3 жовтня в рамках лекторію BRAINY Сергій Данилов прочитав лекцію про те, як мозок визначає важливість стимулів, про нейромережі, пов'язані з базовими емоціями, й про зв'язок соціальних відносин з наркозалежностю.

1. Как мозг определяет важность
стимулов?
Рене Магритт. "Сын
человеческий". 1964

2. Fluorescence image of a neuron labeled for
synapses (green) and cell structure (magenta).
Image: Yoichi Araki

3. Этапы формирования синапса и молекулы,
которые контролируют этот процесс

4. Реорганизация дендритов ганглиозных клеток мыши, синаптогенез в постнатальном
развитии. А. Дендриты нейрона. Изменчивость дендритов была изучена с помощью
конфокальной покадровой обработки изображений. В. Средняя продолжительность жизни
шипиков ГК мышей на стадиях Р 13 и Р 14. Следует отметить, что более 30% шипиков
заменялись каждый час. С: Типовые покадровые изображения в сегменте дендрита с
интервалом 30 минут. Масштаб- 20 μmm.

5. Кривая зависимости частоты от напряжения

6. Распределенные паттерны активности мозга предсказывающие
переживание дискретных эмоций.
Иллюстрация: «карты» активности мозга людей, испытывающих семь эмоций:
красный — спокойствие желтый — веселье светло-зеленый — удивление
темно-зеленый — страх голубой — гнев синий — печаль сиреневый — нейтральное
состояние
Kragel PA, Knodt AR, Hariri AR, LaBar KS (2016) Decoding Spontaneous Emotional States in the Human Brain. PLOS Biology 14(9): e2000106.
doi:10.1371/journal.pbio.2000106
http://journals.plos.org/plosbiology/articleid=10.1371/journal.pbio.2000106

7. Yoichi Miyawaki Neuron 2008

12. Figure 2. Hierarchically structured face-processing network.
Zhen Z, Fang H, Liu J (2013) The Hierarchical Brain Network for Face Recognition. PLOS ONE 8(3): e59886.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0059886
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0059886

13. Figure 2
Current Biology 2017 27, 1825-1828.e3DOI: (10.1016/j.cub.2017.05.044)
The Human Fetus Preferentially Engages with Face-like Visual Stimuli

15. Схема переключения внимания и его регуляции. LC (locus coeruleus) — голубое пятно;
PFC (prefrontal cortex) — префронтальная кора; Amy — миндалина; NGC (nucleus
gigantocellularis) — гигантоклеточное ядро ретикулярной формации; влияние
норадреналина показано синими стрелками. Несмотря на то, что сигналы, входящие
с периферии в голубое пятно (желтые и зеленые элементы), способны переносить фокус
нашего внимания на какие-то объекты, сознательная активность (красные элементы)
также позволяет нам произвольно регулировать внимание.

17. А. «Точная» передача с помощью нейромедиаторов.
Б. Диффузная или объёмная передача с помощью
нейромодуляторов.

20. Избирательное нарушение
произвольного, но не
спонтанного сокращения
мимических мышц. На левой
фотографии у пациентки
асимметричная улыбка, тогда как
на правой фотографии она
улыбается совершенно
нормально. Левый снимок был
сделан, когда пациентка
специально старалась
улыбнуться, а на правом снимке
она улыбается непреднамеренно.
Поражение двигательных
областей лобной доли не влияет
на мимику, поскольку она
обеспечивается подкорковыми
структурами. (Источник: Paxinos and Mai, 2004.)

21. Влияние нейронов дыхательного центра на
голубоватое пятно

22. Дыхательные и
поведенческие
изменения после
абляции
Нейронов
Cdh9/Dbx1 пре-
Бетцингерова
комплекса
Breathing control center neurons
that promote arousal in mice by
Kevin Yackle, Lindsay A. Schwarz, at
al. Science, March 2017
doi:10.1126/science.aai7984

23. Слева – центральный срез голубого пятна. Ретроградные индикаторы позволили отметить
клетки, связанные с миндалиной и префронтальной корой. Справа – схематическое
изображение голубого пятна. Зелёные – клетки, направляющие норадреналин к
миндалине, фиолетовые – к префронтальной коре
Modular organization of the brainstem noradrenaline system coordinates
opposing learning states Nature Neuroscience. 2017 doi:10.1038/nn.4642

25. В стрессовой ситуации в организме активируется симпатическая система, идет выработка
норадреналина, его переработка в адреналин — и если их деградация в синаптической
щели идет медленно, и они накапливаются, то обусловленная ими стрессовая реакция
«бей или беги» проявляется сильнее

26. Возбудимость миндалины (сверху) и передней префронтальной коры (снизу) в зависимости
от полиморфизма промотора гена транспортёра серотонина. У обладателей короткого (S-, темные
столбцы) варианта 5-HTTLPR активация миндалины выше, чем у носителей длинного аллеля (белые
столбцы). На нейробиологическом уровне это значит, что мозг «захлестывают» эмоции. Чтобы
справиться с этим информационным потоком, наблюдаемого незначительного повышения активности
префронтальной коры в левом и правом полушариях не достаточно
Volman I., Verhagen L., at al. (2013). Reduced serotonin transporter availability decreases prefrontal control of the
amygdala. J. Neurosci. 33 (21), 8974–8979

28. Сеть значимости (красно-оранжевая шкала) связана с паралимбической, передней
поясной и передностровковой корой и имеет множество связей с подкорковыми и
лимбическими структурами. В сети исполнительного контроля (сине-зеленая шкала)
дорсолатеральная лобная, теменная кора связаны с более селективной подкорковыми
сетью

29. Миндалина реагирует на белки испуганных глаз сильнее, чем на
белки счастливых глаз. Справа — зависимый от уровня кислорода в
крови (BOLD) сигнал от левой вентральной миндалины на белки
испуганных глаз. Whalen et al.,2004

30. Selective bilateral calcification of the amygdala (arrows)
due to Urbach-Wiethe disease is evident as loss of signal
on these T1-weighted structural MRI scans of the brains
of S.M. and A.P.
Benedetto De Martino et al. PNAS 2010;107:3788-3792
Страх или любопытство?

33. Анализ активации и торможения у людей испытывающих четыре основных эмоций (из
автобиографической памяти): Печаль (ПАНИКА / ГОРЕ), Счастье (PLAY / РАДОСТЬ), гнев
(RAGE) и тревога (FEAR) во время ПЭТ-томографии. Данные представлены А. Дамасио 2000.
Подкорковые области мозга обнаруживают активацию (красные и желтые цвета) во время
каждой из этих эмоций, в то время как кора показывает торможение (сниженный
кровоток, синие и фиолетовые цвета) Тоже показано стрелками, стрелки-вверх указывают
на увеличение кровотока, стрелки-вниз на снижение.

34. Схема дофамин-стимулируемой SEEKING системы головного мозга крысы. Проекции
A10 DA (дофамин) нейронов, локализованных в вентральной тегментальной зоне
иннервирующих передний мозг и лимбические области, через медиальный передний
пучок, в том числе лобную кору, хвостатое ядро, прилежащее ядро.

35. Правый медиальный пучок переднего мозга (зеленый). Красные точки участки
при повреждении, которых характерно возникновение индуцированной
депрессии.
Условные обозначения:
slMFB- superolateral ветви медиального пучка переднего мозга;Hab-уздечка;
NАcc- прилежащее ядро
ALIC- антеролатеральная часть внутренней капсулы.

38. 10-5
10-6
10-7
Data according to Knutson et al. (2001)
Активация прилежащего ядра (Nacc) при
ожидании денежного вознаграждения

39. Вверху: Дофаминэргические системы мозга
Слева: Изменение реакции нейронов
прилежащего ядра(n.accumbens) на условный
стимул (CS) и непосредственное подкрепление
(R). Дофаминовые нейроны можно рассмотривать
как систему регистрирующую ошибку ожидания
вознаграждения позитивную на верхней и
негативной на нижней записи.

40. Предполагаемая схема нейронных связей VTA. Серый квадрат — VTA, цветные кружки —
три типа нейронов: DAergic — дофаминэргические, GABAergic — ГАМК-эргические,
Type III — нейроны типа III. VTA получает возбуждающие (Excitation) и тормозящие
(Inhibition) входные сигналы о позитивных ожиданиях (Expectation) и негативных стимулах
(Aversion) из префронтальной коры (PFC), латеральной уздечки (LHb),
педункулопонтийного ядра (PPN), полосатого тела, или стриатума (Str). Сигналы
дофаминовых нейронов VTA, несущие информацию об ошибке предсказания награды
(RPE), поступают в кору (Сtx), стриатум, миндалину (Amy), гиппокамп (Hipp). Nature. 2012.
V. 482. P. 85–88

41. — Пух, что ты любишь делать больше всего на
свете?
— Ну,— ответил Пух, — я больше всего люблю...
И тут ему пришлось остановиться и подумать,
потому что хотя кушать мёд — очень приятное
занятие, но есть такая минутка, как раз перед тем
как ты примешься за мёд, когда ещё приятнее,
чем потом, когда ты уже ешь, но только Пух не
знал, как эта минутка называется.
Алан Александр Милн. "Винни-пух и все-все-все"

43. Изменение экспрессии генов в лобной и задней коре после 1ч и 6ч эпизодов игры у
крыс (поведение контролируется наличием 50 кГц ультразвуковой вокализации
(USVs),для позитивных эмоций, и USVs 22 кГц для негативных эмоций

44. Показатель игрового поведения гедонические USVs были
увеличены частичным агонистом НМДА рецептора глицинового
NR2B сайта связывания GLYX-13 (1 мг / кг), и уменьшается на
антагонист NR2B ифенпродил (3 мг / кг)
Известный пример антидепрессантов кетамин. Он убирает симптомы депрессии за
несколько часов, однако он вызывает галлюцинации. Джозеф Москал из Северо-
западного Университета протестировал похожее средство под названием GLYX-13. В
итоге GLYX-13 улучшало симптомы за два часа без явных побочных эффектов. GLYX-13
под маркой рапастинель в ближайшее время должен быть допущен на рынок.

46. Восьмиконечный радиальный лабиринт
Приподнятый крестообразный лабиринт высотой 1,2 м
Крысы, имевшие две или больше
беременностей, справлялись с заданием
наиболее успешно. Не рожавшие самки
достигали сравнимых успехов только на
седьмой день.
Почти во всех возрастных группах крысы-матери
вели себя куда смелее и оставались на страшных
участках лабиринта значительно дольше, чем не
рожавшие самки.
Крысы-матери значительно быстрее других ловят добычу. Голодных
рожавших и не рожавших самок помещали в загон длиной 1,5 м с опилками
на полу, где прятался сверчок. Если бездетным самкам на поиск и поедание
жертвы требовалось в среднем 270 секунд, то лактирующим животным
хватало 50 сек.

47. Влияние окситоцина на мужское поведение A(i) — экспериментальная установка. В одной части
эксперимента женщина (объект) двигалась по направлению к испытуемому (начиная с двух
метров, «far») или от испытуемого (начиная с 30 см, «close»). В половине предъявлений
женщина не смотрела в глаза испытуемому («No eyes»). OXT — испытуемые, которым капали
окситоцин, PLC — испытуемые, которым капали плацебо. Мужчины, имеющие постоянные
моногамные отношения, обозначаются как Relationship, одиночки — Single. A(ii) —
оптимальные расстояния, при которых испытуемый чувствовал себя комфортно, если двигался
объект. A(iii) — Оптимальные расстояния, при которых испытуемый чувствовал себя комфортно,
если двигался он сам. A(iv) — Корреляция слегка некомфортных расстояний со степенью
социальной тревожности у всех групп испытуемых.

48. Развитие
эмоциональных
реакций у крыс.
Шкала в днях от рождения.

49. 2013 by Douglas T. Kenrick and Vladas Griskevicius
Пирамида развития субличностей

50. Cходство между
Опиатной зависимостью Социальной зависимостью
Наркотическая зависимость Привязаность
Толерантность Отчужденность
Синдром отмены Стресс разлуки

51. Базовые группы
Синий: Стимулирующие
центральную нервную
систему вещества, .
Красный: Депрессанты
(успокоительные
средства).
Зелёный:
Галлюциногены.
Розовый:
Нейролептики.

52. Standard Rat Housing
“Aerial View” of Rat Park, North Wing
Bruce K. Alexander

55. Left: visual hallucinations as depicted by children suffering from occipital seizures, from
Panayiotopoulos (1994). Copyright © 1994, BMJ Publishing Group.
Right: zigzag lines depicted by an artist illustrating his own hallucinations during
mescaline intoxication. From Maclay and Guttmann (1941). Copyright © 1941 American
Medical Association. All rights reserved.

56. Funnel and (b) spiral
hallucinations generated
by LSD. Redrawn from
Oster (1970).
a b
(a) `Phosphene’ produced by
deep binocular pressure on
the eyeballs. Redrawn from
Tyler (1978).
(b) Honeycomb hallucination
generated by marijuana.
Redrawn from Clottes &
Lewis-Williams (1998).

57. Рисование автопортретов после приема ЛСД. Первый ряд спустя 15,
45, 1ч45,2ч15,3ч30 после приема. Второй ряд спустя 4ч45,6ч,6ч45,8,;ч45
и последний 9ч30.
Рисование без использывания зеркала

58. нейролептики

59. 1)Мы хотим, чтобы ваши комнаты выглядели как можно уютнее и постараемся все для
этого сделать. Мы хотим, чтобы вы чувствовали себя здесь счастливыми, и считаем себя
ответственными за то, чтобы вы могли гордиться нашим домом престарелых и быть здесь
счастливы… Мы сделаем все, что в наших силах, чтобы помочь вам… Я хотел бы
воспользоваться возможностью и вручить каждому из вас подарок от Арден-Хауза
(служащая обошла всех и вручила каждому пациенту по растению) теперь это ваши
растения, они будут стоять у вас в комнате, медсестры будут поливать их и заботиться о
них, вам самим ничего не нужно будет делать
2) Вы сами должны решить, как будет выглядеть ваша комната, хотите ли вы оставить там
все как есть или желаете, чтобы наши служащие помогли вам переставить мебель… Вы
сами должны сообщить нам свои пожелания, рассказать, что именно вы бы хотели
изменить в своей жизни. Кроме того, я хотел бы воспользоваться нашей встречей, чтобы
вручить каждому из вас подарок. Если вы решите, что вы хотите завести растение, то
можете выбрать то, которое вам понравится, из этого ящика. Эти растения ваши, вы
должны содержать их и заботиться о них так, как считаете нужным.
Контроль и его влияние на здоровье престарелых (1976)
Р) Через полгода оценки медсестер показали, что у испытуемых из группы с увеличенной
ответственностью состояние лучше: общая средняя оценка для них составляла 352,33
против 262,00 у контрольной. И наконец, за интервал времени, прошедшего с момента
первого исследования, 30 % участников контрольной группы умерло, тогда как из числа
участников экспериментальной ушло из жизни 15 %. — Rodin J., Langer E. Long-term effects
of a control relevant intervention with the institutionalized aged

60. Beehiveor – это образовательная
платформа и R&D лаборатория, которая
сфокусирована на нейронауках и
физиологии
Нас можно найти:
• facebook.com/beehiveor
• info@beehiveor.com
Спасибо!

62. Шкала вредности 2015 по данным международной экспертной
группы из стран Европейского союзаJournal of psychopharmacology
(Oxford, England). — 2015.

63. Шкала вредности 2015 по методу предела экспозиции англ. Margin
of Exposure (MOE)) — чем выше значения, тем безопаснее вещество
Scientific reports. — 2015.

64. Схема биосинтеза катехоламинов.

65. Фенэтиламиновый фармакофор в структурах
амфетамина, метамфетамина, дофамина и
норадреналина.

67. Норадренергическая система

68. Ацетилхолинергическая система

69. Дофаминергическая система

70. Серотонинергическая система