תאי מוח משוחזרים או לא. האם תאי עצב באמת מתחדשים? אז יש אמת

עשרות שנים של דיונים, אמירות ותיקות, ניסויים בעכברים וכבשים - אבל בכל זאת, האם המוח הבוגר יכול ליצור נוירונים חדשים שיחליפו את האבודים? ואם כן איך? ואם זה לא יכול, למה?

אצבע חתוכה תתרפא תוך מספר ימים, עצם שבורה תרפא. אינספור תאי דם אדומים מחליפים זה את זה בדורות קצרי מועד, השרירים גדלים בעומס: הגוף שלנו מתחדש כל הזמן. במשך זמן רב האמינו שנשאר רק אאוטסיידר אחד בחגיגת הלידה מחדש - המוח. התאים החשובים ביותר שלו, הנוירונים, מתמחים מכדי להתחלק. מספר הנוירונים יורד משנה לשנה, ולמרות שהם כה רבים עד שלאובדן של כמה אלפים אין השפעה ניכרת, היכולת להתאושש מהנזק לא תפגע במוח. עם זאת, מדענים לא הצליחו לזהות נוכחות של נוירונים חדשים במוח הבוגר במשך זמן רב. עם זאת, לא היו מספיק כלים מתוחכמים למצוא תאים כאלה ואת ה"הורים" שלהם.

המצב השתנה כאשר, בשנת 1977, מייקל קפלן וג'יימס הינדס השתמשו ברדיואקטיבי [3H]-תימידין, שניתן לשלבו ב-DNA חדש. השרשראות שלו מסנתזות באופן פעיל תאים מתחלקים, מכפילה את החומר הגנטי שלהם ובמקביל צוברת תוויות רדיואקטיביות. חודש לאחר מתן התרופה לחולדות בוגרות, השיגו המדענים פרוסות ממוחם. אוטורדיוגרפיה הראתה שהסימנים ממוקמים בתאי הג'ירוס הדנטאטי של ההיפוקמפוס. ובכל זאת, הם מתרבים, וקיימת "נוירוגנזה למבוגרים".

על גברים ועכברים

במהלך תהליך זה, נוירונים בוגרים אינם מתחלקים, כפי שתאי סיבי שריר ותאי דם אדומים אינם מתחלקים: תאי גזע שונים השומרים על יכולתם ה"תמימה" להתרבות אחראים להיווצרותם. אחד הצאצאים של תא האב המחולק הופך לתא מתמחה צעיר ומתבגר למצב בוגר מתפקד במלואו. תא הבת השני נשאר תא גזע: זה מאפשר לשמור על אוכלוסיית תאי אבות ברמה קבועה מבלי להקריב את חידוש הרקמה הסובבת.

תאים מקדימים עצביים נמצאו בגירוס הדנטאטי של ההיפוקמפוס. מאוחר יותר הם נמצאו בחלקים אחרים של מוח המכרסם, בפקעת הריח ובמבנה התת-קורטיקלי של הסטריאטום. מכאן נוירונים צעירים יכולים לנדוד לאזור הרצוי במוח, להתבגר במקום ולהשתלב במערכות תקשורת קיימות. לשם כך, התא החדש מוכיח את התועלת שלו לשכניו: יכולתו לרגש מוגברת, כך שגם פגיעה חלשה גורמת לנוירון לייצר מטח שלם של דחפים חשמליים. ככל שתא פעיל יותר, כך הוא יוצר יותר קשרים עם שכניו והחיבורים הללו מתייצבים מהר יותר.

נוירוגנזה של מבוגרים בבני אדם אושרה רק כמה עשורים לאחר מכן בעזרת נוקלאוטידים רדיואקטיביים דומים - באותו gyrus דנטטי של ההיפוקמפוס, ולאחר מכן בסטריאטום. נורת הריח שלנו, כנראה, לא מחודשת. עם זאת, עד כמה התהליך הזה פעיל וכיצד הוא משתנה עם הזמן, לא בדיוק ברור היום.

לדוגמה, מחקר משנת 2013 הראה שעד גיל מבוגר, כ-1.75% מהתאים בגירוס השיניים של ההיפוקמפוס מתחדשים מדי שנה. ובשנת 2018, הופיעו תוצאות המראות שהיווצרות נוירונים כאן נעצרת כבר בגיל ההתבגרות. הראשון מדד את הצטברות העקבים הרדיואקטיביים, והשני השתמש בצבעים שנקשרים באופן סלקטיבי לנוירונים צעירים. קשה לומר אילו מסקנות קרובות יותר לאמת: קשה להשוות תוצאות נדירות המתקבלות בשיטות שונות לחלוטין, ועוד יותר מכך להקצין עבודה שנעשתה על עכברים לבני אדם.

בעיות בדגם

רוב המחקרים של נוירוגנזה למבוגרים נערכים בחיות מעבדה, המתרבות במהירות וקל לתחזוקה. שילוב זה של סימנים נמצא אצל מי שגודלם קטן וחיים קצרים מאוד - בעכברים וחולדות. אבל במוח שלנו, שרק מסיים להתבגר עד גיל 20, דברים יכולים לקרות אחרת לגמרי.

ה-gyrus השיניים של ההיפוקמפוס הוא חלק מקליפת המוח, אם כי פרימיטיבי. אצל המינים שלנו, כמו אצל יונקים ארוכי חיים אחרים, קליפת המוח מפותחת בצורה ניכרת יותר מאשר אצל מכרסמים. אולי נוירוגנזה מכסה את כל הנפח שלה, ומתממשת על ידי כמה מהמנגנונים שלה. אין עדיין עדות ישירה לכך: מחקרים על נוירוגנזה של מבוגרים בקליפת המוח לא בוצעו לא בבני אדם ולא בפרימטים אחרים.

אבל עבודה כזו בוצעה עם פרסות. מחקר של קטעי מוח של כבשים שזה עתה נולדו, כמו גם כבשים מבוגרים מעט יותר ואנשים בוגרים מינית, לא מצאו תאים מתחלקים - מבשרי הנוירונים בקליפת המוח ובמבנים תת-קורטיקליים של מוחם. מצד שני, בקליפת המוח של בעלי חיים מבוגרים אף יותר, נמצאו נוירונים צעירים שכבר נולדו אך לא בשלים. סביר להניח שהם מוכנים להשלים התמחות ברגע הנכון, ליצור תאי עצב מלאים ולתפוס את מקומם של המתים. כמובן, זה לא בדיוק נוירוגנזה, כי תאים חדשים לא נוצרים בתהליך זה. עם זאת, מעניין שנוירונים צעירים כל כך נמצאים באותם אזורים במוח הכבשים שאצל בני אדם אחראים לחשיבה (קליפת המוח), שילוב של אותות תחושתיים ותודעה (קלאוסטרום) ורגשות (אמיגדלה). ישנה סבירות גבוהה שנמצא גם תאי עצב לא בשלים במבנים דומים. אבל למה מוח מבוגר, שכבר מאומן ומנוסה עשוי להזדקק להם?

השערת זיכרון

מספר הנוירונים כל כך גדול שאפשר להקריב חלק מהם בבטחה. עם זאת, אם תא כבה מתהליכי עבודה, זה לא אומר שהוא מת. הנוירון עשוי להפסיק לייצר אותות ולהגיב לגירויים חיצוניים. המידע שצבר אינו נעלם, אלא "משומר". תופעה זו הביאה את קרול בארנס, מדענית מוח מאוניברסיטת אריזונה, להעלות תיאוריה שכך המוח אוגר ומשתף זיכרונות מתקופות חיים שונות. לדברי פרופסור בארנס, מעת לעת מופיעה קבוצה של נוירונים צעירים בגירוס השיניים של ההיפוקמפוס כדי לתעד חוויות חדשות. לאחר זמן מה - שבועות, חודשים ואולי שנים - כולם נכנסים למצב של מנוחה ואינם שולחים יותר אותות. זו הסיבה שהזיכרון (למעט חריגים נדירים) לא שומר על שום דבר שקרה לנו לפני השנה השלישית לחיים: הגישה לנתונים האלה נחסמת בשלב מסוים.

בהתחשב בכך שהגירוס השיניים, כמו ההיפוקמפוס בכללותו, אחראי להעברת מידע מהזיכרון לטווח קצר לזיכרון לטווח ארוך, השערה זו אפילו נראית הגיונית. עם זאת, עדיין צריך להוכיח שההיפוקמפוס הבוגר אכן מייצר נוירונים חדשים, ובמספרים גדולים למדי. יש רק סט מוגבל מאוד של אפשרויות לעריכת ניסויים.

סיפור מתח

בדרך כלל, דגימות מוח אנושיות מתקבלות במהלך נתיחה או נוירוכירורגיה, כגון אפילפסיה של האונה הטמפורלית, שבה התקפים אינם ניתנים לטיפול באמצעות תרופות. שתי האפשרויות אינן מאפשרות לנו לעקוב אחר האופן שבו עוצמת הנוירוגנזה של מבוגרים משפיעה על תפקוד והתנהגות המוח.

ניסויים כאלה בוצעו על מכרסמים: היווצרותם של נוירונים חדשים דוכאה על ידי קרינת גמא ממוקדת או על ידי כיבוי הגנים המתאימים. חשיפה זו הגבירה את הרגישות של בעלי החיים לדיכאון. עכברים שאינם מסוגלים לנוירוגנזה כמעט לא היו מרוצים ממים ממותקים והתייאשו מהר מהניסיון להישאר לצוף במיכל מלא במים. תכולת הקורטיזול, הורמון הסטרס, בדמם הייתה גבוהה אף יותר מאשר בעכברים שנלחצו בשיטות קונבנציונליות. הם היו בעלי סיכוי גבוה יותר להיות תלויים בקוקאין והחלמה גרועה יותר משבץ מוחי.

כדאי להעיר הערה חשובה אחת לגבי תוצאות אלה: ייתכן שהקשר המוצג "פחות נוירונים חדשים - תגובה חדה יותר ללחץ" נסגר על עצמו. אירועי חיים לא נעימים מפחיתים את עוצמת הנוירוגנזה של מבוגרים, מה שהופך את בעל החיים לרגיש יותר ללחץ, ולכן קצב היווצרות הנוירונים במוח יורד - וכך הלאה במעגל.

עסקים על עצבים

למרות היעדר מידע מדויק על נוירוגנזה למבוגרים, כבר הופיעו אנשי עסקים שמוכנים לבנות על זה עסק רווחי. מאז תחילת שנות ה-2010, חברה שמוכרת מים ממעיינות בהרי הרוקי הקנדיים מייצרת בקבוקים נוירוגנזה שמח מים. טוענים שהמשקה ממריץ יצירת נוירונים עקב מלחי הליתיום שהוא מכיל. ליתיום אכן נחשב לתרופה המועילה למוח, אם כי יש הרבה יותר ממנו בטבליות מאשר ב"מים שמחים". השפעתו של משקה הנס נבדקה על ידי מדעני מוח מאוניברסיטת קולומביה הבריטית. הם נתנו לחולדות "מים שמחים" במשך 16 ימים, וקבוצת ביקורת - מים רגילים מהברז, ולאחר מכן בחנו פרוסות של ה-gyrus השיניים של ההיפוקמפוס שלהם. ואף על פי שהמכרסמים ששתו נוירוגנזה שמח מים, הופיעו עוד 12% נוירונים חדשים, התברר שהמספר הכולל שלהם היה קטן ואי אפשר לדבר על יתרון מובהק סטטיסטית.

לעת עתה, אנו יכולים רק לקבוע כי נוירוגנזה למבוגרים קיימת בבירור במוחם של נציגי המין שלנו. אולי זה נמשך עד גיל מבוגר, או אולי רק עד גיל ההתבגרות. זה בעצם לא כל כך חשוב. מה שמעניין יותר הוא שלידתם של תאי עצב במוח האדם הבוגר מתרחשת בדרך כלל: מהעור או מהמעיים, שחידושם מתרחש באופן מתמיד ואינטנסיבי; האיבר העיקרי של הגוף שלנו שונה מבחינה כמותית, אך לא איכותית. וכאשר מידע על נוירוגנזה של מבוגרים מתכנס לתמונה אחת ומפורטת, נבין כיצד לתרגם את הכמות הזו לאיכות, מה שמאלץ את המוח "לתקן", לשחזר את תפקוד הזיכרון, הרגשות - כל מה שאנו מכנים חיינו.

הודות למחקרים מדעיים רבים, הוכח שתאי עצב אנושיים מסוגלים להתאושש. הירידה בפעילותם עם הגיל אינה נובעת מכך שאזורים במוח מתים. בעיקרון, תהליכים אלה קשורים לדלדול הדנדריטים, המעורבים בתהליכי ההפעלה של דחפים בין-תאיים. המאמר ידון בדרכים לשיקום תאי עצב במוח האנושי.

תכונות של התאים המדוברים

כל מערכת העצבים האנושית מורכבת משני סוגי תאים:

• נוירונים המעבירים דחפים בסיסיים;
• תאי גליה, היוצרים תנאים אופטימליים לתפקוד מלא של נוירונים, מגנים עליהם וכו'.

הגדלים של נוירונים נעים בין 4 ל-150 מיקרון. הם מורכבים מגוף ראשי - דנדריט - ותהליכים עצביים רבים - אקסונים. זה הודות לאחרון כי דחפים מועברים בגוף האדם. יש הרבה יותר דנדריטים מאשר אקסונים, ותגובת הדחף משתרעת מהם עד למרכז הנוירון. תהליכי היווצרות הנוירונים מתחילים במהלך תקופת ההתפתחות העוברית.

כל הנייטרונים, בתורם, מחולקים למספר סוגים:

• חד קוטבי. מכיל רק אקסון אחד (נמצא רק במהלך התפתחות עוברית);
• דו קוטבי. קבוצה זו כוללת נוירונים של האוזן והעיניים; הם מורכבים מאקסון ודנדריט;
• רב קוטביים מכילים מספר תהליכים בו זמנית. הם הנוירונים העיקריים של מערכת העצבים המרכזית וההיקפית;
• pseudounipolars ממוקמים בגולגולת ובחוט השדרה.

תא זה מכוסה בממברנה מיוחדת - נוירילמה. כל התהליכים המטבוליים והעברת תגובות דחפים מתרחשים בו. בנוסף, כל נוירון מכיל ציטופלזמה, מיטוכונדריה, גרעין, מנגנון גולגי, ליזוזומים ורטיקולום אנדופלזמי. בין האברונים ניתן להבחין בין נוירופיברילים.

תא זה בגוף אחראי על תהליכים מסוימים:

1. נוירונים תחושתיים ממוקמים בגנגליה של המערכת ההיקפית.
2. אינטרקלטורים לוקחים חלק בהעברת דחפים לנוירון.
3. מוטורי, ממוקם בסיבי השריר ובבלוטות האנדוקריניות.
4. עזר, משמש כמחסום והגנה לכל אחד מתאי העצב.

תפקידם העיקרי של כל תאי העצב הוא ללכוד ולהעביר דחפים לתאי גוף האדם. חשוב לציין שרק כ-5-7% מסך הנוירונים נכלל בעבודה. כל השאר מחכים לתורם. תאים בודדים מתים כל יום; זה נחשב לתהליך נורמלי לחלוטין. עם זאת, האם הם יכולים להתאושש?

מושג הנוירוגנזה

נוירוגנזה היא תהליך היווצרות של תאי נוירון חדשים. השלב הפעיל ביותר שלו הוא התפתחות תוך רחמית, שבמהלכה מתרחשת היווצרות של אדם.

לפני זמן לא רב, כל המדענים טענו שתאים אלה אינם מסוגלים להתאושש. בעבר האמינו שיש מספר קבוע של נוירונים במוח האנושי. אולם כבר במחצית השנייה של המאה ה-20 החלו מחקרים על ציפורי שיר ויונקים, שהוכיחו שיש אזור נפרד במוח - פיתולי ההיפוקמפוס. היא נמצאת בהם מיקרו-סביבה ספציפית שבה מתרחשת חלוקת נוירובלסטים (תאים הנוצרים מול נוירונים). במהלך תהליך החלוקה, כמחציתם מתים (מתוכנתים), והחצי השני מומרים ל. אולם, אם חלק מאלה המיועדים למוות שורדים, אז הם יוצרים ביניהם קשרים סינפטיים ומאופיינים בקיום ארוך טווח. כך הוכח כי תהליכי התחדשות של תאי עצב אנושיים מתרחשים במקום מיוחד - בין פקעת הריח להיפוקמפוס של המוח.

אישור קליני של התיאוריה

כיום, המחקר בתחום זה עדיין נמשך, אך מדענים כבר הוכיחו תהליכים רבים של שיקום עצבי. התחדשות מתרחשת במספר שלבים:

• היווצרות תאי גזע המסוגלים להתחלק (מבשרי נוירונים עתידיים);
• החלוקה שלהם ליצירת נוירובלסטים;
• תנועתם של האחרונים לאזורים נפרדים במוח, הפיכתם לנוירונים ותחילת תפקוד.

מדענים הוכיחו שיש אזורים מיוחדים במוח שבהם נמצאים מבשרי הנוירונים.

כאשר תאי עצב ואזורי המוח נפגעים, תהליך הנוירוגנזה מואץ. זה מתחיל את התהליך של העברת נוירונים "רזרביים" מהאזור התת-חדרי לאזורים הפגועים, שם הם הופכים לנוירונים או גליה. תהליך זה ניתן לווסת בעזרת תרופות הורמונליות מיוחדות, ציטוקינים, מצבי לחץ, פעילות אלקטרופיזיולוגית וכו'.

כיצד לשחזר תאי מוח

המוות מתרחש עקב היחלשות הקשר ביניהם (דילול הדנדריטים). על מנת לעצור תהליך זה, הרופאים ממליצים על הדברים הבאים:

• אוכל בריא. יש צורך להעשיר את התזונה שלך בוויטמינים ומיקרו-אלמנטים מועילים המשפרים תגובה וריכוז;
• לעסוק באופן פעיל בספורט. פעילות גופנית קלה עוזרת לשפר את זרימת הדם בגוף, לשפר את תיאום התנועות ולהפעיל אזורים במוח;
• לעשות תרגילי מוח. במקרה זה, מומלץ לפתור תשבצים לעתים קרובות יותר, לפתור חידות או לשחק במשחקים המסייעים באימון תאי עצב (שחמט, קלפים וכו');
• להעמיס את המוח יותר במידע חדש;
• למנוע מתח והפרעות עצבים.

הכרחי לוודא שתקופות מנוחה ופעילות מתחלפות בצורה נכונה (שינה לפחות 8-9 שעות) ותמיד תהיה בגישה חיובית.

מוצרי שיקום נוירונים

במקרה זה, אתה יכול להשתמש הן בתרופות והן בתרופות עממיות. במקרה הראשון, אנחנו מדברים על ו, אשר מעורבים ישירות בתהליכים של התחדשות נוירונים. כמו כן, נרשמות תרופות להקלה על מתח ומתח עצבי (תרופות הרגעה).

בין השיטות העממיות, נעשה שימוש במרתחים וחליטות של צמחי מרפא (ארניקה, celandine, עוזרר, motherwort וכו '). במקרה זה, עדיף להתייעץ עם רופא לפני השימוש כדי להפחית את הסיכון לפתח השלכות שליליות.

דרך מצוינת נוספת לשחזר נוירונים היא נוכחות הורמון האושר בגוף.

לכן, כדאי להכניס אירועים משמחים יותר לחיי היומיום שלכם, ואז ניתן למנוע בעיות עם הפרעות מוחיות.

מדענים ממשיכים לעבוד על מחקר בתחום זה. היום הם מנסים למצוא הזדמנות ייחודית להשתיל נוירונים. עם זאת, טכניקה זו טרם הוכחה ודורשת ניסויים קליניים רבים.

סיכום

הודות למחקרים מדעיים רבים, הוכח כי התאים האנושיים המדוברים מסוגלים להחלים. תזונה נכונה ואורח חיים ממלאים תפקיד חשוב מאוד בתהליך זה. לכן, כדי לא להתמודד עם בעיות של אובדן זיכרון וכדומה בגיל מבוגר, יש צורך לדאוג לבריאותך מגיל צעיר.

מערכת העצבים מורכבת מתאי עצב המחוברים ברשת. הפעילות המוטורית, החשיבה והפיזיולוגיה כפופות לחלוטין לאותות המועברים לאורך ענפי מערכת העצבים. לכל התאים יש שם משותף - נוירונים - ונבדלים זה מזה רק במטרה התפקודית שלהם בגוף האדם.

מדוע נוירונים לא מתאוששים

מדענים פיזיולוגיים עדיין מתלבטים אם אפשר לשחזר תאי עצב. המחלוקת התעוררה בגלל שמדענים גילו את חוסר היכולת של נוירון להתרבות. מכיוון שכל התאים מתרבים על ידי חלוקה, הם מסוגלים ליצור רקמה חדשה באיברים.

אבל נוירונים, לפי קבוצה גדולה של ביולוגים, ניתנים לאדם פעם אחת ולמשך כל חייו, אם כי עם "רזרבה גדולה". במהלך שנים רבות, הם מתים בהדרגה, ותפקודי מוח חשובים עלולים ללכת לאיבוד מסיבה זו.

מתח, מחלות ופציעות מובילים למוות של נוירונים. אלכוהוליזם ועישון הורסים גם תאי עצב, ומונעים מאדם חיים ארוכים ופוריים. חוסר היכולת של הנוירונים הנותרים להתרבות על ידי ביקוע הוביל להופעת הביטוי המכונף.

נקודת מבט אלטרנטיבית

במהלך 10 השנים האחרונות, ביולוגים חקרו באופן פעיל את המוח. מדענים מתמודדים עם אתגרים רבים; הם עורכים ניסויים מדעיים ומעלים השערות חדשות.

קבוצה של פיזיולוגים לא מסכימה עם הדעה שקבעה רוב השמרנים. ומדי פעם יש דיווחים בעיתונות לפיהם המיתוס בדבר חוסר האפשרות לשחזר רקמות עצבים הודח.

באחד מניסויי המעבדה עם אזורים פגועים במוח, הם הצליחו לשחזר כמה נוירונים. הם הופיעו מתאי גזע של רקמות עצביות המאוחסנות ברזרבות.

תהליך היווצרותם של נוירונים חדשים נקרא נוירוגנזה. רק בעלי חיים בוגרים צעירים מסוגלים לכך. לאחר מכן, אזורים כאלה נמצאו בבני אדם. ניתן לשחזר רק אזורים מסוימים במוח, למשל, האזורים האחראים על זיכרון ולמידה.

יכולות מוחיות יכולות להתפתח ולשמור במצב פעיל לאורך זמן. זה מקל על ידי רכישת ידע אינטלקטואלי ופעילות גופנית. אורח חיים בריא גם נותן לאדם את ההזדמנות לפגוש את הזקנה עם נפש תקינה וזיכרון צלול.

להיפך, יש להימנע מלחץ חמור. אדיבות ורוגע הם מתכון מוכח לחיים פעילים וארוכים. העתיד יראה אם ​​המוח יכול להתאושש לחלוטין והאם ניתן להאריך את חיי האדם בעשרות שנים באמצעות נוירוגנזה.

הביטוי הפופולרי "תאי עצב אינם מתחדשים" נתפס על ידי כולם מאז ילדותו כאמת בלתי ניתנת לשינוי. עם זאת, האקסיומה הזו היא לא יותר ממיתוס, ונתונים מדעיים חדשים מפריכים אותה.

הטבע בונה מרווח בטיחות גבוה מאוד לתוך המוח המתפתח: במהלך העובר, נוצר עודף גדול של נוירונים. כמעט 70% מהם מתים לפני שהילד נולד. המוח האנושי ממשיך לאבד נוירונים לאחר הלידה, לאורך כל החיים. מוות תאים זה מתוכנת גנטית. כמובן, לא רק נוירונים מתים, אלא גם תאים אחרים בגוף. רק לכל שאר הרקמות יש יכולת התחדשות גבוהה, כלומר, התאים שלהן מתחלקים ומחליפים את המתים. תהליך ההתחדשות פעיל ביותר בתאי אפיתל ובאיברים המטופואטיים (מח עצם אדום). אבל יש תאים שבהם חסומים הגנים האחראים על רבייה בחלוקה. בנוסף לנוירונים, תאים אלה כוללים תאי שריר לב. איך אנשים מצליחים לשמור על אינטליגנציה עד גיל מבוגר מאוד אם תאי עצב מתים ולא מתחדשים?

ייצוג סכמטי של תא עצב, או נוירון, המורכב מגוף עם גרעין, אקסון אחד וכמה דנדריטים

הסבר אפשרי אחד: במערכת העצבים, לא כל הנוירונים "פועלים" בו זמנית, אלא רק 10% מהנוירונים. עובדה זו מצוטטת לעתים קרובות בספרות פופולרית ואף מדעית. נאלצתי שוב ושוב לדון בהצהרה זו עם עמיתיי המקומיים והזרים. ואף אחד מהם לא מבין מאיפה הגיע הנתון הזה. כל תא חי ו"פועל" בו זמנית. בכל נוירון מתרחשים כל הזמן תהליכים מטבוליים, חלבונים מסונתזים ודחפים עצביים נוצרים ומועברים. לכן, לעזוב את ההשערה של נוירונים "מנוחים", הבה נפנה לאחת התכונות של מערכת העצבים, כלומר, הפלסטיות יוצאת הדופן שלה.

המשמעות של פלסטיות היא שתפקודם של תאי עצב מתים משתלטים על ידי "עמיתיהם" ששרדו, אשר מתרבים בגודלם ויוצרים קשרים חדשים, המפצים על התפקודים האבודים. את היעילות הגבוהה, אך לא בלתי מוגבלת, של פיצוי כזה ניתן להמחיש בדוגמה של מחלת פרקינסון, שבה מתרחש מוות הדרגתי של נוירונים. מסתבר שעד שמתים כ-90% מהנוירונים במוח, לא מופיעים התסמינים הקליניים של המחלה (רעד בגפיים, מוגבלות בתנועה, הליכה לא יציבה, דמנציה), כלומר האדם נראה בריא למעשה. זה אומר שתא עצב חי אחד יכול להחליף תשעה מתים.

נוירונים נבדלים זה מזה בגודלם, בהסתעפות הדנדרטית ובאורך האקסון.

אבל הפלסטיות של מערכת העצבים היא לא המנגנון היחיד שמאפשר לשמור על אינטליגנציה עד גיל מבוגר. לטבע יש גם אפשרות גיבוי - הופעת תאי עצב חדשים במוחם של יונקים בוגרים, או נוירוגנזה.

הדוח הראשון על נוירוגנזה הופיע ב-1962 בכתב העת המדעי היוקרתי Science. המאמר נשא את הכותרת "האם נוצרים נוירונים חדשים במוח היונקים הבוגרים?" מחברו, פרופסור ג'וזף אלטמן מאוניברסיטת פרדו (ארה"ב), השתמש בזרם חשמלי כדי להרוס את אחד ממבני המוח של החולדה (הגוף הגנוזלי הצידי) והזריק לו חומר רדיואקטיבי שחודר לתוך תאים חדשים שצצו. כמה חודשים לאחר מכן גילה המדען נוירונים רדיואקטיביים חדשים בתלמוס (אזור במוח הקדמי) ובקליפת המוח. במהלך שבע השנים הבאות פרסם אלטמן עוד כמה מאמרים המדגימים את קיומה של נוירוגנזה במוחם של יונקים בוגרים. אולם, אז, בשנות ה-60, עבודתו עוררה רק ספקנות בקרב מדעני מוח; התפתחותם לא באה בעקבותיה.

המונח "גליה" כולל את כל תאי רקמת העצבים שאינם נוירונים.

ורק עשרים שנה מאוחר יותר, נוירוגנזה "התגלתה" שוב, אבל במוח של ציפורים. חוקרי ציפורי שיר רבים שמו לב שבכל עונת הזדווגות, הזכר הזכרי Serinus canaria מבצע שיר עם "ברכיים" חדשות. יתרה מכך, הוא אינו מאמץ טרילים חדשים מאחיו, מאחר שהשירים עודכנו אפילו בנפרד. מדענים החלו לחקור בפירוט את המרכז הקולי הראשי של ציפורים, הממוקם בחלק מיוחד במוח, וגילו שבסוף עונת ההזדווגות (עבור כנריות זה מתרחש באוגוסט וינואר), חלק ניכר מהנוירונים של המרכז הקולי מת, כנראה בגלל עומס תפקודי מופרז. באמצע שנות ה-80 הצליח פרופסור פרננדו נוטבום מאוניברסיטת רוקפלר (ארה"ב) להראות כי אצל זכרים בוגרים תהליך הנוירוגנזה מתרחש במרכז הקול ללא הרף, אך מספר הנוירונים המיוצר נתון לתנודות עונתיות. שיא הנוירוגנזה בכנריות מתרחשת באוקטובר ומרץ, כלומר חודשיים לאחר עונות ההזדווגות. לכן "ספריית התקליטים" של שירי קנריות גברים מתעדכנת באופן שוטף.

נוירונים מתוכנתים גנטית לנדוד לחלק כזה או אחר של מערכת העצבים, שם, בעזרת תהליכים, הם יוצרים קשרים עם תאי עצב אחרים.

בסוף שנות ה-80 התגלתה נוירוגנזה גם בדו-חיים בוגרים במעבדתו של המדען לנינגרד פרופסור א.ל. פולנוב.

מאיפה נוירונים חדשים מגיעים אם תאי עצב לא מתחלקים? המקור לנוירונים חדשים הן בציפורים והן בדו-חיים התברר כתאי גזע נוירונים מדופן חדרי המוח. במהלך התפתחות העובר, מתאי אלו נוצרים תאי מערכת העצבים: נוירונים ותאי גליה. אבל לא כל תאי הגזע הופכים לתאי מערכת העצבים - חלקם "אורבים" ומחכים בכנפיים.

תאי עצב מתים נהרסים על ידי מקרופאגים הנכנסים למערכת העצבים מהדם.

שלבי היווצרות הצינור העצבי בעובר האנושי.

הוכח כי נוירונים חדשים נובעים מתאי גזע בוגרים בבעלי חוליות נמוכים יותר. עם זאת, לקח כמעט חמש עשרה שנים להוכיח שתהליך דומה מתרחש במערכת העצבים של היונקים.

ההתקדמות במדעי המוח בתחילת שנות ה-90 הובילה לגילוי של נוירונים "יילוד" במוחם של חולדות ועכברים בוגרים. הם נמצאו בעיקר בחלקים עתיקים מבחינה אבולוציונית של המוח: פקעות הריח וקליפת ההיפוקמפוס, שאחראיות בעיקר על התנהגות רגשית, התגובה ללחץ וויסות התפקודים המיניים אצל יונקים.

בדיוק כמו בציפורים ובחולייתנים נמוכים יותר, אצל יונקים תאי גזע עצביים ממוקמים קרוב לחדרים הצדדיים של המוח. ההפיכה שלהם לנוירונים היא מאוד אינטנסיבית. בחולדות בוגרות נוצרים מתאי גזע כ-250,000 נוירונים בחודש, המחליפים 3% מכלל הנוירונים בהיפוקמפוס. תוחלת החיים של נוירונים כאלה גבוהה מאוד - עד 112 ימים. תאי גזע עצביים עוברים מרחק רב (כ-2 ס"מ). הם גם מסוגלים לנדוד לנורת הריח, ולהפוך שם לנוירונים.

נורות הריח של מוח היונקים אחראיות לתפיסה ולעיבוד הראשוני של ריחות שונים, כולל זיהוי פרומונים - חומרים הקרובים בהרכבם הכימי להורמוני המין. התנהגות מינית במכרסמים מווסתת בעיקר על ידי ייצור פרומונים. ההיפוקמפוס ממוקם מתחת להמיספרות המוחיות. הפונקציות של מבנה מורכב זה קשורות להיווצרות זיכרון לטווח קצר, מימוש רגשות מסוימים והשתתפות בהיווצרות התנהגות מינית. הנוכחות של נוירוגנזה מתמדת בפקעת הריח ובהיפוקמפוס בחולדות מוסברת על ידי העובדה שבמכרסמים מבנים אלה נושאים את העומס התפקודי העיקרי. לכן, תאי העצב שבהם מתים לעתים קרובות, מה שאומר שצריך לחדש אותם.

על מנת להבין אילו תנאים משפיעים על נוירוגנזה בהיפוקמפוס ובפקעת הריח, בנה פרופסור גייג' מאוניברסיטת סלקה (ארה"ב) עיר מיניאטורית. העכברים שיחקו שם, עשו פעילות גופנית וחיפשו יציאות מהמבוכים. התברר שבעכברי "עיר" הופיעו נוירונים חדשים במספרים הרבה יותר גדולים מאשר אצל קרובי משפחה פסיביים שלהם, שקועים בחיי השגרה ב-vivarium.

ניתן לחלץ תאי גזע מהמוח ולהשתלם לחלק אחר של מערכת העצבים, שם הם הופכים לנוירונים. פרופסור גייג' ועמיתיו ערכו כמה ניסויים דומים, המרשים שבהם היה הבא. פיסת רקמת מוח המכילה תאי גזע הושתלה ברשתית ההרוסה של עין חולדה. (לדופן הפנימי הרגישה לאור של העין יש מקור "עצבי": הוא מורכב מתאי עצב שונה - מוטות וחרוטים. כאשר השכבה הרגישה לאור נהרסת, נוצר עיוורון.) תאי גזע המוח המושתלים הפכו לנוירונים ברשתית, התהליכים שלהם הגיעו לעצב הראייה, והחולדה שבה לראייה! יתרה מכך, כאשר תאי גזע במוח הושתלו בעין לא פגומה, לא התרחשו איתם טרנספורמציות. ככל הנראה, כאשר הרשתית ניזוקה, נוצרים חומרים מסוימים (למשל, מה שנקרא גורמי גדילה) המעוררים נוירוגנזה. עם זאת, המנגנון המדויק של תופעה זו עדיין לא ברור.

מדענים עמדו בפני המשימה להראות כי נוירוגנזה מתרחשת לא רק במכרסמים, אלא גם בבני אדם. לשם כך, חוקרים בראשות פרופסור גייג' ביצעו לאחרונה עבודה סנסציונית. באחת המרפאות האונקולוגיות האמריקאיות נטלה קבוצת חולים עם גידולים ממאירים חשוכי מרפא את התרופה הכימותרפית bromodyoxyuridine. לחומר זה יש תכונה חשובה - היכולת להצטבר בתאים מתחלקים של איברים ורקמות שונות. Bromodioxyuridine משולב ב-DNA של תא האם ונשמר בתאי הבת לאחר חלוקת תא האם. מחקר פתולוגי הראה כי נוירונים המכילים bromodyoxyuridine נמצאים כמעט בכל חלקי המוח, כולל קליפת המוח. זה אומר שהנוירונים האלה היו תאים חדשים שנוצרו מחלוקת תאי גזע. הממצא אישר ללא תנאי שתהליך הנוירוגנזה מתרחש גם אצל מבוגרים. אבל אם במכרסמים נוירוגנזה מתרחשת רק בהיפוקמפוס, אז בבני אדם היא כנראה יכולה לערב אזורים גדולים יותר במוח, כולל קליפת המוח. מחקרים אחרונים הראו כי נוירונים חדשים במוח הבוגר יכולים להיווצר לא רק מתאי גזע עצביים, אלא מתאי גזע בדם. גילוי תופעה זו גרם לאופוריה בעולם המדעי. עם זאת, פרסום בכתב העת Nature באוקטובר 2003 צינן במידה רבה את המוחות הנלהבים. התברר שתאי גזע בדם דווקא חודרים למוח, אבל הם לא הופכים לנוירונים, אלא מתמזגים איתם ויוצרים תאים דו-גרעיניים. ואז הגרעין ה"ישן" של הנוירון נהרס, והוא מוחלף בגרעין ה"חדש" של תא הגזע בדם. בגוף החולדה מתמזגים תאי גזע בדם בעיקר עם תאי הענק של המוח הקטן - תאי Purkinje, אם כי זה קורה לעתים רחוקות למדי: ניתן למצוא רק תאים בודדים שהתמזגו בכל המוח הקטן. היתוך אינטנסיבי יותר של נוירונים מתרחש בכבד ובשריר הלב. עדיין לא ברור לחלוטין מה המשמעות הפיזיולוגית של זה. אחת ההשערות היא שתאי גזע בדם נושאים עימם חומר גנטי חדש, שבכניסה לתא המוח הקטן "הישן" מאריך את חייו.

אז, נוירונים חדשים יכולים להיווצר מתאי גזע אפילו במוח הבוגר. תופעה זו כבר נמצאת בשימוש נרחב למדי לטיפול במחלות ניווניות שונות (מחלות המלוות במוות של נוירונים במוח). הכנות תאי גזע להשתלה מתקבלות בשתי דרכים. הראשון הוא השימוש בתאי גזע עצביים, שגם בעובר וגם במבוגר ממוקמים סביב חדרי המוח. הגישה השנייה היא שימוש בתאי גזע עובריים. תאים אלו ממוקמים במסת התא הפנימית בשלב מוקדם של היווצרות העובר. הם יכולים להפוך כמעט לכל תא בגוף. הקושי הגדול ביותר בעבודה עם תאים עובריים הוא לגרום להם להפוך לנוירונים. טכנולוגיות חדשות מאפשרות זאת.

כמה מוסדות רפואיים בארצות הברית כבר יצרו "ספריות" של תאי גזע עצביים המתקבלים מרקמות עובריות ומשתילים אותם בחולים. ניסיונות ההשתלה הראשונים נותנים תוצאות חיוביות, אם כי כיום רופאים אינם יכולים לפתור את הבעיה העיקרית של השתלות מסוג זה: שגשוג בלתי מבוקר של תאי גזע ב-30-40% מהמקרים מוביל להיווצרות גידולים ממאירים. טרם נמצאה גישה למניעת תופעת לוואי זו. אך למרות זאת, השתלת תאי גזע תהיה ללא ספק אחת הגישות המרכזיות בטיפול במחלות נוירודגנרטיביות כמו אלצהיימר ופרקינסון, שהפכו למכת המדינות המפותחות.