يتم استعادة خلايا الدماغ أم لا. هل تتجدد الخلايا العصبية فعلاً؟ إذن هناك الحقيقة
عقود من المناقشات، والأقوال الراسخة، والتجارب على الفئران والأغنام - ولكن لا يزال بإمكان الدماغ البالغ تكوين خلايا عصبية جديدة لتحل محل الخلايا المفقودة؟ وإذا كان الأمر كذلك، كيف؟ وإذا كان لا يستطيع، لماذا؟
سوف يلتئم الإصبع المقطوع في غضون أيام قليلة، وسوف يشفى العظم المكسور. يستبدل عدد لا يحصى من خلايا الدم الحمراء بعضها البعض في أجيال قصيرة العمر، وتنمو العضلات تحت الحمل: يتجدد جسمنا باستمرار. لفترة طويلة كان يُعتقد أنه لم يتبق سوى شخص غريب واحد في هذا الاحتفال بالولادة الجديدة - الدماغ. أهم خلاياها، الخلايا العصبية، هي على درجة عالية من التخصص بحيث لا يمكن تقسيمها. يتناقص عدد الخلايا العصبية سنة بعد سنة، وعلى الرغم من أنها كثيرة جدًا لدرجة أن فقدان عدة آلاف منها ليس له تأثير ملحوظ، إلا أن القدرة على التعافي من الضرر لن تؤذي الدماغ. ومع ذلك، لم يتمكن العلماء من اكتشاف وجود خلايا عصبية جديدة في الدماغ الناضج لفترة طويلة. ومع ذلك، لم يكن هناك ما يكفي من الأدوات المتطورة للعثور على مثل هذه الخلايا و"آبائها".
تغير الوضع عندما استخدم مايكل كابلان وجيمس هيندز، في عام 1977، الثيميدين المشع [3H]، والذي يمكن دمجه في الحمض النووي الجديد. تقوم سلاسلها بتوليف الخلايا المنقسمة بشكل فعال، ومضاعفة مادتها الوراثية وفي نفس الوقت تتراكم العلامات المشعة. وبعد شهر من إعطاء الدواء للفئران البالغة، حصل العلماء على شرائح من أدمغتها. أظهر التصوير الشعاعي الذاتي أن العلامات كانت موجودة في خلايا التلفيف المسنن في الحصين. ومع ذلك، فإنها تتكاثر، ويوجد "تكوين الخلايا العصبية البالغة".
عن الرجال والفئران
خلال هذه العملية، لا تنقسم الخلايا العصبية الناضجة، تمامًا كما لا تنقسم خلايا الألياف العضلية وخلايا الدم الحمراء: فالخلايا الجذعية المختلفة التي تحتفظ بقدرتها "الساذجة" على التكاثر هي المسؤولة عن تكوينها. يصبح أحد أحفاد الخلية السلفية المنقسمة خلية شابة متخصصة وينضج إلى حالة بالغة تعمل بكامل طاقتها. تظل الخلية الوليدة الأخرى خلية جذعية: وهذا يسمح بالحفاظ على عدد الخلايا السلفية عند مستوى ثابت دون التضحية بتجديد الأنسجة المحيطة.
تم العثور على الخلايا العصبية السليفة في التلفيف المسنن في الحصين. تم العثور عليها لاحقًا في أجزاء أخرى من دماغ القوارض، في البصلة الشمية والبنية تحت القشرية للجسم المخطط. من هنا، يمكن للخلايا العصبية الشابة أن تهاجر إلى المنطقة المرغوبة في الدماغ، وتنضج في مكانها، وتندمج في أنظمة الاتصال الموجودة. وللقيام بذلك، تثبت الخلية الجديدة فائدتها لجيرانها: حيث تزداد قدرتها على الإثارة، بحيث يؤدي أي تأثير ضعيف إلى قيام العصبون بإنتاج وابل كامل من النبضات الكهربائية. كلما كانت الخلية أكثر نشاطا، كلما زادت الاتصالات التي تكوّنها مع جيرانها، وكلما زادت سرعة استقرار هذه الاتصالات.
تم تأكيد تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين عند البشر بعد عقدين فقط من الزمن بمساعدة نيوكليوتيدات مشعة مماثلة - في نفس التلفيف المسنن في الحصين، ثم في الجسم المخطط. يبدو أن بصيلتنا الشمية لم تتجدد. ومع ذلك، فإن مدى نشاط هذه العملية وكيف تتغير بمرور الوقت ليس واضحًا تمامًا اليوم.
على سبيل المثال، أظهرت دراسة أجريت عام 2013 أنه حتى سن الشيخوخة، يتم تجديد ما يقرب من 1.75٪ من الخلايا في التلفيف المسنن في الحصين كل عام. وفي عام 2018، ظهرت نتائج تظهر أن تكوين الخلايا العصبية هنا يتوقف بالفعل في مرحلة المراهقة. قام الأول بقياس تراكم المتتبعات المشعة، واستخدم الثاني الأصباغ التي ترتبط بشكل انتقائي بالخلايا العصبية الشابة. من الصعب تحديد أي الاستنتاجات هي الأقرب إلى الحقيقة: فمن الصعب مقارنة النتائج النادرة التي تم الحصول عليها بطرق مختلفة تمامًا، والأهم من ذلك استقراء العمل المنجز على الفئران وتطبيقه على البشر.
مشاكل النموذج
يتم إجراء معظم دراسات تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين على حيوانات المختبر، والتي تتكاثر بسرعة ويسهل الحفاظ عليها. تم العثور على هذا المزيج من العلامات عند الأشخاص الصغار الحجم والذين يعيشون لفترة قصيرة جدًا - في الفئران والجرذان. لكن في أدمغتنا، التي لا تنتهي من النضج إلا بحلول سن العشرين، يمكن أن تحدث الأمور بشكل مختلف تمامًا.
يعد التلفيف المسنن في الحصين جزءًا من القشرة الدماغية، وإن كان بدائيًا. في نوعنا، كما هو الحال في الثدييات الأخرى طويلة العمر، تكون القشرة أكثر تطورًا بشكل ملحوظ من القوارض. ربما يغطي تكوين الخلايا العصبية حجمها بالكامل، حيث يتم تحقيقه من خلال بعض آلياتها الخاصة. لا يوجد دليل مباشر على ذلك حتى الآن: لم يتم إجراء دراسات حول تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين في القشرة الدماغية سواء على البشر أو على الرئيسيات الأخرى.
ولكن تم تنفيذ هذا العمل مع ذوات الحوافر. لم تجد دراسة أقسام الدماغ من الحملان حديثي الولادة، وكذلك الأغنام الأكبر سنا قليلا والأفراد الناضجين جنسيا، خلايا مقسمة - سلائف الخلايا العصبية في القشرة الدماغية والهياكل تحت القشرية لأدمغتهم. من ناحية أخرى، في قشرة الحيوانات الأكبر سنا، تم العثور على خلايا عصبية شابة ولدت بالفعل ولكنها غير ناضجة. على الأرجح، فإنهم على استعداد لإكمال التخصص في اللحظة المناسبة، وتشكيل خلايا عصبية كاملة وأخذ مكان الموتى. بالطبع، هذا ليس تكوينًا عصبيًا تمامًا، لأنه لا يتم تشكيل خلايا جديدة خلال هذه العملية. ومع ذلك، فمن المثير للاهتمام أن مثل هذه الخلايا العصبية الشابة موجودة في تلك المناطق من دماغ الأغنام المسؤولة عن التفكير (القشرة الدماغية)، وتكامل الإشارات الحسية والوعي (العائق)، والعواطف (اللوزة). هناك احتمال كبير بأن نجد أيضًا خلايا عصبية غير ناضجة في هياكل مماثلة. ولكن لماذا قد يحتاجها شخص بالغ مدرب بالفعل وذوي خبرة؟
فرضية الذاكرة
عدد الخلايا العصبية كبير جدًا بحيث يمكن التضحية ببعضها بأمان. ومع ذلك، إذا توقفت الخلية عن العمل، فهذا لا يعني أنها ماتت. قد تتوقف الخلية العصبية عن توليد الإشارات والاستجابة للمحفزات الخارجية. المعلومات التي جمعها لا تختفي، بل هي «معلبة». وقد دفعت هذه الظاهرة كارول بارنز، عالمة الأعصاب في جامعة أريزونا، إلى وضع نظرية مفادها أن هذه هي الطريقة التي يخزن بها الدماغ ويشارك الذكريات من فترات مختلفة من الحياة. ووفقا للبروفيسور بارنز، تظهر من وقت لآخر مجموعة من الخلايا العصبية الشابة في التلفيف المسنن في الحصين لتسجيل تجارب جديدة. وبعد مرور بعض الوقت - أسابيع، أو أشهر، أو ربما سنوات - يدخلون جميعًا في حالة من الراحة ولا يرسلون إشارات بعد الآن. هذا هو السبب في أن الذاكرة (مع استثناءات نادرة) لا تحتفظ بأي شيء حدث لنا قبل السنة الثالثة من الحياة: يتم حظر الوصول إلى هذه البيانات في مرحلة ما.
وبالنظر إلى أن التلفيف المسنن، مثل الحصين ككل، هو المسؤول عن نقل المعلومات من الذاكرة قصيرة المدى إلى الذاكرة طويلة المدى، فإن هذه الفرضية تبدو منطقية. ومع ذلك، لا يزال يتعين إثبات أن الحصين البالغ ينتج بالفعل خلايا عصبية جديدة، وبأعداد كبيرة إلى حد ما. لا يوجد سوى مجموعة محدودة للغاية من الإمكانيات لإجراء التجارب.
قصة التوتر
عادة، يتم الحصول على عينات من الدماغ البشري أثناء تشريح الجثة أو جراحة الأعصاب، مثل صرع الفص الصدغي، حيث لا يمكن علاج النوبات بالأدوية. كلا الخيارين لا يسمحان لنا بتتبع كيفية تأثير شدة تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين على وظائف المخ وسلوكه.
تم إجراء مثل هذه التجارب على القوارض: تم قمع تكوين الخلايا العصبية الجديدة عن طريق إشعاع جاما المستهدف أو عن طريق إيقاف تشغيل الجينات المقابلة. أدى هذا التعرض إلى زيادة تعرض الحيوانات للاكتئاب. لم تكن الفئران غير القادرة على تكوين الخلايا العصبية سعيدة تقريبًا بالمياه المحلاة وسرعان ما تخلت عن محاولة البقاء طافية في حاوية مملوءة بالماء. وكان محتوى الكورتيزول، هرمون التوتر، في دمائهم أعلى حتى من الفئران التي تم الضغط عليها بالطرق التقليدية. وكانوا أكثر عرضة للإدمان على الكوكايين وكان تعافيهم من السكتة الدماغية أقل.
تجدر الإشارة إلى ملاحظة مهمة حول هذه النتائج: من الممكن أن يتم إغلاق الاتصال الموضح "عدد أقل من الخلايا العصبية الجديدة - رد فعل أكثر حدة للتوتر" على نفسه. تقلل أحداث الحياة غير السارة من شدة تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين، مما يجعل الحيوان أكثر حساسية للإجهاد، وبالتالي ينخفض معدل تكوين الخلايا العصبية في الدماغ - وهكذا في دائرة.
الأعمال على الأعصاب
على الرغم من عدم وجود معلومات دقيقة حول تكوين الخلايا العصبية للبالغين، فقد ظهر بالفعل رجال أعمال مستعدون لبناء أعمال تجارية مربحة عليها. منذ أوائل عام 2010، قامت شركة تبيع المياه من الينابيع في جبال روكي الكندية بإنتاج الزجاجات تكوين الخلايا العصبية المياه السعيدة. ويقال أن المشروب يحفز تكوين الخلايا العصبية بسبب أملاح الليثيوم التي يحتوي عليها. يعتبر الليثيوم بالفعل عقارًا مفيدًا للدماغ، على الرغم من وجوده في الأقراص أكثر بكثير من وجوده في "المياه السعيدة". تم اختبار تأثير المشروب المعجزة من قبل علماء الأعصاب من جامعة كولومبيا البريطانية. لقد أعطوا الفئران "ماء سعيد" لمدة 16 يومًا، ومجموعة مراقبة - ماء عادي من الصنبور، ثم قاموا بفحص شرائح من التلفيف المسنن في الحصين. وعلى الرغم من أن القوارض الذين شربوا تكوين الخلايا العصبية المياه السعيدة، ظهر ما يصل إلى 12٪ من الخلايا العصبية الجديدة، وتبين أن العدد الإجمالي لها صغير ومن المستحيل التحدث عن ميزة ذات دلالة إحصائية.
في الوقت الحالي، لا يسعنا إلا أن نذكر أن تكوين الخلايا العصبية لدى البالغين موجود بوضوح في أدمغة ممثلي جنسنا البشري. ربما يستمر حتى الشيخوخة، وربما فقط حتى سن المراهقة. انها في الواقع ليست بهذه الأهمية. والأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو أن ولادة الخلايا العصبية في الدماغ البشري الناضج تحدث بشكل عام: من الجلد أو من الأمعاء، ويتم تجديدها بشكل مستمر ومكثف، ويختلف العضو الرئيسي في جسمنا كميًا، ولكن ليس نوعيًا. وعندما تشكل المعلومات المتعلقة بتكوين الخلايا العصبية لدى البالغين صورة متماسكة ومفصلة، سنفهم كيفية ترجمة هذه الكمية إلى جودة، مما يجبر الدماغ على "الإصلاح"، واستعادة أداء الذاكرة والعواطف - كل ما نسميه حياتنا.
بفضل العديد من الدراسات العلمية، ثبت أن الخلايا العصبية البشرية قادرة على التعافي. إن الانخفاض في نشاطهم مع تقدم العمر لا يرجع إلى حقيقة أن مناطق في الدماغ تموت. في الأساس، ترتبط هذه العمليات باستنفاد التشعبات، التي تشارك في عمليات تنشيط النبضات بين الخلايا. يناقش المقال طرق استعادة الخلايا العصبية في الدماغ البشري.
ميزات الخلايا المعنية
يتكون الجهاز العصبي البشري بأكمله من نوعين من الخلايا:
- الخلايا العصبية التي تنقل النبضات الأساسية.
- الخلايا الدبقية، التي تخلق الظروف المثالية للعمل الكامل للخلايا العصبية، وحمايتها، وما إلى ذلك.
تتراوح أحجام الخلايا العصبية من 4 إلى 150 ميكرون. وهي تتألف من الجسم الرئيسي - التغصنات - والعديد من العمليات العصبية - المحاور. وبفضل هذا الأخير تنتقل النبضات في جسم الإنسان. هناك العديد من التشعبات أكثر من المحاور، وتمتد الاستجابة النبضية منها إلى مركز الخلية العصبية. تبدأ عمليات تكوين الخلايا العصبية خلال فترة التطور الجنيني.
وتنقسم جميع النيوترونات بدورها إلى عدة أنواع:
- أحادي القطب. تحتوي على محور عصبي واحد فقط (يوجد فقط أثناء التطور الجنيني)؛
- ثنائي القطب. تضم هذه المجموعة عصبونات الأذن والعينين، وتتكون من محور عصبي وتغصنات؛
- تحتوي العناصر متعددة الأقطاب على عدة عمليات في وقت واحد. هم الخلايا العصبية الرئيسية في الجهاز العصبي المركزي والمحيطي.
- توجد القطبية الكاذبة في الجمجمة والحبل الشوكي.
هذه الخلية مغطاة بغشاء خاص – الورم العصبي. تحدث فيه جميع عمليات التمثيل الغذائي وانتقال التفاعلات النبضية. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي كل خلية عصبية على السيتوبلازم، والميتوكوندريا، والنواة، وجهاز جولجي، والجسيمات الحالة، والشبكة الإندوبلازمية. من بين العضيات يمكن تمييزها عن اللييفات العصبية.
هذه الخلية في الجسم مسؤولة عن عمليات معينة:
- توجد الخلايا العصبية الحسية في العقد العصبية للجهاز المحيطي.
- تشارك المقحمات في نقل النبضات إلى الخلية العصبية.
- المحرك، الموجود في ألياف العضلات والغدد الصماء.
- مساعد، بمثابة حاجز وحماية لكل من الخلايا العصبية.
وتتمثل المهمة الرئيسية لجميع الخلايا العصبية في التقاط ونقل النبضات إلى خلايا الجسم البشري. من المهم أن نلاحظ أنه يتم تضمين حوالي 5-7٪ فقط من إجمالي عدد الخلايا العصبية في العمل. الجميع ينتظر دورهم. تموت الخلايا الفردية كل يوم، وتعتبر هذه عملية طبيعية تماما. ومع ذلك، هل يمكنهم التعافي؟
مفهوم تكوين الخلايا العصبية
تكوين الخلايا العصبية هو عملية تكوين خلايا عصبية جديدة. المرحلة الأكثر نشاطا هي التطور داخل الرحم، حيث يحدث تكوين الشخص.
منذ وقت ليس ببعيد، جادل جميع العلماء بأن هذه الخلايا غير قادرة على التعافي. كان يُعتقد سابقًا أن هناك عددًا ثابتًا من الخلايا العصبية في دماغ الإنسان. ومع ذلك، في النصف الثاني من القرن العشرين، بدأت الدراسات على الطيور المغردة والثدييات، والتي أثبتت أن هناك منطقة منفصلة في الدماغ - تلافيف الحصين. يوجد فيها بيئة دقيقة محددة يحدث فيها انقسام الخلايا العصبية (الخلايا المتكونة أمام الخلايا العصبية). أثناء عملية التقسيم، يموت حوالي نصفها (مبرمجًا)، ويتحول النصف الآخر إلى. ومع ذلك، إذا نجا بعض هؤلاء المقدر لهم الموت، فإنهم يشكلون روابط متشابكة فيما بينهم وتتميز بوجود طويل الأمد. وهكذا ثبت أن عمليات تجديد الخلايا العصبية البشرية تحدث في مكان خاص - بين البصلة الشمية وحُصين الدماغ.
التأكيد السريري للنظرية
واليوم، لا تزال الأبحاث في هذا المجال مستمرة، لكن العلماء أثبتوا بالفعل العديد من عمليات استعادة الخلايا العصبية. يحدث التجديد على عدة مراحل:
- تكوين الخلايا الجذعية القادرة على الانقسام (سلائف الخلايا العصبية المستقبلية)؛
- انقسامهم لتشكيل الخلايا العصبية.
- حركة الأخيرة إلى مناطق منفصلة من الدماغ وتحولها إلى خلايا عصبية وبدء عملها.
لقد أثبت العلماء أن هناك مناطق خاصة في الدماغ توجد بها سلائف الخلايا العصبية.
عندما تتضرر الخلايا العصبية ومناطق الدماغ، تتسارع عملية تكوين الخلايا العصبية. يبدأ هذا عملية نقل الخلايا العصبية "الاحتياطية" من المنطقة تحت البطينية إلى المناطق المتضررة، حيث تتحول إلى خلايا عصبية أو دبقية. يمكن تنظيم هذه العملية بمساعدة الأدوية الهرمونية الخاصة، والسيتوكينات، والمواقف العصيبة، والنشاط الكهربي، وما إلى ذلك.
كيفية استعادة خلايا المخ
يحدث الموت بسبب ضعف الاتصال بينهما (ترقق التشعبات). ومن أجل إيقاف هذه العملية، يوصي الأطباء بما يلي:
- الطعام الصحي. من الضروري إثراء نظامك الغذائي بالفيتامينات والعناصر الدقيقة المفيدة التي تعمل على تحسين التفاعل والتركيز؛
- الانخراط بنشاط في الرياضة. تساعد التمارين البدنية الخفيفة على تحسين الدورة الدموية في الجسم، وتحسين تنسيق الحركات، وتنشيط مناطق الدماغ؛
- القيام بتمارين الدماغ. في هذه الحالة، يوصى بحل الكلمات المتقاطعة في كثير من الأحيان، أو حل الألغاز أو ممارسة الألعاب التي تساعد في تدريب الخلايا العصبية (الشطرنج، البطاقات، إلخ)؛
- تحميل الدماغ بمعلومات جديدة أكثر؛
- تجنب التوتر والاضطرابات العصبية.
من الضروري التأكد من أن فترات الراحة والنشاط تتناوب بشكل صحيح (النوم لمدة 8-9 ساعات على الأقل) وأن يكون لديك دائمًا موقف إيجابي.
منتجات ترميم الخلايا العصبية
في هذه الحالة، يمكنك استخدام كل من الأدوية والعلاجات الشعبية. في الحالة الأولى، نحن نتحدث عن والتي تشارك بشكل مباشر في عمليات تجديد الخلايا العصبية. توصف أيضًا أدوية لتخفيف التوتر والتوتر العصبي (المهدئات).
من بين الطرق الشعبية، يتم استخدام decoctions وحقن النباتات الطبية (زهرة العطاس، بقلة الخطاطيف، الزعرور، نبتة الأم، وما إلى ذلك). وفي هذه الحالة من الأفضل استشارة الطبيب قبل الاستخدام لتقليل خطر حدوث عواقب سلبية.
طريقة أخرى ممتازة لاستعادة الخلايا العصبية هي وجود هرمون السعادة في الجسم.
لذلك، فإن الأمر يستحق جلب المزيد من الأحداث المبهجة إلى حياتك اليومية، ومن ثم يمكنك تجنب مشاكل اضطرابات الدماغ.
يواصل العلماء العمل على الأبحاث في هذا المجال. اليوم يحاولون إيجاد فرصة فريدة لزراعة الخلايا العصبية. ومع ذلك، لم يتم إثبات هذه التقنية بعد وتتطلب العديد من التجارب السريرية.
خاتمة
بفضل العديد من الدراسات العلمية، ثبت أن الخلايا البشرية المعنية قادرة على التعافي. تلعب التغذية السليمة وأسلوب الحياة دورًا مهمًا جدًا في هذه العملية. لذلك، لكي لا تواجه مشاكل فقدان الذاكرة وغيرها في سن الشيخوخة، من الضروري الاهتمام بصحتك منذ الصغر.
يتكون الجهاز العصبي من خلايا عصبية متصلة بشبكة. يخضع النشاط الحركي والتفكير وعلم وظائف الأعضاء تمامًا للإشارات التي تنتقل عبر فروع الجهاز العصبي. جميع الخلايا لها اسم شائع - الخلايا العصبية - وتختلف فقط في غرضها الوظيفي في جسم الإنسان.
لماذا لا تتعافى الخلايا العصبية
لا يزال علماء الفسيولوجيا يناقشون ما إذا كان من الممكن استعادة الخلايا العصبية. ونشأ الجدل لأن العلماء اكتشفوا عدم قدرة الخلية العصبية على التكاثر. وبما أن جميع الخلايا تتكاثر بالانقسام، فهي قادرة على تكوين أنسجة جديدة في الأعضاء.
لكن الخلايا العصبية، بحسب مجموعة كبيرة من علماء الأحياء، تُعطى للإنسان مرة واحدة وإلى الأبد، وإن كان بـ”احتياطي كبير”. وعلى مدار سنوات عديدة، تموت تدريجيًا، وقد يتم فقدان وظائف دماغية مهمة لهذا السبب.
الإجهاد والمرض والإصابة تؤدي إلى موت الخلايا العصبية. كما أن إدمان الكحول والتدخين يدمران الخلايا العصبية، مما يحرم الإنسان من حياة طويلة ومثمرة. أدى عدم قدرة الخلايا العصبية المتبقية على التكاثر بالانشطار إلى ظهور التعبير المجنح.
وجهة نظر بديلة
على مدى السنوات العشر الماضية، كان علماء الأحياء يدرسون الدماغ بنشاط. يواجه العلماء العديد من التحديات، فهم يقومون بإجراء التجارب العلمية ويطرحون فرضيات جديدة.
تختلف مجموعة من علماء الفسيولوجيا مع وجهة النظر التي أقرتها غالبية المحافظين. وبين الحين والآخر هناك تقارير في الصحافة تفيد بأن الأسطورة حول استحالة استعادة الأنسجة العصبية قد تم تبديدها.
وفي إحدى التجارب المعملية على المناطق المتضررة من الدماغ، تمكنوا من استعادة بعض الخلايا العصبية. لقد خرجوا من الخلايا الجذعية للأنسجة العصبية المخزنة في الاحتياطيات.
كانت عملية تكوين الخلايا العصبية الجديدة تسمى تكوين الخلايا العصبية. فقط الحيوانات البالغة الصغيرة هي القادرة على ذلك. وفي وقت لاحق، تم العثور على مثل هذه المناطق في البشر. يمكن استعادة مناطق معينة فقط من الدماغ، على سبيل المثال، المناطق المسؤولة عن الذاكرة والتعلم.
يمكن تطوير قدرات الدماغ والحفاظ عليها في حالة نشطة لفترة طويلة. يتم تسهيل ذلك من خلال اكتساب المعرفة الفكرية والنشاط البدني. كما أن نمط الحياة الصحي يمنح الإنسان فرصة مقابلة الشيخوخة بعقل سليم وذاكرة صافية.
على العكس من ذلك، ينبغي تجنب الإجهاد الشديد. اللطف والهدوء وصفة مجربة لحياة نشطة وطويلة. سيُظهر المستقبل ما إذا كان الدماغ قادرًا على التعافي تمامًا وما إذا كان من الممكن إطالة عمر الإنسان لعقود من خلال تكوين الخلايا العصبية.
لقد نظر الجميع إلى التعبير الشائع "الخلايا العصبية لا تتجدد" منذ الطفولة على أنه حقيقة ثابتة. لكن هذه البديهية ليست أكثر من أسطورة، والبيانات العلمية الجديدة تدحضها.تبني الطبيعة هامشًا عاليًا جدًا من الأمان في الدماغ النامي: أثناء التطور الجنيني، يتم تشكيل فائض كبير من الخلايا العصبية. ويموت حوالي 70% منهم قبل ولادة الطفل. يستمر الدماغ البشري في فقدان الخلايا العصبية بعد الولادة، طوال الحياة. موت الخلايا هذا مبرمج وراثيا. بالطبع، لا تموت الخلايا العصبية فحسب، بل تموت أيضًا خلايا الجسم الأخرى. فقط جميع الأنسجة الأخرى لديها قدرة تجديدية عالية، أي أن خلاياها تنقسم لتحل محل الخلايا الميتة. تكون عملية التجديد أكثر نشاطًا في الخلايا الظهارية والأعضاء المكونة للدم (نخاع العظم الأحمر). ولكن هناك خلايا يتم فيها حظر الجينات المسؤولة عن التكاثر بالانقسام. بالإضافة إلى الخلايا العصبية، تشمل هذه الخلايا خلايا عضلة القلب. كيف يتمكن الإنسان من الحفاظ على ذكائه حتى سن الشيخوخة إذا ماتت الخلايا العصبية ولم تتجدد؟
تمثيل تخطيطي للخلية العصبية، أو العصبون، الذي يتكون من جسم به نواة ومحور واحد والعديد من التشعبات
أحد التفسيرات المحتملة: في الجهاز العصبي، لا تعمل جميع الخلايا العصبية في نفس الوقت، ولكن 10٪ فقط من الخلايا العصبية. غالبًا ما يتم الاستشهاد بهذه الحقيقة في الأدبيات الشعبية وحتى العلمية. لقد اضطررت مرارًا وتكرارًا إلى مناقشة هذا البيان مع زملائي المحليين والأجانب. ولا أحد منهم يفهم من أين جاء هذا الرقم. أي خلية تعيش و "تعمل" في نفس الوقت. في كل خلية عصبية، تحدث عمليات التمثيل الغذائي طوال الوقت، ويتم تصنيع البروتينات، ويتم توليد النبضات العصبية ونقلها. لذلك، بعيدًا عن فرضية الخلايا العصبية "الراحة"، ننتقل إلى إحدى خصائص الجهاز العصبي، وهي اللدونة الاستثنائية.
ومعنى اللدونة هو أن وظائف الخلايا العصبية الميتة يتم الاستيلاء عليها من قبل "زملائها" الباقين على قيد الحياة، والتي تزداد في الحجم وتشكل اتصالات جديدة، للتعويض عن الوظائف المفقودة. ويمكن توضيح الفعالية العالية، ولكن ليست غير المحدودة، لمثل هذا التعويض من خلال مثال مرض باركنسون، حيث يحدث الموت التدريجي للخلايا العصبية. اتضح أنه حتى يموت حوالي 90٪ من الخلايا العصبية في الدماغ، لا تظهر الأعراض السريرية للمرض (ارتعاش الأطراف، محدودية الحركة، مشية غير مستقرة، الخرف)، أي أن الشخص يبدو بصحة جيدة عمليًا. وهذا يعني أن خلية عصبية حية واحدة يمكنها أن تحل محل تسع خلايا عصبية ميتة.
تختلف الخلايا العصبية عن بعضها البعض في الحجم، والتفرع الشجيري، وطول المحور العصبي.
لكن مرونة الجهاز العصبي ليست الآلية الوحيدة التي تسمح للإنسان بالحفاظ على ذكائه حتى سن الشيخوخة. لدى الطبيعة أيضًا خيار احتياطي - ظهور خلايا عصبية جديدة في دماغ الثدييات البالغة، أو تكوين الخلايا العصبية.
ظهر أول تقرير عن تكوين الخلايا العصبية في عام 1962 في المجلة العلمية المرموقة Science. كان المقال بعنوان "هل تتشكل خلايا عصبية جديدة في دماغ الثدييات البالغة؟" استخدم مؤلفها، البروفيسور جوزيف ألتمان من جامعة بوردو (الولايات المتحدة الأمريكية)، تيارًا كهربائيًا لتدمير أحد بنيات دماغ الجرذ (الجسم الركبي الجانبي) وحقنه بمادة مشعة تخترق الخلايا الناشئة حديثًا. وبعد بضعة أشهر، اكتشف العالم خلايا عصبية مشعة جديدة في المهاد (منطقة من الدماغ الأمامي) والقشرة الدماغية. على مدى السنوات السبع التالية، نشر ألتمان عدة أوراق بحثية أخرى توضح وجود تكوين الخلايا العصبية في دماغ الثدييات البالغة. ومع ذلك، في ستينيات القرن العشرين، لم يثير عمله سوى الشكوك بين علماء الأعصاب، ولم يتبع ذلك تطورهم.
يشمل مصطلح "الدبقية" جميع خلايا الأنسجة العصبية التي ليست خلايا عصبية.
وبعد عشرين عاما فقط، تم "اكتشاف" تكوين الخلايا العصبية مرة أخرى، ولكن في دماغ الطيور. لاحظ العديد من الباحثين في الطيور المغردة أنه خلال كل موسم تزاوج، يقوم ذكر الكناري Serinus canaria بأداء أغنية باستخدام "ركبتين" جديدتين. علاوة على ذلك، فهو لا يتبنى تريلز جديدة من إخوته، حيث تم تحديث الأغاني حتى في عزلة. بدأ العلماء في دراسة المركز الصوتي الرئيسي للطيور بالتفصيل، والذي يقع في جزء خاص من الدماغ، واكتشفوا أنه في نهاية موسم التزاوج (يحدث بالنسبة لطيور الكناري في أغسطس ويناير)، فإن جزءًا كبيرًا من الخلايا العصبية في مات المركز الصوتي، ربما بسبب الحمل الوظيفي المفرط. في منتصف الثمانينات، تمكن البروفيسور فرناندو نوتيبوم من جامعة روكفلر (الولايات المتحدة الأمريكية) من إظهار أنه في ذكور طيور الكناري البالغة، تحدث عملية تكوين الخلايا العصبية في المركز الصوتي باستمرار، لكن عدد الخلايا العصبية المنتجة يخضع للتقلبات الموسمية. تحدث ذروة تكوين الخلايا العصبية في جزر الكناري في شهري أكتوبر ومارس، أي بعد شهرين من مواسم التزاوج. ولهذا السبب يتم تحديث "مكتبة التسجيلات" لأغاني ذكور الكناري بانتظام.
تتم برمجة الخلايا العصبية وراثيا للهجرة إلى جزء أو جزء آخر من الجهاز العصبي، حيث تقوم، بمساعدة العمليات، بإنشاء اتصالات مع الخلايا العصبية الأخرى.
في أواخر الثمانينات، تم اكتشاف تكوين الخلايا العصبية أيضًا في البرمائيات البالغة في مختبر عالم لينينغراد البروفيسور أ.ل.بولينوف.
من أين تأتي الخلايا العصبية الجديدة إذا لم تنقسم الخلايا العصبية؟ وتبين أن مصدر الخلايا العصبية الجديدة في كل من الطيور والبرمائيات هو خلايا جذعية عصبية من جدار بطينات الدماغ. أثناء تطور الجنين، تتشكل خلايا الجهاز العصبي من هذه الخلايا: الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. ولكن ليس كل الخلايا الجذعية تتحول إلى خلايا الجهاز العصبي - فبعضها "كامن" وينتظر في الأجنحة.
يتم تدمير الخلايا العصبية الميتة بواسطة البلاعم التي تدخل الجهاز العصبي من الدم.
مراحل تكوين الأنبوب العصبي في الجنين البشري.
لقد ثبت أن الخلايا العصبية الجديدة تنشأ من الخلايا الجذعية البالغة في الفقاريات السفلية. ومع ذلك، استغرق الأمر ما يقرب من خمسة عشر عامًا لإثبات حدوث عملية مماثلة في الجهاز العصبي للثدييات.
أدى التقدم في علم الأعصاب في أوائل التسعينيات إلى اكتشاف الخلايا العصبية "حديثة الولادة" في أدمغة الجرذان والفئران البالغة. تم العثور عليها في الغالب في الأجزاء القديمة من الدماغ التطورية: البصلات الشمية وقشرة الحصين، المسؤولة بشكل رئيسي عن السلوك العاطفي، والاستجابة للتوتر وتنظيم الوظائف الجنسية في الثدييات.
كما هو الحال في الطيور والفقاريات السفلية، توجد الخلايا الجذعية العصبية في الثدييات بالقرب من البطينين الجانبيين للدماغ. تحولها إلى خلايا عصبية مكثف للغاية. في الفئران البالغة، يتم تكوين حوالي 250.000 خلية عصبية من الخلايا الجذعية شهريًا، لتحل محل 3٪ من جميع الخلايا العصبية في الحصين. عمر هذه الخلايا العصبية مرتفع جدًا - يصل إلى 112 يومًا. تنتقل الخلايا الجذعية العصبية لمسافات طويلة (حوالي 2 سم). كما أنهم قادرون على الهجرة إلى البصلة الشمية، والتحول إلى خلايا عصبية هناك.
المصابيح الشمية في دماغ الثدييات هي المسؤولة عن الإدراك والمعالجة الأولية للروائح المختلفة، بما في ذلك التعرف على الفيرومونات - وهي مواد قريبة في تركيبها الكيميائي من الهرمونات الجنسية. يتم تنظيم السلوك الجنسي في القوارض في المقام الأول عن طريق إنتاج الفيرومونات. يقع الحصين تحت نصفي الكرة المخية. ترتبط وظائف هذا الهيكل المعقد بتكوين الذاكرة قصيرة المدى وتحقيق بعض المشاعر والمشاركة في تكوين السلوك الجنسي. يفسر وجود التولد العصبي المستمر في البصلة الشمية والحصين لدى الفئران بحقيقة أن هذه الهياكل في القوارض تتحمل العبء الوظيفي الرئيسي. ولذلك، فإن الخلايا العصبية الموجودة فيها غالبا ما تموت، مما يعني أنها بحاجة إلى التجديد.
من أجل فهم الظروف التي تؤثر على تكوين الخلايا العصبية في الحُصين والبصلة الشمية، قام البروفيسور غيج من جامعة سالكا (الولايات المتحدة الأمريكية) ببناء مدينة مصغرة. لعبت الفئران هناك، وقامت بتمارين بدنية، وبحثت عن مخارج من المتاهات. اتضح أنه في فئران "المدينة" ظهرت خلايا عصبية جديدة بأعداد أكبر بكثير من تلك الموجودة في أقاربها السلبيين الغارقين في الحياة الروتينية في الحظيرة.
ويمكن استخراج الخلايا الجذعية من الدماغ وزراعتها في جزء آخر من الجهاز العصبي، حيث تتحول إلى خلايا عصبية. أجرى البروفيسور غيج وزملاؤه عدة تجارب مماثلة، وكان أكثرها إثارة للإعجاب ما يلي. وتم زرع قطعة من أنسجة المخ تحتوي على خلايا جذعية في شبكية عين فأر مدمرة. (الجدار الداخلي الحساس للضوء للعين له أصل "عصبي": فهو يتكون من خلايا عصبية معدلة - قضبان ومخاريط. وعندما يتم تدمير الطبقة الحساسة للضوء، يحدث العمى.) تحولت الخلايا الجذعية الدماغية المزروعة إلى خلايا عصبية شبكية، وصلت عملياتها إلى العصب البصري، واستعاد الفأر بصره! علاوة على ذلك، عندما تم زرع الخلايا الجذعية الدماغية في عين سليمة، لم تحدث أي تحولات فيها. ربما، عند تلف شبكية العين، يتم إنتاج بعض المواد (على سبيل المثال، ما يسمى بعوامل النمو) التي تحفز تكوين الخلايا العصبية. ومع ذلك، فإن الآلية الدقيقة لهذه الظاهرة لا تزال غير واضحة.
واجه العلماء مهمة إظهار أن تكوين الخلايا العصبية لا يحدث فقط في القوارض، ولكن أيضًا عند البشر. ولتحقيق هذه الغاية، قام الباحثون بقيادة البروفيسور غيج مؤخرًا بعمل مثير. في إحدى عيادات الأورام الأمريكية، تناولت مجموعة من المرضى الذين يعانون من أورام خبيثة غير قابلة للشفاء عقار العلاج الكيميائي بروموديوكسيوريدين. تتمتع هذه المادة بخاصية مهمة - القدرة على التراكم في الخلايا المنقسمة للأعضاء والأنسجة المختلفة. يتم دمج بروموديوكسيوريدين في الحمض النووي للخلية الأم ويتم الاحتفاظ به في الخلايا الوليدة بعد انقسام الخلية الأم. أظهرت دراسة مرضية أن الخلايا العصبية التي تحتوي على بروموديوكسيوريدين موجودة في جميع أجزاء الدماغ تقريبًا، بما في ذلك القشرة الدماغية. وهذا يعني أن هذه الخلايا العصبية كانت خلايا جديدة نشأت من انقسام الخلايا الجذعية. وأكدت النتائج دون قيد أو شرط أن عملية تكوين الخلايا العصبية تحدث أيضًا عند البالغين. ولكن إذا كان تكوين الخلايا العصبية يحدث عند القوارض فقط في الحصين، فمن المحتمل أن يشمل مناطق أكبر من الدماغ، بما في ذلك القشرة الدماغية. أظهرت الأبحاث الحديثة أن الخلايا العصبية الجديدة في الدماغ البالغ يمكن تشكيلها ليس فقط من الخلايا الجذعية العصبية، ولكن من خلايا الدم الجذعية. أثار اكتشاف هذه الظاهرة نشوة في العالم العلمي. ومع ذلك، فإن النشر في مجلة Nature في أكتوبر 2003 برد العقول المتحمسة إلى حد كبير. وتبين أن خلايا الدم الجذعية تخترق الدماغ فعليا، لكنها لا تتحول إلى خلايا عصبية، بل تندمج معها لتشكل خلايا ثنائية النواة. ثم يتم تدمير نواة الخلية العصبية "القديمة"، ويتم استبدالها بالنواة "الجديدة" لخلية الدم الجذعية. في جسم الفئران، تندمج خلايا الدم الجذعية بشكل رئيسي مع الخلايا العملاقة للمخيخ - خلايا بوركينجي، على الرغم من أن هذا يحدث نادرًا جدًا: يمكن العثور على عدد قليل فقط من الخلايا المندمجة في المخيخ بأكمله. يحدث اندماج أكثر كثافة للخلايا العصبية في الكبد وعضلة القلب. لا يزال من غير الواضح تمامًا ما هو المعنى الفسيولوجي لذلك. إحدى الفرضيات هي أن خلايا الدم الجذعية تحمل معها مادة وراثية جديدة، والتي عند دخولها إلى الخلية المخيخية "القديمة"، تطيل عمرها.
لذلك، يمكن أن تنشأ خلايا عصبية جديدة من الخلايا الجذعية حتى في الدماغ البالغ. تُستخدم هذه الظاهرة بالفعل على نطاق واسع لعلاج أمراض التنكس العصبي المختلفة (الأمراض المصحوبة بموت الخلايا العصبية في الدماغ). يتم الحصول على مستحضرات الخلايا الجذعية للزرع بطريقتين. الأول هو استخدام الخلايا الجذعية العصبية، والتي توجد في كل من الجنين والبالغ حول بطينات الدماغ. أما النهج الثاني فهو استخدام الخلايا الجذعية الجنينية. وتقع هذه الخلايا في الكتلة الخلوية الداخلية في المرحلة المبكرة من تكوين الجنين. يمكنهم التحول إلى أي خلية في الجسم تقريبًا. إن الصعوبة الكبرى في العمل مع الخلايا الجنينية هي جعلها تتحول إلى خلايا عصبية. التقنيات الجديدة تجعل هذا ممكنا.
وقد أنشأت بعض المؤسسات الطبية في الولايات المتحدة بالفعل "مكتبات" للخلايا الجذعية العصبية التي تم الحصول عليها من الأنسجة الجنينية وتقوم بزرعها في المرضى. تعطي المحاولات الأولى للزرع نتائج إيجابية، على الرغم من أن الأطباء اليوم لا يستطيعون حل المشكلة الرئيسية لمثل هذه عمليات الزرع: فالتكاثر غير المنضبط للخلايا الجذعية في 30-40٪ من الحالات يؤدي إلى تكوين أورام خبيثة. لم يتم العثور على أي نهج لمنع هذا التأثير الجانبي. لكن على الرغم من ذلك، فإن زراعة الخلايا الجذعية ستكون بلا شك أحد الأساليب الرئيسية في علاج أمراض التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون، والتي أصبحت آفة الدول المتقدمة.
