Az agysejtek helyreállnak vagy sem. Valóban regenerálódnak az idegsejtek? Tehát van igazság

Több évtizedes vita, régóta bevált mondások, egereken és juhokon végzett kísérletek – de mégis képes-e a felnőtt agy új neuronokat képezni az elveszett idegsejtek pótlására? És ha igen, hogyan? És ha nem lehet, miért?

A vágott ujj néhány nap alatt meggyógyul, a törött csont meggyógyul. Vörösvértestek milliói cserélik ki egymást rövid életű generációk alatt, terhelés hatására nőnek az izmok: szervezetünk folyamatosan megújul. Sokáig azt hitték, hogy az újjászületés ünnepében egyetlen kívülálló maradt – az agy. Legfontosabb sejtjei, a neuronok túlságosan specializálódtak ahhoz, hogy osztódjanak. A neuronok száma évről évre csökken, és bár olyan sok van, hogy a többezres veszteségnek nincs észrevehető hatása, a károsodásból való felépülés képessége nem ártana az agynak. A tudósoknak azonban hosszú ideig nem sikerült kimutatniuk új neuronok jelenlétét az érett agyban. Azonban nem volt elég kifinomult eszköz az ilyen sejtek és „szüleik” megtalálásához.

A helyzet megváltozott, amikor 1977-ben Michael Kaplan és James Hinds radioaktív [3H]-timidint használt, amely beépülhet az új DNS-be. Láncai aktívan szintetizálják az osztódó sejteket, megkettőzve genetikai anyagukat, és egyúttal radioaktív jelöléseket is felhalmozva. Egy hónappal azután, hogy a gyógyszert beadták felnőtt patkányoknak, a tudósok szeleteket kaptak agyukból. Az autoradiográfia kimutatta, hogy a jelek a hippocampus gyrus fogfogának sejtjeiben helyezkedtek el. Ennek ellenére szaporodnak, és létezik „felnőttkori neurogenezis”.

A férfiakról és az egerekről

E folyamat során az érett idegsejtek nem osztódnak, ahogyan az izomrostsejtek és a vörösvértestek sem: kialakulásukért különféle, „naiv” szaporodási képességüket megőrző őssejtek felelősek. A megosztott progenitor sejt egyik leszármazottja fiatal, specializált sejtté válik, és teljes mértékben működőképes felnőtt állapotba ér. A másik leánysejt őssejt marad: ez lehetővé teszi a progenitor sejtek populációjának állandó szinten tartását anélkül, hogy a környező szövetek megújulását feláldoznánk.

Neuronális prekurzor sejteket találtak a hippocampus gyrus fogazatában. Később a rágcsáló agyának más részein, a szaglóhagymában és a striatum kéreg alatti szerkezetében találták meg őket. Innen a fiatal neuronok az agy kívánt területére vándorolhatnak, a helyükön érnek, és beépülhetnek a meglévő kommunikációs rendszerekbe. Ennek érdekében az új sejt bizonyítja hasznosságát szomszédjainak: gerjesztőképessége megnő, így a neuron már gyenge becsapódás esetén is egy egész sor elektromos impulzust produkál. Minél aktívabb egy sejt, annál több kapcsolatot létesít szomszédaival, és annál gyorsabban stabilizálódnak ezek a kapcsolatok.

A felnőttkori neurogenezist az emberben csak néhány évtizeddel később igazolták hasonló radioaktív nukleotidok segítségével - a hippocampus ugyanabban a fogazatában, majd a striatumban. A szaglóhagymánk láthatóan nem újult meg. Az azonban, hogy ez a folyamat mennyire aktív, és hogyan változik az idő múlásával, ma még nem teljesen világos.

Például egy 2013-as tanulmány kimutatta, hogy idős korig a hippocampus gyrus fogfogának sejtjeinek körülbelül 1,75%-a újul meg évente. 2018-ban pedig olyan eredmények születtek, amelyek azt mutatják, hogy az idegsejtek képződése itt már serdülőkorban leáll. Az első a radioaktív nyomjelzők felhalmozódását mérte, a második pedig olyan festékeket használt, amelyek szelektíven kötődnek a fiatal neuronokhoz. Nehéz megmondani, melyik következtetés áll közelebb az igazsághoz: nehéz összehasonlítani a ritka, teljesen eltérő módszerekkel kapott eredményeket, és még inkább az egereken végzett munkát emberre extrapolálni.

Modell problémák

A felnőttkori neurogenezis legtöbb vizsgálatát laboratóriumi állatokon végzik, amelyek gyorsan szaporodnak és könnyen karbantarthatók. Ez a jelkombináció azoknál található meg, akik kis méretűek és nagyon rövid ideig élnek - egerekben és patkányokban. De az agyunkban, amely csak 20 éves korunkra fejezi be az érést, a dolgok teljesen másként történhetnek.

A hippocampus fogazott gyrusa az agykéreg része, bár primitív. Fajunknál a többi hosszú életű emlőshöz hasonlóan a kéreg észrevehetően fejlettebb, mint a rágcsálóké. Talán a neurogenezis a teljes terjedelmét lefedi, bizonyos saját mechanizmusai révén valósul meg. Erre egyelőre nincs közvetlen bizonyíték: sem embereken, sem más főemlősökön nem végeztek vizsgálatokat az agykéreg felnőttkori neurogeneziséről.

De ilyen munkát végeztek patás állatokkal. Újszülött bárányok, valamint valamivel idősebb birkák és ivarérett egyedek agyszakaszainak vizsgálata során nem találtak osztódó sejteket – az agykéregben és agykéreg alatti struktúrákban lévő neuronok előfutárait. Másrészt a még idősebb állatok kéregében már megszületett, de éretlen fiatal neuronokat találtak. Valószínűleg készen állnak arra, hogy a megfelelő pillanatban befejezzék a specializációt, teljes értékű idegsejteket képezzenek és átvegyék a halottak helyét. Természetesen ez nem éppen neurogenezis, mert e folyamat során nem képződnek új sejtek. Érdekes azonban, hogy olyan fiatal neuronok vannak jelen a juhagy azon területein, amelyek az emberben a gondolkodásért (agykéreg), a szenzoros jelek és a tudat integrációjáért (claustrum), valamint az érzelmekért (amygdala) felelősek. Nagy a valószínűsége annak, hogy éretlen idegsejteket is találunk hasonló szerkezetekben. De miért lehet szüksége rájuk egy felnőtt, már képzett és tapasztalt agynak?

Memória hipotézis

A neuronok száma olyan nagy, hogy néhányuk biztonságosan feláldozható. Ha azonban egy sejt kikapcsolt a munkafolyamatokból, az nem jelenti azt, hogy meghalt. A neuron leállíthatja a jelek generálását és a külső ingerekre való reagálást. Az általa felhalmozott információk nem tűnnek el, hanem „konzervre kerülnek”. Ez a jelenség késztette Carol Barnes-t, az Arizonai Egyetem idegtudósát arra az elméletre, hogy az agy így tárolja és osztja meg az élet különböző időszakaiból származó emlékeket. Barnes professzor szerint időről időre fiatal neuronok csoportja jelenik meg a hippocampus fogazatában, hogy új tapasztalatokat rögzítsen. Egy idő után – hetek, hónapok, esetleg évek – mindannyian nyugalmi állapotba kerülnek, és már nem küldenek jeleket. Ez az oka annak, hogy a memória (ritka kivételektől eltekintve) nem őriz meg semmit, ami a harmadik életév előtt történt velünk: ezekhez az adatokhoz való hozzáférés bizonyos pontokon blokkolva van.

Figyelembe véve, hogy a gyrus fogazata, akárcsak a hippocampus egésze, felelős a rövid távú emlékezetből a hosszú távú memóriába való információátvitelért, ez a hipotézis még logikusnak is tűnik. Azonban még mindig bizonyításra szorul, hogy a felnőtt hippocampus valóban új neuronokat termel, méghozzá meglehetősen nagy számban. A kísérletek elvégzésére csak nagyon korlátozott lehetőség áll rendelkezésre.

Stressz történet

Az emberi agymintákat jellemzően boncolás vagy idegsebészet során veszik, például halántéklebeny epilepszia esetén, ahol a rohamok nem kezelhetők gyógyszerekkel. Mindkét lehetőség nem teszi lehetővé annak nyomon követését, hogy a felnőttkori neurogenezis intenzitása hogyan befolyásolja az agy működését és viselkedését.

Rágcsálókon végeztek ilyen kísérleteket: az új neuronok képződését célzott gammasugárzással vagy a megfelelő gének kikapcsolásával gátolta. Ez az expozíció növelte az állatok depresszióra való hajlamát. A neurogenezisre képtelen egerek szinte nem örültek az édesített víznek, és gyorsan feladták, hogy egy vízzel teli edényben a felszínen maradjanak. A vérükben a kortizol, a stresszhormon tartalma még magasabb volt, mint a hagyományos módszerekkel stresszes egereknél. Nagyobb valószínűséggel váltak kokainfüggővé, és gyengébb volt a gyógyulásuk a stroke-ból.

Érdemes egy fontos megjegyzést tenni ezekkel az eredményekkel kapcsolatban: lehetséges, hogy a kimutatott „kevesebb új neuron – élesebb reakció a stresszre” összefüggés önmagában zárul. A kellemetlen életesemények csökkentik a felnőttkori neurogenezis intenzitását, ami miatt az állat érzékenyebbé válik a stresszre, így az agyban csökken a neuronok képződésének üteme - és így tovább körben.

Üzlet az idegek

A felnőttkori neurogenezissel kapcsolatos pontos információk hiánya ellenére már megjelentek üzletemberek, akik készek arra, hogy nyereséges üzletet építsenek rá. A 2010-es évek eleje óta a kanadai Sziklás-hegység forrásaiból származó vizet árusító cég palackokat gyárt. Neurogenezis Boldog víz. Állítólag az ital serkenti a neuronok képződését a benne lévő lítium sók miatt. A lítium valóban az agy számára jótékony gyógyszernek számít, bár a tablettákban sokkal több van belőle, mint a „boldogvízben”. A csodaital hatását a British Columbia Egyetem idegtudósai tesztelték. A patkányoknak 16 napig „boldogvizet” adtak, a kontrollcsoportnak pedig sima vizet a csapból, majd megvizsgálták a hippocampus gyrus fogazatának szeleteit. És bár a rágcsálók, akik ittak Neurogenezis Boldog víz 12%-kal több új neuron jelent meg, összességük kicsinek bizonyult és statisztikailag szignifikáns előnyről nem lehet beszélni.

Egyelőre csak azt állíthatjuk, hogy a felnőttkori neurogenezis egyértelműen létezik fajunk képviselőinek agyában. Lehet, hogy ez idős korig tart, vagy talán csak serdülőkorig. Valójában nem is olyan fontos. Ami még érdekesebb, hogy az érett emberi agyban általában az idegsejtek születnek: a bőrből vagy a belekből, amelyek megújulása folyamatosan és intenzíven történik, testünk fő szerve mennyiségileg, de minőségileg nem. És amikor a felnőttkori neurogenezissel kapcsolatos információk egyetlen részletes képbe állnak össze, meg fogjuk érteni, hogyan fordíthatjuk le ezt a mennyiséget minőségre, kényszerítve az agyat „javításra”, a memória, az érzelmek működésének helyreállítására - mindenre, amit életünknek nevezünk.

Számos tudományos vizsgálatnak köszönhetően megállapították, hogy az emberi idegsejtek képesek helyreállni. Az életkor előrehaladtával aktivitásuk csökkenése nem annak a ténynek köszönhető, hogy az agyban lévő területek elhalnak. Alapvetően ezek a folyamatok a dendritek kimerüléséhez kapcsolódnak, amelyek részt vesznek az intercelluláris impulzusok aktiválódási folyamataiban. A cikk az idegsejtek helyreállításának módjait tárgyalja az emberi agyban.

A kérdéses cellák jellemzői

A teljes emberi idegrendszer kétféle sejtből áll:

• alapimpulzusokat továbbító neuronok;
• gliasejtek, amelyek optimális feltételeket teremtenek a neuronok teljes működéséhez, védik őket stb.

A neuronok mérete 4 és 150 mikron között változik. Egy fő testből - egy dendritből - és sok idegfolyamatból - axonokból állnak. Ez utóbbinak köszönhető az impulzusok átvitele az emberi testben. Sokkal több dendrit van, mint axon, és az impulzusválasz tőlük az idegsejt közepéig terjed. A neuronképződési folyamatok az embrionális fejlődés időszakában kezdődnek.

Az összes neutron több típusra oszlik:

• egypólusú. Csak egy axont tartalmaz (csak az embrionális fejlődés során található meg);
• kétpólusú. Ebbe a csoportba tartoznak a fül és a szem neuronjai, amelyek egy axonból és egy dendritből állnak;
• a többpólusúak több folyamatot tartalmaznak egyszerre. Ezek a központi és perifériás idegrendszer fő neuronjai;
• pszeudounipolárisok a koponyában és a gerincvelőben helyezkednek el.

Ezt a sejtet speciális membrán borítja - neurilemma. Minden anyagcsere-folyamat és impulzusreakciók átvitele megtörténik benne. Ezenkívül minden neuron tartalmaz citoplazmát, mitokondriumokat, sejtmagot, Golgi-készüléket, lizoszómákat és endoplazmatikus retikulumot. Az organellumok közül a neurofibrillumok különböztethetők meg.

Ez a sejt a szervezetben felelős bizonyos folyamatokért:

1. A szenzoros neuronok a perifériás rendszer ganglionjaiban helyezkednek el.
2. Az interkalátorok részt vesznek az impulzusok továbbításában az idegsejtek felé.
3. Motor, az izomrostokban és az endokrin mirigyekben található.
4. Kiegészítő, gátként és védelemként szolgál minden egyes idegsejt számára.

Az összes idegsejt fő funkciója az impulzusok rögzítése és továbbítása az emberi test sejtjeihez. Fontos megjegyezni, hogy a neuronok teljes számának csak körülbelül 5-7%-a szerepel a munkában. Mindenki más várja a sorát. Az egyes sejtek minden nap elpusztulnak; ez teljesen normális folyamat. Azonban felépülhetnek?

A neurogenezis fogalma

A neurogenezis az új neuronsejtek képződésének folyamata. Legaktívabb szakasza az intrauterin fejlődés, amely során megtörténik az ember kialakulása.

Nem is olyan régen minden tudós azzal érvelt, hogy ezek a sejtek nem képesek helyreállni. Korábban azt hitték, hogy az emberi agyban állandó számú neuron található. Azonban már a 20. század második felében megkezdődtek az énekesmadarakon és emlősökön végzett vizsgálatok, amelyek bebizonyították, hogy az agyban van egy külön terület - a hippocampális konvolúciók. Bennük található egy sajátos mikrokörnyezet, amelyben a neuroblasztok (az idegsejtek előtt képződő sejtek) osztódása következik be. Az osztási folyamat során körülbelül a fele kihal (programozva), a másik fele pedig átalakul. Ha azonban a halálra ítéltek közül néhányan életben maradnak, akkor szinaptikus kapcsolatokat alakítanak ki maguk között, és hosszú távú létezés jellemzi őket. Így bebizonyosodott, hogy az emberi idegsejtek regenerálódásának folyamatai egy speciális helyen zajlanak - a szaglóhagyma és az agy hippokampusza között.

Az elmélet klinikai megerősítése

Ma még folynak a kutatások ezen a területen, de a tudósok már számos neuron-restaurációs folyamatot bizonyítottak. A regeneráció több szakaszban történik:

• osztódásra képes őssejtek képződése (a jövőbeli neuronok prekurzorai);
• osztódásuk neuroblasztokká;
• ez utóbbiak elkülönült agyterületekre költözése, neuronokká való átalakulása és a működés kezdete.

A tudósok bebizonyították, hogy vannak speciális területek az agyban, ahol a neuronok előfutárai találhatók.

Ha az idegsejtek és az agyterületek károsodnak, a neurogenezis folyamata felgyorsul. Ez elindítja a „tartalék” neuronok mozgását a szubventrikuláris régióból a sérült területekre, ahol neuronokká vagy gliákká alakulnak. Ez a folyamat szabályozható speciális hormonális gyógyszerek, citokinek, stresszhelyzetek, elektrofiziológiai aktivitás stb.

Hogyan lehet helyreállítani az agysejteket

A haldoklás a köztük lévő kapcsolat gyengülése miatt következik be (a dendritek elvékonyodása). A folyamat megállítása érdekében az orvosok a következőket javasolják:

• Egészséges étel. Az étrendet vitaminokkal és hasznos mikroelemekkel kell gazdagítani, amelyek javítják a reakciót és a koncentrációt;
• aktívan sportoljon. A könnyű testmozgás javítja a vérkeringést a szervezetben, javítja a mozgások koordinációját és aktiválja az agyterületeket;
• végezz agyi gyakorlatokat. Ilyenkor javasolt gyakrabban keresztrejtvényt fejteni, fejtörőket fejteni vagy idegsejtek képzését segítő játékokat játszani (sakk, kártya stb.);
• az agyat jobban terheljük új információkkal;
• kerülje a stresszt és az idegrendszeri rendellenességeket.

Feltétlenül gondoskodni kell arról, hogy a pihenési és tevékenységi időszakok megfelelően váltsák egymást (alvás legalább 8-9 órát), és mindig pozitív hozzáállás legyen.

Neuron helyreállító termékek

Ebben az esetben mind a gyógyszereket, mind a népi jogorvoslatokat használhatja. Az első esetben olyanokról beszélünk, amelyek közvetlenül részt vesznek a neuronális regeneráció folyamataiban. A stressz és az idegfeszültség enyhítésére (nyugtató) gyógyszereket is felírnak.

A népi módszerek közül a gyógynövények (árnika, celandin, galagonya, anyafű stb.) főzetét és infúzióját használják. Ebben az esetben jobb, ha használat előtt konzultál orvosával, hogy csökkentse a negatív következmények kialakulásának kockázatát.

A neuronok helyreállításának másik kiváló módja a boldogsághormon jelenléte a szervezetben.

Ezért érdemes több örömteli eseményt bevinni a mindennapokba, és akkor elkerülhetők az agyi zavarokkal kapcsolatos problémák.

A tudósok folytatják a kutatást ezen a területen. Ma egyedülálló lehetőséget próbálnak találni neuronok átültetésére. Ez a technika azonban még nem bizonyított, és számos klinikai vizsgálatot igényel.

Következtetés

Számos tudományos vizsgálatnak köszönhetően bebizonyosodott, hogy a kérdéses emberi sejtek képesek a regenerálódásra. Ebben a folyamatban nagyon fontos szerepet játszik a megfelelő táplálkozás és életmód. Ezért, hogy ne kelljen idős korban szembesülni a memóriavesztés stb. problémáival, már fiatalon kell vigyázni az egészségére.

Az idegrendszer hálózatba kapcsolt idegsejtekből áll. A motoros aktivitás, a gondolkodás és a fiziológia teljesen alárendelve az idegrendszer ágai mentén továbbított jeleknek. Minden sejtnek van egy közös neve - neuronok -, és csak az emberi szervezetben betöltött funkcionális rendeltetésükben különböznek.

Miért nem térnek vissza a neuronok?

Élettani tudósok még mindig vitatkoznak arról, hogy lehetséges-e az idegsejtek helyreállítása. A vita azért alakult ki, mert a tudósok felfedezték, hogy egy neuron nem képes szaporodni. Mivel minden sejt osztódással szaporodik, képesek új szöveteket létrehozni a szervekben.

Ám a neuronokat a biológusok nagy csoportja szerint az ember egyszer és élete végéig megkapja, jóllehet „nagy tartalékkal”. Hosszú évek alatt fokozatosan elhalnak, és emiatt fontos agyi funkciók elveszhetnek.

A stressz, a betegségek és a sérülések a neuronok halálához vezetnek. Az alkoholizmus és a dohányzás az idegsejteket is elpusztítja, megfosztva az embert a hosszú és gyümölcsöző élettől. A megmaradt neuronok hasadás útján történő szaporodási képtelensége a szárnyas kifejezés megjelenéséhez vezetett.

Alternatív nézőpont

Az elmúlt 10 évben a biológusok aktívan tanulmányozták az agyat. A tudósok számos kihívással néznek szembe, tudományos kísérleteket végeznek és új hipotéziseket állítanak fel.

Fiziológusok egy csoportja nem ért egyet a konzervatívok többségének álláspontjával. A sajtóban pedig időnként olyan hírek jelennek meg, hogy az idegszövet helyreállításának lehetetlenségéről szóló mítosz eloszlott.

A sérült agyterületekkel végzett laboratóriumi kísérletek egyikében sikerült helyreállítani néhány neuront. A tartalékokban tárolt idegszöveti őssejtekből kerültek elő.

Az új neuronok képződésének folyamatát neurogenezisnek nevezték. Csak fiatal felnőtt állatok képesek rá. Ezt követően ilyen zónákat találtak az emberekben. Csak bizonyos agyterületek állíthatók helyre, például a memóriáért és a tanulásért felelős területek.

Az agyi képességek fejleszthetők és hosszú ideig aktív állapotban tarthatók. Ezt segíti elő az értelmi tudás elsajátítása és a fizikai aktivitás. Az egészséges életmód lehetőséget ad az embernek arra is, hogy ép elmével és tiszta memóriával találkozzon az öregséggel.

Éppen ellenkezőleg, kerülni kell a súlyos stresszt. A kedvesség és a nyugalom az aktív és hosszú élet bevált receptje. A jövő megmutatja, hogy az agy teljesen felépül-e, és hogy a neurogenezis révén évtizedekkel meghosszabbítható-e az emberi élet.

Az „Idegsejtek nem regenerálódnak” népszerű kifejezést gyermekkora óta mindenki megváltoztathatatlan igazságként fogja fel. Ez az axióma azonban nem más, mint mítosz, és az új tudományos adatok cáfolják.

A természet nagyon nagy biztonsági sávot épít be a fejlődő agyba: az embriogenezis során nagy mennyiségű neuron képződik. Közel 70%-uk még a gyermek születése előtt meghal. Az emberi agy a születés után, egész életében folyamatosan veszít neuronokból. Ez a sejthalál genetikailag programozott. Természetesen nemcsak a neuronok pusztulnak el, hanem a test többi sejtje is. Csak az összes többi szövet rendelkezik magas regenerációs képességgel, vagyis sejtjei osztódnak, helyettesítik az elhaltakat. A regenerációs folyamat a legaktívabb a hámsejtekben és a vérképző szervekben (vörös csontvelő). De vannak olyan sejtek, amelyekben az osztódás útján történő szaporodásért felelős gének blokkolva vannak. A neuronokon kívül ezek a sejtek közé tartoznak a szívizomsejtek is. Hogyan tudják megőrizni az intelligenciát egészen idős korukig, ha az idegsejtek elhalnak, és nem újulnak meg?

Egy idegsejt vagy neuron sematikus ábrázolása, amely egy magból, egy axonból és több dendritből álló testből áll

Az egyik lehetséges magyarázat: az idegrendszerben nem minden neuron „dolgozik” egyszerre, hanem az idegsejtek mindössze 10%-a. Ezt a tényt gyakran idézik a népszerű, sőt tudományos irodalom. Ezt a kijelentést többször is meg kellett beszélnem hazai és külföldi kollégáimmal. És egyikük sem érti, honnan jött ez az alak. Bármely sejt egyszerre él és „működik”. Mindegyik neuronban állandóan metabolikus folyamatok zajlanak, fehérjék szintetizálódnak, idegimpulzusok keletkeznek és továbbadnak. Ezért elhagyva a „pihenő” neuronok hipotézisét, térjünk rá az idegrendszer egyik tulajdonságára, nevezetesen kivételes plaszticitására.

A plaszticitás jelentése az, hogy az elhalt idegsejtek funkcióit túlélő „kollégáik” veszik át, amelyek megnövekednek és új kapcsolatokat hoznak létre, kompenzálva az elvesztett funkciókat. Az ilyen kompenzáció magas, de nem korlátlan hatékonyságát a Parkinson-kór példájával illusztrálhatjuk, amelyben a neuronok fokozatos elhalása következik be. Kiderül, hogy amíg az agy neuronjainak mintegy 90%-a el nem pusztul, addig a betegség klinikai tünetei (végtagremegés, mozgáskorlátozottság, bizonytalan járás, demencia) nem jelentkeznek, vagyis gyakorlatilag egészségesnek tűnik az ember. Ez azt jelenti, hogy egy élő idegsejt kilenc elhalt sejtet képes helyettesíteni.

A neuronok méretben, dendrites elágazásban és axonhosszban különböznek egymástól.

De nem az idegrendszer plaszticitása az egyetlen mechanizmus, amely lehetővé teszi az intelligencia megőrzését idős korig. A természetnek van egy tartalék lehetősége is – új idegsejtek megjelenése a felnőtt emlősök agyában, vagy neurogenezis.

Az első jelentés a neurogenezisről 1962-ben jelent meg a tekintélyes Science tudományos folyóiratban. A cikk címe: "Képeződnek-e új neuronok a felnőtt emlősök agyában?" Szerzője, Joseph Altman professzor a Purdue Egyetemről (USA) elektromos árammal tönkretette a patkány agyának egyik struktúráját (az oldalsó geniculate testet), és radioaktív anyagot fecskendezett bele, amely behatol az újonnan megjelenő sejtekbe. Néhány hónappal később a tudós új radioaktív neuronokat fedezett fel a talamuszban (az előagy egyik régiójában) és az agykéregben. Az elkövetkező hét év során Altman számos további tanulmányt publikált, amelyek bemutatják a neurogenezis létezését a felnőtt emlősök agyában. Munkássága azonban akkor, az 1960-as években csak szkepticizmust váltott ki az idegtudósok körében, fejlődésük nem következett be.

A „glia” kifejezés magában foglalja az idegszövet minden olyan sejtjét, amely nem neuron.

És csak húsz évvel később „felfedezték” újra a neurogenezist, de a madarak agyában. Sok énekesmadár-kutató észrevette, hogy a Serinus canaria hím kanári minden párzási időszakban új „térdekkel” ad elő egy dalt. Ráadásul nem fogad el új trillákat testvéreitől, mivel a dalokat még elszigetelten frissítették. A tudósok elkezdték részletesen tanulmányozni a madarak fő hangközpontját, amely az agy egy speciális részében található, és felfedezték, hogy a párzási időszak végén (a kanáriknál ​​augusztusban és januárban fordul elő) a madarak idegsejtjeinek jelentős része. az énekközpont meghalt, valószínűleg a túlzott funkcionális terhelés miatt. Az 1980-as évek közepén Fernando Notteboom, a Rockefeller Egyetem (USA) professzora kimutatta, hogy a felnőtt kanárik kanárik hangközpontjában a neurogenezis folyamatosan zajlik, de a termelődő neuronok száma szezonális ingadozásoknak van kitéve. A kanárik neurogenezisének csúcspontja októberben és márciusban következik be, vagyis két hónappal a párzási időszak után. Éppen ezért a kanári kanári énekek „lemeztárát” rendszeresen frissítik.

A neuronok genetikailag úgy vannak programozva, hogy az idegrendszer egyik vagy másik részébe vándoroljanak, ahol folyamatok segítségével kapcsolatot létesítenek más idegsejtekkel.

Az 1980-as évek végén a neurogenezist felnőtt kétéltűeknél is felfedezték A.L. Polenov leningrádi tudós laboratóriumában.

Honnan jönnek az új idegsejtek, ha az idegsejtek nem osztódnak? Mind a madarak, mind a kétéltűek új neuronjainak forrása az agykamrák falából származó neuronális őssejtek. Az embrió fejlődése során ezekből a sejtekből alakulnak ki az idegrendszer sejtjei: neuronok és gliasejtek. De nem minden őssejt válik idegrendszeri sejtté - néhányuk „leselkedik” és a szárnyakban vár.

Az elhalt idegsejteket a vérből az idegrendszerbe jutó makrofágok pusztítják el.

Az idegcső kialakulásának szakaszai az emberi embrióban.

Kimutatták, hogy alsóbbrendű gerincesek felnőtt őssejtjéből új neuronok keletkeznek. Csaknem tizenöt évbe telt azonban annak bizonyítása, hogy az emlősök idegrendszerében is hasonló folyamat játszódik le.

Az idegtudomány fejlődése az 1990-es évek elején „újszülött” neuronok felfedezéséhez vezetett felnőtt patkányok és egerek agyában. Leginkább az evolúciósan ősi agyrészekben találták meg őket: a szaglóhagymákban és a hippocampális kéregben, amelyek főként az érzelmi viselkedésért, a stresszre adott válaszokért és az emlősök szexuális funkcióinak szabályozásáért felelősek.

Csakúgy, mint a madarakban és az alacsonyabb rendű gerincesekben, az emlősökben is az idegsejtek őssejtek az agy oldalsó kamrái közelében helyezkednek el. Neuronokká való átalakulásuk nagyon intenzív. Felnőtt patkányokban havonta körülbelül 250 000 neuron képződik őssejtekből, amelyek a hippokampusz összes neuronjának 3%-át helyettesítik. Az ilyen neuronok élettartama nagyon magas - akár 112 nap. A neuronális őssejtek nagy távolságot (kb. 2 cm) tesznek meg. Képesek átvándorolni a szaglóhagymába is, és ott neuronokká alakulnak.

Az emlősök agyának szaglóhagymái felelősek a különféle szagok észleléséért és elsődleges feldolgozásáért, beleértve a feromonok felismerését - olyan anyagokat, amelyek kémiai összetételükben közel állnak a nemi hormonokhoz. A rágcsálók szexuális viselkedését elsősorban a feromonok termelése szabályozza. A hippocampus az agyféltekék alatt található. Ennek az összetett szerkezetnek a funkciói a rövid távú memória kialakulásához, bizonyos érzelmek megvalósításához és a szexuális viselkedés kialakításában való részvételhez kapcsolódnak. Az állandó neurogenezis jelenléte a patkányok szaglóhagymájában és hippokampuszában azzal magyarázható, hogy a rágcsálókban ezek a struktúrák viselik a fő funkcionális terhelést. Ezért a bennük lévő idegsejtek gyakran elhalnak, ami azt jelenti, hogy meg kell újítani őket.

Gage, a Salka Egyetem (USA) professzora miniatűr várost épített annak érdekében, hogy megértse, milyen körülmények befolyásolják a neurogenezist a hippocampusban és a szaglóhagymában. Az egerek ott játszottak, fizikai gyakorlatokat végeztek, és kijáratokat kerestek a labirintusokból. Kiderült, hogy a „városi” egerekben sokkal nagyobb számban jelentek meg új neuronok, mint passzív rokonaikban, akik belemerültek a rutin életbe a viváriumban.

Az őssejteket kinyerhetjük az agyból, és átültethetjük az idegrendszer másik részébe, ahol neuronokká alakulnak. Gage professzor és munkatársai több hasonló kísérletet is végeztek, amelyek közül a leglenyűgözőbb a következő volt. Egy őssejteket tartalmazó agyszövetdarabot ültettek be egy patkányszem elpusztult retinájába. (A szem fényérzékeny belső fala „ideg” eredetű: módosult idegsejtekből - pálcikákból és kúpokból áll. A fényérzékeny réteg elpusztulásakor vakság lép fel.) Az átültetett agyi őssejtek retina neuronokká alakultak, folyamataik eljutottak a látóidegig, és a patkány visszanyerte látását! Sőt, amikor az agyi őssejteket sértetlen szembe ültették át, azokkal nem történt átalakulás. Valószínűleg, amikor a retina károsodik, bizonyos anyagok termelődnek (például úgynevezett növekedési faktorok), amelyek serkentik a neurogenezist. Ennek a jelenségnek a pontos mechanizmusa azonban máig tisztázatlan.

A tudósok azzal a feladattal szembesültek, hogy megmutassák, hogy a neurogenezis nemcsak a rágcsálókban, hanem az emberekben is előfordul. Ennek érdekében a Gage professzor vezette kutatók nemrégiben szenzációs munkát végeztek. Az egyik amerikai onkológiai klinikán gyógyíthatatlan rosszindulatú daganatos betegek egy csoportja a bromodyoxyuridin kemoterápiás gyógyszert szedte. Ez az anyag fontos tulajdonsággal rendelkezik - képes felhalmozódni a különböző szervek és szövetek osztódó sejtjeiben. A bromodioxiuridin beépül az anyasejt DNS-ébe, és az anyasejt osztódása után a leánysejtekben megmarad. Egy patológiai vizsgálat kimutatta, hogy a brómdioxiuridint tartalmazó neuronok az agy szinte minden részében megtalálhatók, beleértve az agykérget is. Ez azt jelenti, hogy ezek a neuronok új sejtek voltak, amelyek az őssejtek osztódásából származtak. A lelet feltétel nélkül megerősítette, hogy a neurogenezis folyamata felnőtteknél is előfordul. De ha rágcsálókban a neurogenezis csak a hippocampusban fordul elő, akkor az embereknél valószínűleg nagyobb agyterületeket érinthet, beleértve az agykérget is. A legújabb kutatások kimutatták, hogy a felnőtt agyban nem csak idegsejtekből, hanem vérből származó őssejtekből is kialakulhatnak új neuronok. A jelenség felfedezése eufóriát váltott ki a tudományos világban. A Nature folyóiratban 2003 októberében megjelent publikáció azonban nagyrészt lehűtötte a lelkes elméket. Kiderült, hogy a vér őssejtek valóban behatolnak az agyba, de nem alakulnak át neuronokká, hanem egyesülnek velük, kétmagvú sejteket képezve. Ekkor a neuron „régi” magja elpusztul, és helyébe a vér őssejt „új” magja lép. A patkány szervezetében a vér őssejtek főként a kisagy óriás sejtjeivel - Purkinje sejtekkel egyesülnek, bár ez elég ritkán történik meg: a teljes kisagyban csak néhány összeolvadt sejt található. Az idegsejtek intenzívebb fúziója a májban és a szívizomban történik. Még mindig teljesen tisztázatlan, hogy ennek mi a fiziológiai jelentése. Az egyik hipotézis szerint a vér őssejtek új genetikai anyagot hordoznak magukkal, amely a „régi” kisagysejtbe kerülve meghosszabbítja annak élettartamát.

Tehát új neuronok keletkezhetnek az őssejtekből még a felnőtt agyban is. Ezt a jelenséget már meglehetősen széles körben alkalmazzák különféle neurodegeneratív betegségek (az agyi idegsejtek pusztulásával járó betegségek) kezelésére. A transzplantációhoz szükséges őssejt-készítményeket kétféleképpen lehet előállítani. Az első az idegi őssejtek használata, amelyek mind az embrióban, mind a felnőttben az agykamrák körül helyezkednek el. A második megközelítés az embrionális őssejtek használata. Ezek a sejtek a belső sejttömegben találhatók az embrióképződés korai szakaszában. A test szinte bármely sejtjévé képesek átalakulni. Az embrionális sejtekkel való munka során a legnagyobb nehézséget az okozza, hogy azokat neuronokká alakítsák át. Az új technológiák ezt lehetővé teszik.

Az Egyesült Államok egyes egészségügyi intézményei már létrehozták az embrionális szövetekből nyert idegi őssejtek „könyvtárát”, és átültetik azokat betegekbe. Az első transzplantációs kísérletek pozitív eredményeket adnak, bár ma az orvosok nem tudják megoldani az ilyen transzplantációk fő problémáját: az őssejtek ellenőrizetlen szaporodása az esetek 30-40% -ában rosszindulatú daganatok kialakulásához vezet. Még nem találtak olyan megközelítést, amely megakadályozná ezt a mellékhatást. Ennek ellenére azonban az őssejt-transzplantáció kétségtelenül az egyik fő megközelítés lesz az olyan neurodegeneratív betegségek kezelésében, mint az Alzheimer- és a Parkinson-kór, amelyek a fejlett országok csapásává váltak.