Нервові клітини мозку: відновлюються вони?

1. Нервові клітини мозку не відновлюються: перше спростування
2. Нейробиология - прогрес через 100 років
3. Нейрогенезіс існує. Остаточні результати досліджень Гоулд і Гросса
4. Гейдж і Еріксон: нервові клітини мозку з'являються в гіпокампі
5. Аутоімунні лейкоцити відновлюють нервові клітини. Дослідження ізраїльських вчених
6. Відновлюється по 700 нейронів у день. Дослідження шведських учених
7. І старість може бути в радість

Нервові клітини мозку з 1928 року носять клеймо, яке він дав іспанським нейрогістологом Сантьяго Рамон-І-Халемом: нервові клітини не відновлюються. У першій половині XX століття було логічно прийти до такого висновку, оскільки до цього часу вчені знали лише те, що мозок в процесі життя зменшується в об'ємі, а нейрони не можуть ділитися. Але наука не стоїть на місці, і з тих пір в області нейробіології зроблена маса відкриттів. Виявляється, відмирання нервових клітин мозку такий же постійний і природний процес, як і їх оновлення: в різних ділянках нервової тканини відновлення відбувається зі швидкістю від 15 до 100% на рік. На підставі існуючих сьогодні даних, вчені сміливо можуть сказати: нервові клітини відновлюються, і це науково доведений факт. В істинності цього судження ми спробуємо розібратися на сторінках нашого електронного журналу.

Нервові клітини мозку не відновлюються: перше спростування

Нервові клітини мозку стали заручниками наукового авторитету. Сьогодні вже став крилатим твердження іспанського вченого багато людей з самого дитинства сприймають як істину. А все чому? Будучи нобелівським лауреатом 1906 року, Сантьяго Рамон-І-Халем користувався великою повагою у сучасників. Тому його припущення про не відновлення нервових клітин тривалий час ніхто не наважувався спростувати. І лише до кінця минулого століття (тільки до 1999 року) співробітники факультету психології Прінстонського університету Елізабет Гоулд і Чарлз Гросс довели за допомогою експерименту, що зрілий мозок може продукувати нові нейрони в кількості декількох тисяч в день, причому цей процес, іменований Нейрогенез, відбувається в протягом усього життя. Результати досліджень вчені опублікували в авторитетному журналі «Science».

designua / bigstock.com

Нейробиология - прогрес через 100 років

Досліди вчені проводили на мавпах - генетично схожих на людей предків. Щоб виявити нові нервові клітини мозку, Гоулд і Гросс ввели приматам спеціальну речовину-мітку BrdU. Відзначимо, що ця мітка включається виключно в ДНК тих клітин, які активно діляться. Після ін'єкції, в різний час (від 2 годин до 7 днів), дослідники тестували кору головного мозку піддослідних.

Виконання когнітивних функцій змушує нейрони ділитися

Нові клітини з ДНК, що містять BrdU, були виявлені в трьох різних зонах головного мозку з чотирьох тестованих: в префронтальної, темпоральной і задньої парієтальної областях. Відомо, що всі ці області відповідають за когнітивні функції, тобто планування, реалізацію короткочасної пам'яті, впізнавання об'єктів і осіб та просторову орієнтацію. Цікаво, що жодної нової клітини не утворилося в стріальной корі, яка відповідальна за найперші, більш примітивні, операції, пов'язані з візуальним аналізом. У зв'язку з цим, Гоулд і Гросс припустили, що нові клітини можуть бути важливі для процесу навчання і пам'яті, будучи чистими «листами паперу», на яких записується нова інформація і нові навички.

Але це ще не все

Спостереження за «новачками» показали наявність у них довгих відростків - аксонів, а також здатність впізнавати певні білки, які є нейроноспеціфічнимі. За рахунок цього вчені змогли зробити висновок, що новоутворені клітини володіють всіма характеристиками нейронів.

designua / bigstock.com

Нейрогенезіс існує. Остаточні результати досліджень Гоулд і Гросса

Як пояснили Гоулд і Гросс, нові клітини починали розмножуватися в області мозку, яка називається субвентрікулярной зона (svz), і вже звідти мігрували в кору - до місць їх постійного перебування, де і дозрівали до дорослого стану.

Іншими вченими вже було встановлено, що svz - джерело нейрональних стовбурових клітин, - клітин, які можуть дати життя будь-якої спеціалізованої клітці нервової системи

Результати досліджень Гоулд і Гросса свідчать про те, що нейрогенезіс є, і він грає дуже важливу роль в реалізації вищої нервової діяльності головного мозку.

Гейдж і Еріксон: нервові клітини мозку з'являються в гіпокампі

Дослідження Фреда Гейдж з Салковского інституту біологічних досліджень (Каліфорнія) і Пітера Еріксона з Салгренского університету (Швеція) підтвердили можливість появи нових нервових клітин в гіпокампі дорослих приматів, включаючи людини.

Гіпокамп - частина лімбічної системи головного мозку. Бере участь в механізмах формування емоцій, консолідації пам'яті (тобто переходу короткочасної пам'яті в довготривалу)

Вчені вилучили гиппокампального тканину у п'яти пацієнтів, які померли від раку. Свого часу цим пацієнтам ввели ін'єкцію BrdU, щоб знайти ракові клітини. Гейжд і Еріксон у всіх померлих виявили велику кількість нейронів, позначених BrdU в гиппокампального тканини. Важливо, що вік цих людей перед смертю був у межах 57-72 років. Це доводить не тільки те, що нервові клітини відновлюються, але і те, що вони утворюються в гіпокампі протягом усього життя людини.

Аутоімунні лейкоцити відновлюють нервові клітини. Дослідження ізраїльських вчених

До 2006 року з'явилося багато доказів того, що нервові клітини все-таки відновлюються. Але ніхто, крім ізраїльських вчених, раніше не задавався питанням: а як мозок дізнається, що пора почати процес регенерації?

Занепокоєні цим питанням, дослідники перебрали всі види клітин, які були виявлені раніше в голові у людей. Успішним виявилося вивчення одного з підвидів лейкоцитів - Т-лімфоцитів. Фахівці припустили, що ці аутоімунні лейкоцити, в основі яких лежать реакції імунітету, спрямовані проти власних органів або тканин, займаються не руйнуванням, а відновленням нервової тканини.

Вчені зробили припущення, виходячи з факту, що при пошкодженнях нервової тканини аутоімунні Т-лімфоцити допомагають власним лейкоцитам - резидентам мозку. Вони разом знищують шкідливі речовини, що утворюються в пошкоджених ділянках.

Чи правильна теорія?

Щоб перевірити теорію, група на чолі з професором Шварц, провела три серії експериментів з мишами. Тварин поміщали в середу, стимулюючу їх розумову і фізичну активність. Для об'єктивності результатів використовувалися три види тварин.

У здорових мишей під час дослідів починалося посилене формування нервових клітин в гіпокампі - області головного мозку, що відповідає за пам'ять (це знову ж доводить вірність досліджень Гейдж і Еріксона). Потім вчені повторили експеримент, тільки з мишами, що страждають серйозною лейкопенией - дефіцитом лейкоцитів (в тому числі Т-лімфоцитів) в крові. У них в аналогічних умовах утворилося значно менше нових нервових клітин. Третій експеримент провели на мишах, що володіють всіма важливими лейкоцитами, за винятком T-лімфоцитів. І отримали результат, ідентичний другій частині експериментів.

Знижений формування нервових клітин підтвердило, що T-лімфоцити - істотні фактори нейрогенезіса. Причому сприяли формуванню нових нейронів саме T-лімфоцити - аутоімунні «вбивці клітин». Саме вони віддавали первинну команду на відновлення нервових клітин. Для підтвердження свого висновку вчені ввели T-лімфоцити мишам з лейкопенією. І процес формування клітин мозку прискорився.

guniita / bigstock.com

Відновлюється по 700 нейронів у день. Дослідження шведських учених

Швидкість, з якою відновлюються нервові клітини, виміряли шведські вчені з Каролінського інституту. Виявилося, що вона може досягати 700 нових нейронів в день.

До такого висновку вчені прийшли в результаті довгих досліджень. Фахівців зацікавила ситуація, що відбувалася в 50-і роки минулого століття. У цей час проводилися наземні ядерні випробування. Тоді вони сильно нашкодили не тільки навколишньому середовищу, випустивши в атмосферу радіоактивний ізотоп - вуглець-14, але і завдали шкоди здоров'ю людини.

Наукові співробітники вивчили нервові клітини людей, застали випробування. Як з'ясувалося, вони ввібрали в себе ізотоп в підвищеної концентрації, і він назавжди вбудувався в ланцюжки ДНК. Вуглець-14 дозволив визначити вік клітин. З'ясувалося, що нервові клітини з'являлися в різний час. А це значить, протягом усього життя, поряд зі старими, народжувалися і нові.

І старість може бути в радість

На минулому нещодавно в Санкт-Петербурзі Всесвітньому конгресі психіатрів відомий німецький нейробіолог професор Геттінгенського університету Гарольд Хютер запевнив:

«Нервова тканина відновлюється в будь-якому віці. У 20 років процес йде інтенсивно, а в 70 - повільно. Але йде ».

Вчений навів в приклад спостереження канадських колег за черницями похилого віку. Фахівці спостерігали за жінками 100 і більше років. Дослідження їх головного мозку на магнітно-резонансної томографії показали, що все в порядку, і ніяких проявів старечого недоумства немає.

За словами німецького професора, вся справа в способі життя і мислення цих жінок, які постійно чогось вчаться і вчать. Черниці по своїй натурі скромні і мають стійкі уявлення про будову світу. Вони дотримуються активної життєвої позиції і моляться, розраховуючи змінити людей на краще. Втім, як стверджує Гарольд Хютер, таких результатів може досягти кожен, хто доглядає за собою, людина.

Отже, дані результати досліджень, які свідчать про те, що нервові клітини все-таки відновлюються, допомагають розвіяти не тільки народний міф. Вони відкривають нові шляхи лікування таких захворювань нервової системи, як хвороба Паркінсона, хвороба Альцгеймера, хвороба Хантінгтона.

Відомо, що ці захворювання характеризуються тим, що нервові клітини або гинуть, або втрачають свою функцію. Недуга починає прогресувати, коли втрата нейронів досягає критичного рівня. Можливо, за допомогою наукових відкриттів в області нейробіології вченим вдасться знайти способи впливу на нейрогенез. А значить, з'явиться можливість допомогти людям, що мучаться від «нервових» хвороб, штучно активувавши виробництво нових нейронів в певних областях мозку.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.