Celulele creierului sunt restaurate sau nu. Se regenerează cu adevărat celulele nervoase? Deci există adevăr

Decenii de discuții, proverbe de lungă durată, experimente pe șoareci și oi - dar totuși, poate creierul adult să formeze noi neuroni pentru a-i înlocui pe cei pierduți? Și dacă da, cum? Și dacă nu se poate, de ce?

Un deget tăiat se va vindeca în câteva zile, un os rupt se va vindeca. Miriade de globule roșii se înlocuiesc reciproc în generații de scurtă durată, mușchii cresc sub sarcină: corpul nostru se reînnoiește constant. Multă vreme s-a crezut că în această sărbătoare a renașterii a mai rămas un singur străin - creierul. A lui celule esentiale, neuronii sunt prea specializați pentru a se diviza. Numărul de neuroni scade de la an la an și, deși sunt atât de numeroși încât pierderea a câteva mii nu are un efect vizibil, capacitatea de a se recupera după leziuni nu ar răni creierul. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au reușit să detecteze prezența de noi neuroni în creierul matur de mult timp. Cu toate acestea, nu existau suficiente instrumente sofisticate pentru a găsi astfel de celule și „părinții” lor.

Situația s-a schimbat când, în 1977, Michael Kaplan și James Hinds au folosit [3H]-timidină radioactivă, care poate fi încorporată în noul ADN. Lanțurile sale sintetizează în mod activ celulele în diviziune, dublându-le materialul genetic și acumulând în același timp etichete radioactive. La o lună după administrarea medicamentului la șobolani adulți, oamenii de știință au obținut felii din creierul lor. Autoradiografia a arătat că semnele erau localizate în celulele girusului dintat al hipocampului. Totuși, ei se reproduc și există „neurogeneza adulților”.

Despre bărbați și șoareci

În timpul acestui proces, neuronii maturi nu se divid, la fel cum celulele fibrelor musculare și celulele roșii din sânge nu se divid: diferite celule stem care își păstrează capacitatea „naivă” de a se reproduce sunt responsabile de formarea lor. Unul dintre descendenții celulei progenitoare divizate devine o celulă tânără specializată și se maturizează într-o stare adultă complet funcțională. Cealaltă celulă fiică rămâne o celulă stem: acest lucru permite ca populația de celule progenitoare să fie menținută la un nivel constant fără a sacrifica reînnoirea țesutului din jur.

Celulele precursoare neuronale au fost găsite în girusul dentat al hipocampului. Mai târziu au fost găsite în alte părți ale creierului rozătoarelor, în bulbul olfactiv și în structura subcorticală a striatului. De aici, neuronii tineri pot migra în zona dorită a creierului, se pot maturiza pe loc și pot fi integrați în sistemele existente conexiuni. Pentru a face acest lucru, noua celulă își dovedește utilitatea vecinilor săi: capacitatea sa de a excita este crescută, astfel încât chiar și un impact slab determină neuronul să producă o serie întreagă de impulsuri electrice. Cu cât o celulă este mai activă, cu atât formează mai multe conexiuni cu vecinii săi și cu atât mai rapid aceste conexiuni se stabilizează.

Nurogeneza adulților la om a fost confirmată doar câteva decenii mai târziu cu ajutorul unor nucleotide radioactive similare - în același gir dentat al hipocampului și apoi în striat. Se pare că bulbul nostru olfactiv nu este reînnoit. Cu toate acestea, cât de activ este acest proces și cum se schimbă în timp nu este chiar clar astăzi.

De exemplu, un studiu din 2013 a arătat că până la vârsta înaintată, aproximativ 1,75% din celulele din girul dentat al hipocampusului sunt reînnoite în fiecare an. Și în 2018, au apărut rezultate care arată că formarea neuronilor aici se oprește deja în adolescență. Primul a măsurat acumularea de trasori radioactivi, iar al doilea a folosit coloranți care se leagă selectiv de neuronii tineri. Este greu de spus care concluzii sunt mai apropiate de adevăr: este dificil să compari complet rezultatele rare obținute metode diferite, și cu atât mai mult pentru a extrapola munca efectuată pe șoareci la oameni.

Probleme de model

Majoritatea studiilor privind neurogeneza adultului sunt efectuate pe animale de laborator, care se reproduc rapid și sunt ușor de întreținut. Această combinație de semne se găsește la cei care sunt de dimensiuni mici și trăiesc foarte puțin - la șoareci și șobolani. Dar în creierul nostru, care abia se maturizează până la 20 de ani, lucrurile se pot întâmpla cu totul altfel.

Girusul dintat al hipocampusului face parte din cortexul cerebral, deși unul primitiv. La specia noastră, ca și la alte mamifere longevive, cortexul este vizibil mai dezvoltat decât la rozătoare. Poate că neurogeneza își acoperă întreg volumul, fiind realizată prin unele dintre mecanismele proprii. Nu există încă o dovadă directă în acest sens: studiile privind neurogeneza adultului în cortexul cerebral nu au fost efectuate nici la oameni, nici la alte primate.

Dar o astfel de muncă a fost efectuată cu ungulate. Un studiu al secțiunilor creierului de miei nou-născuți, precum și al oilor puțin mai în vârstă și al indivizilor maturi sexual, nu a găsit celule care se divide - precursorii neuronilor din cortexul cerebral și structurile subcorticale ale creierului lor. Pe de altă parte, în cortexul animalelor și mai în vârstă, au fost găsiți neuroni tineri care s-au născut deja, dar imaturi. Cel mai probabil, ei sunt gata să finalizeze specializarea la momentul potrivit, formând celule nervoase cu drepturi depline și luând locul morților. Desigur, aceasta nu este tocmai neurogeneză, deoarece în timpul acestui proces nu se formează celule noi. Cu toate acestea, este interesant că astfel de neuroni tineri sunt prezenți în acele zone ale creierului de oaie care la oameni sunt responsabile de gândire (cortexul cerebral), integrarea semnalelor senzoriale și conștiință (claustrum) și emoții (amigdala). Există o mare probabilitate să găsim și celule nervoase imature în structuri similare. Dar de ce ar putea avea nevoie de ele un creier adult, deja antrenat și experimentat?

Ipoteza memoriei

Numărul de neuroni este atât de mare încât unii dintre ei pot fi sacrificați în siguranță. Cu toate acestea, dacă o celulă s-a oprit din procesele de lucru, aceasta nu înseamnă că a murit. Neuronul poate înceta să genereze semnale și să nu mai răspundă la stimuli externi. Informațiile pe care le-a acumulat nu dispar, ci sunt „conservate”. Acest fenomen a determinat-o pe Carol Barnes, neurolog de la Universitatea din Arizona, să teoretizeze că astfel creierul stochează și împărtășește amintiri din diferite perioade ale vieții. Potrivit profesorului Barnes, din când în când un grup de neuroni tineri apare în girusul dintat al hipocampului pentru a înregistra noi experiențe. După ceva timp - săptămâni, luni și poate ani - toți intră într-o stare de odihnă și nu mai trimit semnale. Acesta este motivul pentru care memoria (cu rare excepții) nu reține nimic din ceea ce ni s-a întâmplat înainte de al treilea an de viață: accesul la aceste date este blocat la un moment dat.

Având în vedere că girusul dintat, ca și hipocampul în ansamblu, este responsabil de transferul informațiilor din memoria pe termen scurt în memoria pe termen lung, această ipoteză pare chiar logică. Cu toate acestea, încă mai trebuie dovedit că hipocampul adult produce de fapt noi neuroni și în număr destul de mare. Există doar un set foarte limitat de posibilități pentru efectuarea experimentelor.

Povestea stresului

De obicei, specimenele de creier uman sunt obținute în timpul autopsiei sau neurochirurgiei, ca și în cazul epilepsiei lobului temporal, care este rezistentă la convulsii. tratament medicamentos. Ambele opțiuni nu ne permit să urmărim modul în care intensitatea neurogenezei adulților afectează funcția și comportamentul creierului.

Astfel de experimente au fost efectuate pe rozătoare: formarea de noi neuroni a fost suprimată prin radiația gamma țintită sau prin oprirea genelor corespunzătoare. Această expunere a crescut susceptibilitatea animalelor la depresie. Șoarecii incapabili de neurogeneză aproape că nu erau fericiți de apa îndulcită și au renunțat rapid să mai încerce să rămână pe linia de plutire într-un recipient plin cu apă. Conținutul de cortizol, hormonul stresului, din sângele lor a fost chiar mai mare decât la șoarecii stresați metode convenționale. Erau mai predispuși să devină dependenți de cocaină și s-au recuperat mai slab după accident vascular cerebral.

Merită să faceți o notă importantă despre aceste rezultate: este posibil ca conexiunea arătată „mai puțini neuroni noi - o reacție mai ascuțită la stres” să se închidă pe sine. Evenimentele neplăcute de viață reduc intensitatea neurogenezei adulte, ceea ce face animalul mai sensibil la stres, astfel încât rata de formare a neuronilor în creier scade - și așa mai departe în cerc.

Afaceri pe nervi

În ciuda lipsei de informații exacte despre neurogeneza adultului, au apărut deja oameni de afaceri care sunt gata să construiască o afacere profitabilă pe ea. De la începutul anilor 2010, o companie care vinde apă din izvoarele din Munții Stâncoși Canadieni produce sticle Neurogeneza Apă fericită. Se sustine ca bautura stimuleaza formarea neuronilor datorita sarurilor de litiu pe care le contine. Litiul este într-adevăr considerat un medicament benefic pentru creier, deși există mult mai mult în tablete decât în ​​„apa fericită”. Efectul băuturii miraculoase a fost testat de oamenii de știință de la Universitatea din Columbia Britanică. Ei au dat șobolanilor „apă fericită” timp de 16 zile și unui grup de control - apă plată de la robinet, apoi au examinat felii din girusul dintat al hipocampului lor. Și deși rozătoarele care au băut Neurogeneza Apă fericită, au apărut noi neuroni cu până la 12% mai mulți, numărul total s-a dovedit a fi mic și este imposibil să vorbim despre un avantaj semnificativ statistic.

Deocamdată, putem afirma doar că neurogeneza adultului există clar în creierul reprezentanților speciei noastre. Poate că continuă până la bătrânețe, sau poate doar până adolescent. De fapt, nu este atât de important. Ceea ce este mai interesant este că nașterea celulelor nervoase în creierul uman matur are loc în general: din piele sau din intestine, a căror reînnoire are loc constant și intens; organul principal al corpului nostru diferă cantitativ, dar nu calitativ. Și când informațiile despre neurogeneza adultului formează o imagine coerentă, detaliată, vom înțelege cum să traducem această cantitate în calitate, forțând creierul să „repare”, să restabilească funcționarea memoriei, a emoțiilor - tot ceea ce numim viața noastră.

Datorită multor studii științifice, s-a stabilit că celulele nervoase umane se pot recupera. Scăderea activității lor odată cu vârsta nu se datorează faptului că zonele din creier mor. Practic, aceste procese sunt asociate cu epuizarea dendritelor, care sunt implicate în procesele de activare a impulsurilor intercelulare. Articolul va discuta modalități de refacere a celulelor nervoase din creierul uman.

Caracteristicile celulelor în cauză

Întregul sistem nervos uman este format din două tipuri de celule:

• neuroni care transmit impulsuri de bază;
• celule gliale care creează conditii optime pentru funcționarea deplină a neuronilor, protejarea acestora etc.

Dimensiunile neuronilor variază de la 4 la 150 de microni. Ele constau dintr-un corp principal - o dendrita - si multe procese nervoase - axoni. Datorită acestuia din urmă, impulsurile sunt transmise în corpul uman. Există mult mai multe dendrite decât axoni, iar răspunsul la impuls se extinde de la acestea până în centrul neuronului. Procesele de formare a neuronilor încep în perioada dezvoltării embrionare.

Toți neutronii, la rândul lor, sunt împărțiți în mai multe tipuri:

• unipolar. Conțin un singur axon (găsit doar în timpul dezvoltării embrionare);
• bipolar. Acest grup include neuroni ai urechii și ai ochilor, ei constau dintr-un axon și o dendrită;
• cele multipolare conțin mai multe procese deodată. Sunt principalii neuroni ai sistemului nervos central și periferic;
• pseudounipolari sunt localizați în craniu și măduva spinării.

Această celulă este acoperită cu o membrană specială – neurilema. Totul se întâmplă în ea procesele metaboliceși transmiterea reacțiilor de impuls. În plus, fiecare neuron conține citoplasmă, mitocondrii, nucleu, aparat Golgi, lizozomi și reticul endoplasmatic. Dintre organele se pot distinge cele neurofibrile.

Această celulă din organism este responsabilă pentru anumite procese:

1. Neuronii senzoriali sunt localizați în ganglionii sistemului periferic.
2. Intercalatorii participă la transmiterea impulsurilor către neuron.
3. Motor, situat în fibre musculareși glandele endocrine.
4. Auxiliar, acționează ca o barieră și protecție pentru fiecare dintre celulele nervoase.

Funcția principală a tuturor celulelor nervoase este de a capta și transmite impulsuri către celulele corpului uman. Este important de menționat că doar aproximativ 5-7% din numărul total de neuroni este inclus în lucrare. Toți ceilalți își așteaptă rândul. Celulele individuale mor în fiecare zi; acesta este considerat un proces absolut normal. Totuși, se pot recupera?

Conceptul de neurogeneză

Neurogeneza este procesul de formare a unor noi celule neuronale. Cel mai faza activă el este dezvoltare intrauterina, în timpul căreia are loc formarea unei persoane.

Nu cu mult timp în urmă, toți oamenii de știință au susținut că aceste celule nu se pot recupera. Anterior se credea că există un număr constant de neuroni în creierul uman. Cu toate acestea, deja în a doua jumătate a secolului al XX-lea, au început studiile asupra păsărilor cântătoare și a mamiferelor, care au demonstrat că există o zonă separată în creier - circumvoluțiile hipocampului. În ele se găsește un micromediu specific în care are loc diviziunea neuroblastelor (celule formate în fața neuronilor). În timpul procesului de divizare, aproximativ jumătate dintre ele mor (programate), iar cealaltă jumătate sunt transformate în. Cu toate acestea, dacă unii dintre cei destinați morții supraviețuiesc, atunci formează conexiuni sinaptice între ei și se caracterizează prin existență pe termen lung. Astfel, s-a dovedit că procesele de regenerare a celulelor nervoase umane au loc într-un loc special - între bulbul olfactiv și hipocampul creierului.

Confirmarea clinică a teoriei

Astăzi, cercetările în acest domeniu sunt încă în desfășurare, dar oamenii de știință au demonstrat deja multe procese de restaurare neuronală. Regenerarea are loc în mai multe etape:

• formarea de celule stem capabile de diviziune (precursori ai viitorilor neuroni);
• divizarea lor pentru a forma neuroblaste;
• mișcarea acestora din urmă în zone separate ale creierului, transformarea lor în neuroni și începutul funcționării.

Oamenii de știință au demonstrat că există zone speciale în creier în care se află precursorii neuronilor.

Când celulele nervoase și zonele creierului sunt deteriorate, procesul de neurogeneză se accelerează. Aceasta începe procesul de mutare a neuronilor „de rezervă” din regiunea subventriculară în zonele deteriorate, unde se transformă în neuroni sau glia. Acest proces poate fi reglat folosind special medicamente hormonale, citokine, situatii stresante, activitate electrofiziologică etc.

Cum să restabiliți celulele creierului

Moartea apare din cauza slăbirii conexiunii dintre ele (subțierea dendritelor). Pentru a opri acest proces, medicii recomandă următoarele:

• Mancare sanatoasa. Este necesar să vă îmbogățiți dieta cu vitamine și microelemente utile care îmbunătățesc reacția și concentrarea;
• să se angajeze activ în sport. Plămânii exercițiu fizic ajută la îmbunătățirea circulației sângelui în organism, la îmbunătățirea coordonării mișcărilor și la activarea zonelor creierului;
• face exerciții pentru creier. În acest caz, este recomandat să rezolvați mai des cuvintele încrucișate, să rezolvați puzzle-uri sau să jucați jocuri care ajută la antrenarea celulelor nervoase (șah, cărți etc.);
• încărcați creierul mai mult cu informații noi;
• evitați stresul și tulburările nervoase.

Este imperativ să vă asigurați că perioadele de odihnă și activitate alternează corect (dormiți cel puțin 8-9 ore) și aveți întotdeauna o atitudine pozitivă.

Produse pentru restaurarea neuronilor

ÎN în acest caz, Puteți folosi atât medicamente, cât și remedii populare. În primul caz, vorbim despre și, care sunt direct implicați în procesele de regenerare neuronală. De asemenea, prescriu medicamente pentru ameliorarea stresului și tensiune nervoasa(sedativ).

Printre moduri populare folosiți decocturi și infuzii din plante medicinale(arnică, celandină, păducel, mamă etc.). În acest caz, este mai bine să consultați un medic înainte de utilizare pentru a reduce riscul de a dezvolta consecințe negative.

O altă modalitate excelentă de a restabili neuronii este prezența hormonului fericirii în organism.

Prin urmare, merită adus în tine viata de zi cu zi Mai multe evenimente vesele și apoi problemele cu tulburările creierului pot fi evitate.

Oamenii de știință continuă să lucreze la cercetare în acest domeniu. Astăzi încearcă să găsească oportunitate unică transplanturi neuronale. Cu toate acestea, această tehnică nu a fost încă dovedită și necesită multe studii clinice.

Concluzie

Datorită multor studii științifice, s-a dovedit că celulele umane în cauză sunt capabile de recuperare. În acest proces joacă un rol foarte important alimentație adecvată si stilul de viata. De aceea, pentru a nu te confrunta cu probleme de pierdere a memoriei etc la batranete, este necesar sa ai grija de sanatatea ta inca de mic.

Sistemul nervos este format din celule nervoase conectate într-o rețea. Activitatea motrică, gândirea și fiziologia sunt complet subordonate semnalelor care sunt transmise de-a lungul ramurilor sistem nervos. Toate celulele au un nume comun - neuroni - și diferă doar prin scopul lor funcțional în corpul uman.

De ce neuronii nu se recuperează

Oamenii de știință fiziologic încă dezbat dacă este posibilă refacerea celulelor nervoase. Controversa a apărut deoarece oamenii de știință au descoperit incapacitatea unui neuron de a se reproduce. Deoarece toate celulele se reproduc prin diviziune, ele sunt capabile să creeze țesut nou în organe.

Dar neuronii, conform grup mare biologi, sunt date unei persoane o dată și pentru tot restul vieții sale, deși cu o „rezervă mare”. De-a lungul multor ani, ele mor treptat, iar funcțiile importante ale creierului pot fi pierdute din acest motiv.

Stresul, boala și rănile duc la moartea neuronilor. Alcoolismul și fumatul distrug, de asemenea, celulele nervoase, privând o persoană de o viață lungă și fructuoasă. Incapacitatea neuronilor rămași de a se reproduce prin fisiune a dus la apariția expresiei înaripate.

Punct de vedere alternativ

În ultimii 10 ani, biologii au studiat activ creierul. Oamenii de știință se confruntă cu multe provocări; efectuează experimente științifice și propun noi ipoteze.

Un grup de fiziologi nu este de acord cu punctul de vedere stabilit de majoritatea conservatorilor. Și din când în când apar rapoarte în presă că mitul despre imposibilitatea restaurării țesut nervos risipită.

Într-unul dintre experimentele de laborator cu zonele lezate ale creierului, aceștia au reușit să restabilească unii neuroni. Au apărut din celulele stem ale țesutului neural stocate în rezerve.

Procesul de formare a noilor neuroni a fost numit neurogeneza. Doar animalele adulte tinere sunt capabile de asta. Ulterior, astfel de zone au fost găsite la oameni. Doar anumite zone ale creierului pot fi restaurate, de exemplu, zonele responsabile pentru memorie și învățare.

Abilitățile creierului pot fi dezvoltate și menținute într-o stare activă pentru o lungă perioadă de timp. Acest lucru este facilitat de asimilarea cunoștințelor intelectuale și activitate fizica. Imagine sănătoasă viața oferă, de asemenea, unei persoane posibilitatea de a întâlni bătrânețea cu o minte sănătoasă și o memorie clară.

Dimpotrivă, stresul sever trebuie evitat. Bunătatea și calmul sunt o rețetă dovedită pentru o viață activă și lungă. Viitorul va arăta dacă creierul se poate recupera complet și dacă este posibil să se prelungească viata umana de zeci de ani datorită neurogenezei.

Expresie populară" Celule nervoase nu vă recuperați" este perceput de toată lumea ca un adevăr imuabil încă din copilărie. Cu toate acestea, această axiomă nu este altceva decât un mit, iar noi date științifice o infirmă.

Natura construiește o marjă foarte mare de siguranță în creierul în curs de dezvoltare: în timpul embriogenezei, se formează un mare exces de neuroni. Aproape 70% dintre ei mor înainte de a se naște copilul. Creier uman continuă să piardă neuroni după naștere, pe tot parcursul vieții. Această moarte celulară este programată genetic. Desigur, nu mor doar neuronii, ci și alte celule ale corpului. Doar toate celelalte țesuturi au o capacitate mare de regenerare, adică celulele lor se divid, înlocuindu-le pe cele moarte. Procesul de regenerare este cel mai activ în celulele epiteliale și organe hematopoietice(roșu Măduvă osoasă). Dar există celule în care genele responsabile de reproducerea prin diviziune sunt blocate. Pe lângă neuroni, aceste celule includ celule musculare cardiace. Cum reușesc oamenii să-și mențină inteligența până la o vârstă foarte înaintată dacă celulele nervoase mor și nu sunt reînnoite?

Reprezentare schematică a unei celule nervoase, sau neuron, care constă dintr-un corp cu un nucleu, un axon și mai multe dendrite

O posibilă explicație: în sistemul nervos, nu toți neuronii „funcționează” în același timp, ci doar 10% dintre neuroni. Acest fapt este adesea citat în literatura populară și chiar științifică. Am fost nevoit să discut în mod repetat această declarație cu colegii mei din țară și din străinătate. Și niciunul dintre ei nu înțelege de unde a venit această cifră. Orice celulă trăiește și „funcționează” simultan. În fiecare neuron, procesele metabolice au loc tot timpul, proteinele sunt sintetizate, iar impulsurile nervoase sunt generate și transmise. Așadar, lăsând ipoteza neuronilor „în repaus”, să ne întoarcem la una dintre proprietățile sistemului nervos și anume plasticitatea excepțională a acestuia.

Sensul plasticității este că funcțiile celulelor nervoase moarte sunt preluate de „colegii” lor supraviețuitori, care cresc în dimensiune și formează noi conexiuni, compensând funcțiile pierdute. Eficacitatea ridicată, dar nu nelimitată, a unei astfel de compensații poate fi ilustrată prin exemplul bolii Parkinson, în care are loc moartea treptată a neuronilor. Se pare că până când aproximativ 90% dintre neuroni mor în creier, simptome clinice bolile (tremurări ale membrelor, mobilitate limitată, mers instabil, demență) nu apar, adică persoana arată practic sănătoasă. Aceasta înseamnă că o singură celulă nervoasă vie poate înlocui nouă pe cele moarte.

Neuronii diferă unul de altul în mărime, ramificare dendritică și lungime a axonilor.

Dar plasticitatea sistemului nervos nu este singurul mecanism care permite menținerea inteligenței până la bătrânețe. Natura are și o opțiune de rezervă - apariția de noi celule nervoase în creierul mamiferelor adulte sau neurogeneza.

Primul raport despre neurogeneza a aparut in 1962 in prestigioasa revista stiintifica Science. Articolul a fost intitulat „Se formează noi neuroni în creierul mamiferelor adulte?” Autorul acesteia, profesorul Joseph Altman de la Universitatea Purdue (SUA), cu ajutorul curent electric a distrus una dintre structurile creierului șobolanului (corpul geniculat lateral) și a injectat-o ​​acolo substanță radioactivă, pătrunzând în celulele nou apărute. Câteva luni mai târziu, omul de știință a descoperit noi neuroni radioactivi în talamus (o regiune creierul anterior) și cortexul cerebral. În următorii șapte ani, Altman a publicat mai multe lucrări care demonstrează existența neurogenezei în creierul mamiferelor adulte. Cu toate acestea, apoi, în anii 1960, munca sa a stârnit doar scepticism în rândul oamenilor de știință; dezvoltarea lor nu a urmat.

Termenul „glia” include toate celulele țesutului nervos care nu sunt neuroni.

Și doar douăzeci de ani mai târziu, neurogeneza a fost „descoperită” din nou, dar în creierul păsărilor. Mulți cercetători de păsări cântătoare au observat că în fiecare sezon de împerechere, masculul canar Serinus canaria interpretează un cântec cu noi „genunchi”. Mai mult, nu adoptă noi triluri de la frații săi, deoarece piesele au fost actualizate chiar și izolat. Oamenii de știință au început să studieze în detaliu centrul vocal principal al păsărilor, situat într-o parte specială a creierului, și au descoperit că la sfârșitul sezonului de împerechere (pentru canari are loc în august și ianuarie), o parte semnificativă a neuronilor din centrul vocal a murit, probabil din cauza sarcinii funcționale excesive. La mijlocul anilor 1980, profesorul Fernando Notteboom de la Universitatea Rockefeller (SUA) a reușit să arate că la canarii masculi adulți procesul de neurogeneză are loc în mod constant în centrul vocal, dar numărul de neuroni produși este supus fluctuațiilor sezoniere. Vârful neurogenezei la canari are loc în octombrie și martie, adică la două luni după sezonul de împerechere. Acesta este motivul pentru care „biblioteca de înregistrări” a cântecelor canare masculine este actualizată în mod regulat.

Neuronii sunt programați genetic să migreze într-una sau alta parte a sistemului nervos, unde, cu ajutorul proceselor, stabilesc conexiuni cu alte celule nervoase.

La sfârșitul anilor 1980, neurogeneza a fost descoperită și la amfibieni adulți în laboratorul savantului de la Leningrad, profesorul A.L. Polenov.

De unde provin noii neuroni dacă celulele nervoase nu se divid? Sursa de noi neuroni atât la păsări, cât și la amfibieni s-a dovedit a fi celule stem neuronale din peretele ventriculilor creierului. În timpul dezvoltării embrionului, din aceste celule se formează celulele sistemului nervos: neuroni și celule gliale. Dar nu toate celulele stem se transformă în celule ale sistemului nervos - unele dintre ele „pândesc” și așteaptă în aripi.

Celulele nervoase moarte sunt distruse de macrofagele care intră în sistemul nervos din sânge.

Etapele formării tubului neural la embrionul uman.

S-a demonstrat că noi neuroni apar din celulele stem adulte la vertebratele inferioare. Cu toate acestea, a fost nevoie de aproape cincisprezece ani pentru a demonstra că un proces similar are loc în sistemul nervos al mamiferelor.

Progresele în neuroștiință la începutul anilor 1990 au condus la descoperirea neuronilor „nou-născuți” în creierul șobolanilor și șoarecilor adulți. Ele au fost găsite mai ales în părțile evolutive antice ale creierului: bulbii olfactiv și cortexul hipocampal, care sunt în principal responsabile de comportamentul emoțional, de răspunsul la stres și de reglarea funcțiilor sexuale la mamifere.

La fel ca la păsări și la vertebratele inferioare, la mamifere celulele stem neuronale sunt situate aproape de ventriculii laterali ai creierului. Transformarea lor în neuroni este foarte intensă. La șobolanii adulți, din celule stem se formează aproximativ 250.000 de neuroni pe lună, înlocuind 3% din toți neuronii din hipocamp. Durata de viață a unor astfel de neuroni este foarte mare - până la 112 zile. Celulele stem neuronale depășite un drum lung(aproximativ 2 cm). De asemenea, sunt capabili să migreze către bulbul olfactiv, transformându-se acolo în neuroni.

Bulbii olfactiv ai creierului mamiferelor sunt responsabili de percepție și prelucrare primară diverse mirosuri, inclusiv recunoașterea feromonilor - substanțe care, în felul lor, compoziție chimică aproape de hormonii sexuali. Comportamentul sexual la rozătoare este reglat în primul rând de producția de feromoni. Hipocampul este situat sub emisferele cerebrale. Funcțiile acestei structuri complexe sunt asociate cu formarea memoriei pe termen scurt, realizarea anumitor emoții și participarea la formarea comportamentului sexual. Prezența neurogenezei constante în bulbul olfactiv și hipocamp la șobolani se explică prin faptul că la rozătoare aceste structuri poartă principala sarcina functionala. Prin urmare, celulele nervoase din ele mor adesea, ceea ce înseamnă că trebuie reînnoite.

Pentru a înțelege ce condiții afectează neurogeneza în hipocamp și bulbul olfactiv, profesorul Gage de la Universitatea Salka (SUA) a construit un oraș în miniatură. Șoarecii s-au jucat acolo, au făcut exerciții fizice și au căutat ieșiri din labirinturi. S-a dovedit că la șoarecii „urbani” au apărut neuroni noi în multe Mai mult decât rudele lor pasive, înfundate în viața de rutină în vivarium.

Celulele stem pot fi extrase din creier și transplantate într-o altă parte a sistemului nervos, unde se transformă în neuroni. Profesorul Gage și colegii săi au efectuat mai multe experimente similare, dintre care cel mai impresionant a fost următorul. O bucată de țesut cerebral care conținea celule stem a fost transplantată în retina distrusă a ochiului unui șobolan. (Peretele interior al ochiului sensibil la lumină are o origine „nervosă”: este format din neuroni modificați - tije și conuri. Când stratul sensibil la lumină este distrus, apare orbirea.) Celulele stem cerebrale transplantate s-au transformat în neuroni retiniani, procesele lor atinse nervul optic, iar șobolanul și-a primit vederea! Mai mult, atunci când celulele stem cerebrale au fost transplantate într-un ochi nedeteriorat, nu au avut loc transformări cu ele. Probabil, atunci când retina este deteriorată, se produc unele substanțe (de exemplu, așa-numiții factori de creștere) care stimulează neurogeneza. Cu toate acestea, mecanismul exact al acestui fenomen este încă neclar.

Oamenii de știință s-au confruntat cu sarcina de a arăta că neurogeneza are loc nu numai la rozătoare, ci și la oameni. În acest scop, cercetătorii conduși de profesorul Gage au efectuat recent o muncă senzațională. Într-una din clinicile americane de oncologie, un grup de pacienți cu incurabili neoplasme maligne, lua medicamentul pentru chimioterapie bromdioxiuridină. Această substanță are proprietate importantă- capacitatea de a se acumula în celulele divizate ale diferitelor organe și țesuturi. Bromodioxiuridina este încorporată în ADN-ul celulei mamă și este reținută în celulele fiice după ce celula mamă se divide. Un studiu patologic a arătat că neuronii care conțin bromodioxiuridină se găsesc în aproape toate părțile creierului, inclusiv în cortexul cerebral. Aceasta înseamnă că acești neuroni au fost celule noi care au apărut din diviziunea celulelor stem. Constatarea a confirmat necondiționat că procesul de neurogeneză are loc și la adulți. Dar dacă la rozătoare neurogeneza are loc doar în hipocamp, atunci la om poate implica probabil zone mai mari ale creierului, inclusiv cortexul cerebral. Cercetări recente au arătat că noi neuroni din creierul adult pot fi formați nu numai din celule stem neuronale, ci și din celulele stem din sânge. Descoperirea acestui fenomen a provocat euforie în lumea științifică. Cu toate acestea, publicarea în revista Nature în octombrie 2003 a răcit în mare măsură mințile entuziaste. S-a dovedit că celulele stem din sânge pătrund de fapt în creier, dar nu se transformă în neuroni, ci se contopesc cu ei, formând celule binucleate. Apoi, „vechiul” nucleu al neuronului este distrus și este înlocuit cu „noul” nucleu al celulei stem din sânge. În corpul șobolanului, celulele stem din sânge se contopesc în principal cu celulele gigantice ale cerebelului - celulele Purkinje, deși acest lucru se întâmplă destul de rar: doar câteva celule fuzionate pot fi găsite în întreg cerebelul. Fuziunea mai intensă a neuronilor are loc în ficat și mușchiul inimii. Este încă complet neclar care este sensul fiziologic al acestui lucru. O ipoteză este că celulele stem din sânge poartă cu ele material genetic nou, care, atunci când intră în celula cerebeloasă „veche”, îi prelungește viața.

Deci, noi neuroni pot apărea din celulele stem chiar și în creierul adult. Acest fenomen este deja folosit pe scară largă pentru tratamentul diferitelor boli neurodegenerative (boli însoțite de moartea neuronilor cerebrali). Preparatele de celule stem pentru transplant sunt obținute în două moduri. Prima este utilizarea celulelor stem neuronale, care atât la embrion, cât și la adult sunt situate în jurul ventriculilor creierului. A doua abordare este utilizarea celulelor stem embrionare. Aceste celule sunt situate în masa celulară interioară pe stadiu timpuriu formarea embrionilor. Ele se pot transforma în aproape orice celulă din organism. Cea mai mare dificultate în a lucra cu celule embrionare- să-i transforme în neuroni. Noile tehnologii fac acest lucru posibil.

În unele institutii medicaleÎn Statele Unite, „biblioteci” de celule stem neuronale obținute din țesut embrionar au fost deja formate și sunt transplantate la pacienți. Primele încercări de transplant dau rezultate pozitive, deși astăzi medicii nu pot rezolva problema principală a unor astfel de transplanturi: proliferarea necontrolată a celulelor stem în 30-40% din cazuri duce la formarea tumori maligne. Nu s-a găsit încă nicio abordare care să prevină acest lucru efect secundar. Dar, în ciuda acestui fapt, transplantul de celule stem va fi, fără îndoială, una dintre principalele abordări în tratamentul bolilor neurodegenerative precum Alzheimer și Parkinson, care au devenit flagelul țărilor dezvoltate.