усложнили задачу. Они намеренно выбрали виды, схожие по внешним признаком, которые легко перепутать. Всего в тесте использовали снимки 18 видов. Шесть из них были местными, хорошо знакомыми жителям Канады, а 12 — экзотическими, которые участники ранее не наблюдали. [shesht-info-block number=2] Группа экспертов лучше справилась с заданием, что вполне ожидаемо: участники верно опознали 83 процента местных видов и 61 процент незнакомых. Новички распознали приблизительно 44 процента птиц в обеих категориях. Но главные открытия ждали ученых при анализе снимков мозга. Когда эксперты пытались опознать незнакомую птицу, у них резко активировались три ключевые зоны. Это префронтальная кора (отвечает за внимание и принятие решений), внутритеменная борозда (связана с рабочей памятью) и затылочно-височная кора (обрабатывает зрительную информацию). У новичков эти области «молчали». По словам исследователей, такая картина мозговой активности говорит о том, что во время наблюдения за птицами задействуется целый комплекс когнитивных навыков — от внимания и рабочей памяти до сложного зрительного анализа. Более того, МРТ показала, что у экспертов фиксировались более выраженные структурные показатели мозга: например, большая толщина коры и лучшая целостность белого вещества, что указывает на более упорядоченную организацию нейронных связей. Проще говоря, годы практики «вылепили» в мозге экспертов особые отделы, настроенные на быстрый и точный анализ пернатых. Самый интригующий вывод касался возраста. С годами мозг любого человека неизбежно теряет «былую мощь» — сокращается объем серого вещества, происходит истончение коры, снижается целостность белого вещества, уменьшается плотность синапсов. Эта тенденция прослеживалась у всех участников эксперимента. [shesht-info-block number=3] У экспертов-бердвотчеров наблюдались характеристики мозга, которые соответствовали более медленным проявлениям возрастных изменений. Создавалось впечатление, что их мозг нашел способ сопротивляться разрушительному действию времени. Ученые предположили, что столкнулись с проявлением так называемого когнитивного резерва. Это способность мозга переносить возрастные изменения и даже повреждения, сохраняя ясность ума. Обычно проявление этой способности связывают с высоким уровнем образования или сложной профессиональной деятельностью. Теперь в список, судя по всему, можно добавить и наблюдение за птицами. Важно понимать, что команда Винга фиксировала состояние мозга в один момент времени, из-за чего трудно установить причинно-следственную связь. Вполне возможно, что такая картина сложилась не из-за самого хобби, а по другой причине. Например, люди с определенными задатками или складом ума просто чаще увлекаются птицами. Кроме того, нельзя сбрасывать со счетов и образ жизни, который тоже мог повлиять на здоровье мозга.  Авторы исследования подчеркнули — чтобы окончательно доказать влияние бердвотчинга на изменения структуры мозга, нужно наблюдать людей годами и проводить повторные сканирования. Научная работа опубликована в журнале The Journal of Neuroscience.