Том 56, № 3 (2025)

Инсулин традиционно считают гормоном панкреатического происхождения, который регулирует глюкозный гомеостаз и широкий спектр метаболических и гормональных процессов на периферии. Однако в последние десятилетия получены убедительные доказательства того, что инсулин также контролирует множество процессов в мозге, выполняя функции нейротрофического фактора, нейромодулятора и нейропротектора, причем некоторые области мозга способны синтезировать инсулин de novo. Свои эффекты в ЦНС инсулин реализует через инсулиновую сигнальную систему, которая по структурно-функциональной организации и механизмам регуляции имеет значительное сходство с таковой на периферии. Поскольку общий пул инсулина в ЦНС складывается из инсулина, продуцируемого β-клетками и поступающего в мозг через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), и гормона, синтезируемого структурами мозга, то снижение его продукции или ослабление транспорта через ГЭБ приводят к дефициту инсулина в мозге и нарушению его сигнализации. Другими причинами ослабления инсулинового сигналинга в мозге являются центральная инсулиновая резистентность, нейровоспаление, обусловленное повышением активности провоспалительных факторов, развитием реактивного астроглиоза и активацией микроглии, а также повышение активности ферментов, вызывающих деградацию инсулина. Одним из перспективных подходов для эффективного восстановления инсулинового сигналинга в ЦНС является применение интраназально вводимого инсулина (ИВИ), который по аксональным путям попадает непосредственно в мозг. В настоящее время ИВИ применяется в клинике для лечения пациентов с болезнью Альцгеймера и с когнитивным дефицитом, ассоциированным с сахарным диабетом 2 типа (СД2). Однако этим терапевтический потенциал ИВИ не исчерпывается. Нами показано, что ИВИ эффективен при коррекции метаболических и гормональных нарушений, ассоциированных с СД1, СД2, метаболическим синдромом и ожирением, причем ряд его восстанавливающих эффектов усиливается при комбинированном применении ИВИ с метформином, С-пептидом проинсулина, ганглиозидами, вводимыми как системно, так и интраназально. Это указывает на то, что мишенями ИВИ при диабетической патологии и ожирении являются не только структуры мозга, но и периферические органы и ткани, включая компоненты гонадной и тиреоидной систем. Настоящий обзор посвящен проблеме инсулиновой сигнализации в мозге, ее нарушениям при различной патологии, применению ИВИ для восстановления активности инсулиновой системы мозга, в том числе с целью нормализации нейрокогнитивных, метаболических и гормональных показателей при диабетической патологии.

Цель данного обзора – представить результаты собственных исследований нейронных сетей, обеспечивающих обнаружение и принятие решений при распознавании «повседневных» зрительных целей: лиц, букв, текста, порядка в хаосе. Цифровые методы синтеза и обработки изображений позволили синтезировать калиброванные наборы тестовых изображений, имитирующих зрительные сцены. Данные сцены содержат цели и помехи с заданными статистическими, пространственными и временными характеристиками, избирательно активирующие или тормозящие модули крупномасштабных нейронных сетей головного мозга человека. Показано, как взаимодействуют сети, представляющие фовеолярное и макулярное зрение. В результате работы оппонентных нейронных сетей префронтальной коры происходит принятие решений при распознавании целей. Каждая из крупномасштабных нейронных сетей мозга вовлекается в различные комбинации, обеспечивающие целенаправленную деятельность человека. Рассмотрена работа механизмов локального и глобального анализа сцен при поиске целей: распознавании текста, мимики и поворота лиц, матриц элементов Габора с разной степенью упорядоченности. На основе сверточных, диффузионных и генеративных нейронных сетей построены модели этих механизмов. Показано влияние статистических свойств изображений и их внутреннего контента на принятие решений человеком и машиной. Показаны пути развития психофизиологических исследований организации и деятельности крупномасштабных нейронных сетей «зрительной» системы человека.

В связи с развитием медицины и повышением уровня жизни в мире возрастает доля пожилого населения, в связи с этим становится актуальным изучение механизмов возрастных изменений когнитивных функций. Цель настоящего обзора – анализ данных литературы о механизмах возрастных изменений когнитивных функций и оценка перспективы развития ключевых направлений исследований в данной области науки. В обзоре приведены современные теории когнитивного старения (теория резерва, компенсаторная теория, теория старения лобных долей, теория дефицита торможений, теория сенсорной депривации). Назрела необходимость объединить данные отдельных разрозненных исследований молекулярных механизмов старения, отражающих роль ряда генов, нейротрофических факторов, тандемных повторов ДНК в обеспечении когнитивных функций в пожилом возрасте. Понимание механизмов когнитивного старения на разных уровнях организма может способствовать разработке эффективных методов профилактики и терапии когнитивных нарушений.