Jak powiedział bohater Leonida Zbroi, powiatowy lekarz: „ głowa to ciemny obiekt, nie podlegający badaniom...". Zwarte nagromadzenie komórek nerwowych zwane mózgiem, choć od dawna badane przez neurofizjologów, naukowcom nie udało się jeszcze uzyskać odpowiedzi na wszystkie pytania związane z funkcjonowaniem neuronów.
Istota pytania
Jakiś czas temu, aż do lat 90. ubiegłego wieku wierzono, że liczba neuronów w organizmie człowieka ma stałą wartość i niemożliwe jest odtworzenie uszkodzonych komórek nerwowych mózgu w przypadku ich utraty. Po części to stwierdzenie jest rzeczywiście prawdziwe: podczas rozwoju zarodka natura tworzy ogromną rezerwę komórek.
Noworodek jeszcze przed urodzeniem traci prawie 70% uformowanych neuronów w wyniku zaprogramowanej śmierci komórki – apoptozy. Śmierć neuronów trwa przez całe życie.
Począwszy od trzydziestego roku życia proces ten jest aktywowany – człowiek traci dziennie do 50 000 neuronów. W wyniku takich ubytków mózg osoby starszej zmniejsza się o około 15% w stosunku do swojej objętości w młodości i latach dojrzałych.
Charakterystyczne jest, że naukowcy zauważają to zjawisko tylko u ludzi.- u innych ssaków, w tym naczelnych, nie obserwuje się związanego z wiekiem zmniejszenia mózgu, aw efekcie demencji starczej. Być może wynika to z faktu, że zwierzęta w naturze nie dożywają zaawansowanych lat.
Naukowcy uważają, że starzenie się tkanki mózgowej jest naturalnym procesem określonym przez naturę i jest konsekwencją nabytej przez człowieka długowieczności. Na pracę mózgu przeznaczane jest dużo energii organizmu, więc gdy nie ma potrzeby wzmożonej aktywności, natura zmniejsza energochłonność tkanki mózgowej, wydatkując energię na utrzymanie innych układów organizmu.
Dane te potwierdzają powszechne stwierdzenie, że komórki nerwowe nie regenerują się. I dlaczego, skoro organizm w normalnym stanie nie potrzebuje odnawiać martwych neuronów – jest zapas komórek, których ilość jest przeznaczona na całe życie.
Obserwacja pacjentów cierpiących na chorobę Parkinsona wykazała, że objawy kliniczne choroby pojawiają się, gdy umiera prawie 90% neuronów w śródmózgowiu odpowiedzialnych za kontrolowanie ruchów. Kiedy neurony obumierają, ich funkcje przejmują sąsiednie komórki nerwowe. Zwiększają się i tworzą nowe połączenia między neuronami.
Więc jeśli w życiu człowieka „…wszystko idzie zgodnie z planem”, neurony utracone w genetycznie włączonych ilościach nie są przywracane - po prostu nie ma takiej potrzeby.
Dokładniej, następuje tworzenie nowych neuronów. Przez całe życie stale wytwarzana jest pewna liczba nowych komórek nerwowych. Mózg naczelnych, w tym ludzi, wytwarza dziennie kilka tysięcy neuronów. Ale naturalna utrata komórek nerwowych jest wciąż znacznie większa.
Ale plan może się rozpaść. Może wystąpić śmierć neuronów. Oczywiście nie z powodu braku pozytywnych emocji, ale np. w wyniku uszkodzeń mechanicznych podczas urazów. Tutaj w grę wchodzi zdolność do regeneracji komórek nerwowych. Badania naukowców dowodzą, że przeszczep tkanki mózgowej jest możliwy, w którym nie tylko przeszczep nie zostaje odrzucony, ale wprowadzenie komórek dawcy prowadzi do odbudowy tkanki nerwowej biorcy.
Precedens Teri Wallis
Oprócz eksperymentów na myszach, przypadek Terry'ego Wallisa, który spędził dwadzieścia lat w śpiączce po ciężkim wypadku samochodowym, może służyć jako dowód dla naukowców. Krewni odmówili odłączenia Terry'ego od aparatury podtrzymującej życie po tym, jak lekarze zdiagnozowali go w stanie wegetatywnym.
Po dwudziestoletniej przerwie Terry Wallis odzyskał przytomność. Teraz potrafi już wymawiać sensowne słowa, żart. Niektóre funkcje motoryczne są stopniowo przywracane, choć komplikuje to fakt, że przez tak długi czas bezczynności wszystkie mięśnie ciała człowieka uległy zanikowi.
Badania mózgu Terry'ego Wallisa przeprowadzone przez naukowców pokazują fenomenalne zjawiska: w mózgu Terry'ego powstają nowe struktury nerwowe, które zastępują te utracone w wypadku.
Co więcej, nowe formacje mają inny kształt i lokalizację niż zwykłe. Wydaje się, że mózg wyhoduje nowe neurony tam, gdzie jest to dla niego wygodniejsze, nie próbując odtwarzać tych utraconych w wyniku urazu. Eksperymenty przeprowadzone z pacjentami w stanie wegetatywnym dowiodły, że pacjenci są w stanie odpowiadać na pytania i odpowiadać na prośby. To prawda, że można to naprawić tylko poprzez aktywność układu mózgowego za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. To odkrycie może radykalnie zmienić stosunek do pacjentów, którzy popadli w stan wegetatywny.
Wzrost liczby obumierających neuronów może przyczynić się nie tylko do sytuacji ekstremalnych, takich jak urazy mózgu. Stres, niedożywienie, ekologia - wszystkie te czynniki mogą zwiększyć liczbę traconych przez człowieka komórek nerwowych. Stan stresu ogranicza również powstawanie nowych neuronów. Stresujące sytuacje doświadczane w okresie rozwoju płodu oraz w pierwszym okresie po urodzeniu mogą powodować spadek liczby komórek nerwowych w przyszłym życiu.
Jak przywrócić neurony
Zamiast zadawać sobie pytanie, czy w ogóle można przywrócić komórki nerwowe, może warto się zastanowić – czy warto? W referacie prof. G. Huetera na Światowym Kongresie Psychiatrów mówił o obserwacji nowicjuszy klasztoru w Kanadzie. Wiele z obserwowanych kobiet miało ponad sto lat. I wszyscy wykazali się doskonałym zdrowiem psychicznym i psychicznym: w ich mózgach nie stwierdzono charakterystycznych starczych zmian zwyrodnieniowych.
Zdaniem profesora na zachowanie neuroplastyczności - zdolności do regeneracji mózgu składają się cztery czynniki:
- siła więzi społecznych i przyjacielskich relacji z bliskimi;
- zdolność uczenia się i realizacja tej zdolności przez całe życie;
- równowaga między tym, co pożądane, a tym, co jest w rzeczywistości;
- trwałe perspektywy.
Wszystkie te czynniki były dokładnie tym, co miały zakonnice.
Pomimo faktu, że neurogeneza przez długi czas była uważana za science fiction, a biolodzy zgodnie twierdzili, że nie da się przywrócić utraconych neuronów, w rzeczywistości okazało się, że wcale tak nie jest. Osoba musi po prostu trzymać się zdrowych nawyków w swoim życiu.
Neurogeneza to złożony proces, w którym ludzki mózg tworzy nowe neurony i ich połączenia.
Dla zwykłego człowieka na pierwszy rzut oka powyższy proces może wydawać się zbyt skomplikowany do zrozumienia. Jeszcze wczoraj naukowcy z całego świata wysunęli tezę, że na starość ludzki mózg traci neurony: dzielą się i jest to proces nieodwracalny.
Ponadto przyjęto, że trauma lub nadużywanie alkoholu skazuje człowieka na nieuniknioną utratę elastyczności świadomości (zręczności manewrowej i aktywności mózgu), która charakteryzuje osobę zdrową przestrzegającą zdrowych nawyków.
Ale dzisiaj zrobiono już krok w kierunku słowa, które daje nam nadzieję: a tym słowem jest — neuroplastyczność.
Tak, to absolutna prawda, że nasz mózg zmienia się z wiekiem, że uszkodzenia i złe nawyki (alkohol, tytoń) mu szkodzą. Ale mózg ma zdolność regeneracji, może odtwarzać tkanki nerwowe i mostki między nimi.
Ale aby ta niesamowita akcja się wydarzyła, człowiek musi działać, aby był aktywny i pod każdym względem stymulował naturalne zdolności swojego mózgu.
- wszystko, co robisz i o czym myślisz, reorganizuje twój mózg
- ludzki mózg waży zaledwie półtora kilograma, a jednocześnie zużywa prawie 20% całej energii dostępnej w organizmie
- wszystko, co robimy – czytamy, uczymy się, a nawet po prostu z kimś rozmawiamy – powoduje niesamowite zmiany w strukturze mózgu. To znaczy absolutnie wszystko, co robimy i o czym myślimy, jest dla dobra
- jeśli nasze codzienne życie jest wypełnione stresem lub niepokojem, który dosłownie nas przejmuje, to z reguły regiony takie jak hipokamp (związany z pamięcią) są nieuchronnie dotknięte
- mózg jest jak rzeźba utworzona z naszych emocji, myśli, działań i codziennych nawyków
- taka wewnętrzna mapa wymaga ogromnej ilości „powiązań”, połączeń, „mostów” i „autostrad”, a także silnych impulsów, które pozwalają nam pozostać w kontakcie z rzeczywistością
5 zasad stymulowania neurogenezy
1. Ćwiczenie
Aktywność fizyczna i neurogeneza są ze sobą bezpośrednio powiązane.
Za każdym razem, gdy zmuszamy nasze ciało do pracy (czy to spacer, pływanie, czy trening na siłowni), dotleniamy nasz mózg, czyli dotleniamy go.
Oprócz dostarczania czystszej, bardziej natlenionej krwi do mózgu, stymulowane są również endorfiny.
Endorfiny poprawiają nasze samopoczucie, a tym samym pozwalają walczyć ze stresem, pozwalając na wzmocnienie wielu struktur nerwowych.
Innymi słowy, każda aktywność zmniejszająca poziom stresu sprzyja neurogenezie. Musisz tylko znaleźć odpowiedni rodzaj aktywności (taniec, spacery, jazda na rowerze itp.).
2. Elastyczny umysł - silny mózg
Istnieje wiele sposobów na zachowanie elastyczności umysłu. Aby to zrobić, musisz starać się utrzymać go w stanie czuwania, wtedy będzie mógł szybko „przetworzyć” wszystkie przychodzące dane (które pochodzą ze środowiska).
Można to osiągnąć poprzez różne działania. Pomijając wyżej wymienione aktywności fizyczne, zauważamy, co następuje:
- czytanie - czytaj codziennie, to sprawia, że jesteś zainteresowany i ciekawy wszystkiego, co dzieje się wokół ciebie (a zwłaszcza nowych dyscyplin).
- nauka języka obcego.
- granie na instrumencie muzycznym.
- krytyczne postrzeganie rzeczy, poszukiwanie prawdy.
- otwartość umysłu, otwartość na wszystko wokół, socjalizację, podróże, odkrycia, hobby.
3. Dieta
Jednym z głównych wrogów zdrowia mózgu jest żywność bogata w tłuszcze nasycone. Spożywanie przetworzonej i nienaturalnej żywności spowalnia neurogenezę.
- Bardzo ważne jest, aby starać się trzymać diety niskokalorycznej. Ale jednocześnie odżywianie powinno być zróżnicowane i zrównoważone, aby nie było niedoborów żywieniowych.
- Zawsze pamiętaj, że nasz mózg potrzebuje energii, a rano np. będzie nam bardzo wdzięczny za coś słodkiego.
- Pożądane jest jednak dostarczenie tej glukozy z kawałkiem owocu lub gorzkiej czekolady, łyżką miodu lub filiżanką płatków owsianych…
- A pokarmy bogate w kwasy tłuszczowe omega-3 są bez wątpienia najbardziej odpowiednie do utrzymania i aktywacji neurogenezy.
4. Seks też pomaga.
Seks jest kolejnym wielkim architektem naszego mózgu, naturalnym motorem neurogenezy. Nie możesz odgadnąć przyczyny tego połączenia? I o to chodzi:
- Seks nie tylko rozładowuje napięcie i reguluje stres, ale także zapewnia nam potężny zastrzyk energii, który stymuluje części mózgu odpowiedzialne za pamięć.
- A hormony takie jak serotonina, dopamina czy oksytocyna, wytwarzane w chwilach intymności seksualnej z partnerem, korzystnie wpływają na tworzenie nowych komórek nerwowych.
5. Medytacja
Korzyści płynące z medytacji dla naszego mózgu są niezaprzeczalne. Efekt tyleż niesamowity, co piękny:
- Medytacja sprzyja rozwojowi pewnych zdolności poznawczych, a mianowicie uwagi, pamięci, koncentracji.
- Pozwala nam lepiej rozumieć rzeczywistość, odpowiednio ukierunkować nasze lęki i radzić sobie ze stresem.
- Podczas medytacji nasz mózg pracuje w innym rytmie: wytwarza wyższe fale alfa, które stopniowo generują fale gamma.
- Ten rodzaj fali sprzyja relaksacji, jednocześnie stymulując neurogenezę i komunikację neuronową.
Chociaż medytacji trzeba się nauczyć (zajmie to trochę czasu), pamiętaj, aby to robić, ponieważ jest to wspaniały dar dla twojego umysłu i ogólnego samopoczucia.
Podsumowując, zauważamy, że wszystkie te 5 zasad, o których mówiliśmy, wcale nie są tak skomplikowane, jak mogłoby się wydawać. Spróbuj wdrożyć je w życie i zadbaj o zdrowie swojego mózgu.
Bądź spokojny z
omg, wracaj do zdrowia
H i przez całą swoją 100-letnią historię neuronauka trzymała się dogmatu, że mózg dorosłego człowieka nie podlega zmianom. Uważano, że człowiek może tracić komórki nerwowe, ale nie nabywać nowych. Rzeczywiście, gdyby mózg był zdolny do zmian strukturalnych, jak by się zachował?
Skóra, wątroba, serce, nerki, płuca i krew mogą wytwarzać nowe komórki w miejsce uszkodzonych. Do niedawna eksperci uważali, że taka zdolność do regeneracji nie obejmuje ośrodkowego układu nerwowego, na który składa się mózg i mózg.
Jednak w ciągu ostatnich pięciu lat neuronaukowcy odkryli, że mózg zmienia się przez całe życie: powstają nowe komórki, aby radzić sobie z pojawiającymi się trudnościami. Ta plastyczność pomaga mózgowi odzyskać siły po urazie lub chorobie, zwiększając jego potencjał.
Neuronaukowcy od dziesięcioleci szukają sposobów na poprawę zdrowia mózgu. Strategia leczenia opierała się na uzupełnieniu niedoboru neuroprzekaźników – związków chemicznych przekazujących wiadomości do komórek nerwowych (neuronów). Na przykład w chorobie Parkinsona mózg pacjenta traci zdolność do wytwarzania neuroprzekaźnika dopaminy, ponieważ komórki, które ją wytwarzają, obumierają. Chemiczny „krewny” dopaminy, L-Dopa, może tymczasowo złagodzić stan pacjenta, ale go nie wyleczy. Aby zastąpić neurony, które umierają w chorobach neurologicznych, takich jak choroba Huntingtona i Parkinsona oraz w urazach, neuronaukowcy próbują wszczepiać komórki macierzyste pochodzące z embrionów. Ostatnio badacze zainteresowali się neuronami pochodzącymi z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych, które w pewnych warunkach można zmusić do utworzenia dowolnego rodzaju komórek ludzkich na szalkach Petriego.
Chociaż komórki macierzyste mają wiele zalet, należy oczywiście pielęgnować zdolność dorosłego układu nerwowego do samonaprawy. W tym celu konieczne jest wprowadzenie substancji stymulujących mózg do tworzenia własnych komórek i odbudowy uszkodzonych obwodów nerwowych.
Nowonarodzone komórki nerwowe
W latach 60-tych - 70-tych. naukowcy doszli do wniosku, że ośrodkowy układ nerwowy ssaków jest zdolny do regeneracji. Pierwsze eksperymenty pokazały, że główne gałęzie neuronów i aksonów dorosłego mózgu mogą się zregenerować po uszkodzeniu. Wkrótce odkryto narodziny nowych neuronów w mózgach dorosłych ptaków, małp i ludzi; neurogeneza.
Powstaje pytanie: skoro centralny układ nerwowy może tworzyć nowe, to czy jest w stanie wyzdrowieć w przypadku choroby lub urazu? Aby na nie odpowiedzieć, konieczne jest zrozumienie, jak przebiega neurogeneza w mózgu dorosłego człowieka i jak można ją przeprowadzić.
Narodziny nowych komórek zachodzą stopniowo. Tak zwane multipotencjalne komórki macierzyste w mózgu okresowo zaczynają się dzielić, dając początek innym komórkom macierzystym, które mogą wyrosnąć na neurony lub komórki podporowe zwane komórkami macierzystymi. Ale do dojrzewania nowonarodzone komórki muszą unikać wpływu multipotencjalnych komórek macierzystych, co udaje się tylko połowie z nich - reszta umiera. To marnotrawstwo przypomina proces, który zachodzi w organizmie przed urodzeniem i we wczesnym dzieciństwie, kiedy powstaje więcej komórek nerwowych, niż potrzeba do uformowania mózgu. Przeżywają tylko ci, którzy tworzą aktywne więzi z innymi.
To, czy młoda komórka, która przeżyła, stanie się neuronem, czy komórką glejową, zależy od tego, w której części mózgu się znajdzie i jakie procesy zajdą w tym okresie. Pełne funkcjonowanie nowego neuronu zajmuje ponad miesiąc. wysyłać i odbierać informacje. Zatem. neurogeneza nie jest jednorazowym wydarzeniem. proces. który jest regulowany przez substancje. zwane czynnikami wzrostu. Na przykład czynnik o nazwie „sonic hedgehog” (dźwiękowy jeż), odkryty po raz pierwszy u owadów, reguluje zdolność proliferacji niedojrzałych neuronów. Czynnik karb i klasa cząsteczek. zwane białkami morfogenetycznymi kości wydają się określać, czy nowa komórka staje się komórką glejową, czy nerwową. Jak tylko to nastąpi. inne czynniki wzrostu. takich jak czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego (BDNF). neurotrofiny i insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF) zaczynają wspierać żywotną aktywność komórki, stymulując jej dojrzewanie.
Scena
Nowe neurony nie powstają przypadkowo w mózgu dorosłych ssaków. najwyraźniej. powstają tylko w wypełnionych płynem pustkach w przodomózgowiu - w komorach, a także w hipokampie - strukturze ukrytej głęboko w mózgu. w kształcie konika morskiego. Neuronaukowcy udowodnili, że komórki, które mają stać się neuronami. przemieszczają się z komór do opuszek węchowych. które otrzymują informacje z komórek znajdujących się w błonie śluzowej nosa i wrażliwych na. Nikt dokładnie nie wie, dlaczego opuszka węchowa potrzebuje tak wielu nowych neuronów. Łatwiej zgadnąć, dlaczego hipokamp ich potrzebuje: ponieważ ta struktura jest ważna dla zapamiętywania nowych informacji, prawdopodobnie dodatkowych neuronów. przyczyniają się do wzmocnienia połączeń między komórkami nerwowymi, zwiększając zdolność mózgu do przetwarzania i przechowywania informacji.
Procesy neurogenezy zachodzą również poza hipokampem i opuszką węchową, na przykład w korze przedczołowej, siedlisku inteligencji i logiki. jak również w innych obszarach dorosłego mózgu i rdzenia kręgowego. Ostatnio pojawia się coraz więcej szczegółów na temat molekularnych mechanizmów kontrolujących neurogenezę oraz bodźców chemicznych, które ją regulują. i mamy prawo mieć nadzieję. że z czasem będzie można sztucznie stymulować neurogenezę w dowolnej części mózgu. Wiedząc, w jaki sposób czynniki wzrostu i lokalne mikrośrodowisko napędzają neurogenezę, naukowcy mają nadzieję opracować terapie, które będą w stanie naprawić chore lub uszkodzone mózgi.
Poprzez stymulację neurogenezy możliwa jest poprawa stanu pacjenta w niektórych schorzeniach neurologicznych. Na przykład. powodem jest zablokowanie naczyń mózgowych, w wyniku czego neurony umierają z powodu braku tlenu. Po udarze w hipokampie zaczyna rozwijać się neurogeneza, która stara się „wyleczyć” uszkodzoną tkankę mózgową za pomocą nowych neuronów. Większość nowonarodzonych komórek umiera, ale niektóre z powodzeniem migrują do uszkodzonego obszaru i zamieniają się w pełnoprawne neurony. Pomimo faktu, że to nie wystarczy, aby zrekompensować szkody w ciężkim udarze. neurogeneza może pomóc mózgowi po mikroudarach, które często pozostają niezauważone. Teraz neuronaukowcy próbują wykorzystać naczyniowo-naskórkowy czynnik wzrostu (VEGF) i czynnik wzrostu fibroblastów (FGF) w celu zwiększenia naturalnej regeneracji.
Obie substancje są dużymi cząsteczkami, które z trudem przekraczają barierę krew-mózg, tj. sieć ściśle powiązanych ze sobą komórek wyściełających naczynia krwionośne mózgu. W 1999 roku firma biotechnologiczna Wyeth-Ayerst Laboratories i Scios z Kalifornii zawiesiła badania kliniczne FGF stosowanego m.in. ponieważ jego cząsteczki nie dostały się do mózgu. Niektórzy badacze próbowali rozwiązać ten problem, łącząc cząsteczkę FGF z drugi, który wprowadził komórkę w błąd i zmusił ją do przechwycenia całego kompleksu molekuł i przeniesienia go do tkanki mózgowej. Inni naukowcy zmodyfikowali genetycznie komórki, które produkują FGF. i przeszczepiony do mózgu. Do tej pory takie eksperymenty przeprowadzano tylko na zwierzętach.
Stymulacja neurogenezy może być skuteczna w leczeniu depresji. którego główną przyczynę (oprócz predyspozycji genetycznych) uważa się za przewlekłą. ograniczenie, jak wiesz. liczba neuronów w hipokampie. Wiele produkowanych leków. pokazana w depresji. w tym prozac. wzmacniają neurogenezę u zwierząt. Co ciekawe, złagodzenie zespołu depresyjnego za pomocą tego leku zajmuje miesiąc - tyle samo. ile i za realizację neurogenezy. Może. depresja jest częściowo spowodowana spowolnieniem tego procesu w hipokampie. Potwierdziły to ostatnie badania kliniczne z wykorzystaniem technik obrazowania układu nerwowego. że u pacjentów z przewlekłą depresją hipokamp jest mniejszy niż u osób zdrowych. Długotrwałe stosowanie leków przeciwdepresyjnych. Wydaje się że. pobudza neurogenezę: u gryzoni. którym podawano te leki przez kilka miesięcy. W hipokampie narodziły się nowe neurony.
Neuronalne komórki macierzyste dają początek nowym komórkom mózgowym. Dzielą się okresowo w dwóch głównych obszarach: w komorach (fioletowy), które są wypełnione płynem mózgowo-rdzeniowym, który odżywia ośrodkowy układ nerwowy, aw hipokampie (kolor niebieski) - strukturą niezbędną do uczenia się i zapamiętywania. Z proliferacją komórek macierzystych (na dnie) powstają nowe komórki macierzyste i komórki progenitorowe, które mogą przekształcić się w neurony lub komórki podporowe zwane komórkami glejowymi (astrocyty i dendrocyty). Jednak różnicowanie nowonarodzonych komórek nerwowych może nastąpić dopiero po oddaleniu się od swoich przodków. (Czerwone strzały),że średnio tylko połowa z nich odnosi sukces, a reszta ginie. W dorosłym mózgu odkryto nowe neurony w hipokampie i opuszkach węchowych, które są niezbędne do węchu. Naukowcy mają nadzieję, że uda im się zmusić dorosły mózg do samonaprawy, powodując podziały i rozwój neuronalnych komórek macierzystych lub progenitorowych tam, gdzie jest to potrzebne.
Komórki macierzyste jako metoda leczenia
Naukowcy uważają dwa rodzaje komórek macierzystych za potencjalne narzędzie do naprawy uszkodzonych mózgów. Po pierwsze, dorosłe neuronalne komórki macierzyste: rzadkie pierwotne komórki zachowane z wczesnych stadiów rozwoju embrionalnego, znalezione w co najmniej dwóch obszarach mózgu. Mogą dzielić się przez całe życie, dając początek nowym neuronom i komórkom podporowym zwanym glejem. Drugi typ to ludzkie embrionalne komórki macierzyste, izolowane z zarodków na bardzo wczesnym etapie rozwoju, kiedy cały zarodek składa się z około stu komórek. Te embrionalne komórki macierzyste mogą dać początek dowolnej komórce w ciele.
Większość badań monitoruje wzrost neuronalnych komórek macierzystych w naczyniach hodowlanych. Mogą się tam dzielić, być znakowane genetycznie, a następnie przeszczepiane z powrotem do dorosłego układu nerwowego. W eksperymentach, które do tej pory przeprowadzano tylko na zwierzętach, komórki dobrze się zakorzeniają i mogą różnicować w dojrzałe neurony w dwóch obszarach mózgu, w których normalnie dochodzi do powstawania nowych neuronów - w hipokampie iw opuszkach węchowych. Jednak w innych obszarach nerwowe komórki macierzyste pobrane z dorosłego mózgu powoli stają się neuronami, chociaż mogą stać się glejem.
Problem z dorosłymi nerwowymi komórkami macierzystymi polega na tym, że wciąż są niedojrzałe. Jeśli dorosły mózg, do którego są przeszczepione, nie generuje sygnałów niezbędnych do stymulacji ich rozwoju w określony rodzaj neuronu – takiego jak neuron hipokampa – albo umrą, staną się komórkami glejowymi, albo pozostaną niezróżnicowanymi komórkami macierzystymi. Aby rozwiązać ten problem, konieczne jest określenie, jakie sygnały biochemiczne powodują, że neuronalna komórka macierzysta staje się neuronem tego typu, a następnie ukierunkowanie rozwoju komórki tą drogą bezpośrednio w szalce hodowlanej. Oczekuje się, że po przeszczepieniu do danego obszaru mózgu komórki te pozostaną neuronami tego samego typu, utworzą połączenia i zaczną funkcjonować.
Nawiązywanie ważnych połączeń
Ponieważ od momentu podziału neuronalnej komórki macierzystej do momentu włączenia jej potomka do obwodów czynnościowych mózgu mija około miesiąca, o roli tych nowych neuronów w neuronach decyduje prawdopodobnie nie tyle pochodzenie komórki, co jak nowe i istniejące komórki łączą się ze sobą (tworząc synapsy) oraz z istniejącymi neuronami, tworząc obwody nerwowe. W procesie synaptogenezy tak zwane kolce na wyrostkach bocznych lub dendrytach jednego neuronu są połączone z główną gałęzią lub aksonem innego neuronu.
Ostatnie badania pokazują, że kolce dendrytyczne (na dnie) mogą zmienić swój kształt w ciągu kilku minut. Sugeruje to, że synaptogeneza może leżeć u podstaw uczenia się i pamięci. Jednokolorowe mikrofotografie mózgu żywej myszy (czerwony, żółty, zielony i niebieski) zostały zabrane w odstępie jednego dnia. Wielokolorowy obraz (po prawej stronie) to te same zdjęcia nałożone na siebie. Niezmienione obszary wydają się prawie białe.
Pomóż mózgowi
Inną chorobą prowokującą neurogenezę jest choroba Alzheimera. Jak wykazały ostatnie badania, w narządach myszy. którym wprowadzono geny osoby dotkniętej chorobą Alzheimera. stwierdzono różne odchylenia neurogenezy od normy. W wyniku tej interwencji zwierzę produkuje nadprodukcję zmutowanej postaci prekursora ludzkiego peptydu amyloidowego, a poziom neuronów w hipokampie spada. I hipokamp myszy ze zmutowanym ludzkim genem. kodujący białko prezenilinę. miał niewielką liczbę dzielących się komórek i. odpowiednio. mniej neuronów, które przeżyły. Wstęp FGF bezpośrednio do mózgów zwierząt osłabiona tendencja; stąd. Czynniki wzrostu mogą być dobrym lekarstwem na tę wyniszczającą chorobę.
Kolejnym etapem badań są czynniki wzrostu, które kontrolują poszczególne etapy neurogenezy (tj. narodziny nowych komórek, migrację i dojrzewanie młodych komórek), a także czynniki hamujące każdy etap. Do leczenia chorób takich jak depresja, w których zmniejsza się liczba dzielących się komórek, konieczne jest znalezienie substancji farmakologicznych lub innych metod oddziaływania. nasilenie proliferacji komórek. Najwyraźniej z epilepsją. rodzą się nowe komórki. ale potem migrują w złym kierunku i trzeba je zrozumieć. jak skierować „zmylone” neurony we właściwym kierunku. W złośliwym glejaku mózgu komórki glejowe namnażają się i tworzą śmiercionośne, rosnące guzy. Chociaż przyczyny glejaka nie są jeszcze jasne. Niektórzy wierzą. że wynika to z niekontrolowanego wzrostu komórek macierzystych mózgu. Glejak można leczyć naturalnymi związkami. regulujące podział takich komórek macierzystych.
W leczeniu udaru ważne jest, aby się dowiedzieć. jakie czynniki wzrostu zapewniają przeżycie neuronów i stymulują przemianę niedojrzałych komórek w zdrowe neurony. Z takimi chorobami. jak choroba Huntingtona. stwardnienie zanikowe boczne (ALS) i choroba Parkinsona (w której umierają bardzo specyficzne typy komórek, co prowadzi do rozwoju specyficznych objawów poznawczych lub motorycznych). proces ten zachodzi najczęściej, ponieważ komórki. z którymi związane są te choroby, znajdują się na ograniczonych obszarach.
Powstaje pytanie: jak kontrolować proces neurogenezy pod wpływem tego czy innego rodzaju, aby kontrolować liczbę neuronów, skoro ich nadmiar też jest niebezpieczny? Na przykład w niektórych postaciach padaczki neuronalne komórki macierzyste dzielą się nawet po tym, jak nowe neurony utraciły zdolność tworzenia użytecznych połączeń. Neuronaukowcy sugerują, że „niewłaściwe” komórki pozostają niedojrzałe i trafiają w niewłaściwe miejsce. tworząc tzw. oficjalna dysplazja korowa (FCD), generująca wyładowania padaczkowopodobne i wywołująca napady padaczkowe. Możliwe, że wprowadzenie czynników wzrostu w udarze. Choroba Parkinsona i inne choroby mogą powodować zbyt szybkie podziały nerwowych komórek macierzystych i prowadzić do podobnych objawów. Dlatego naukowcy powinni najpierw zbadać zastosowanie czynników wzrostu do indukowania narodzin, migracji i dojrzewania neuronów.
W leczeniu urazu rdzenia kręgowego ALS lub komórki macierzyste muszą zostać zmuszone do produkcji oligodendrocytów, rodzaju komórek glejowych. Są one niezbędne do komunikacji między neuronami. ponieważ izolują długie aksony przechodzące z jednego neuronu do drugiego. zapobieganie rozpraszaniu sygnału elektrycznego przechodzącego przez akson. Wiadomo, że komórki macierzyste w rdzeniu kręgowym mają zdolność okresowego wytwarzania oligodendrocytów. Naukowcy wykorzystali czynniki wzrostu do stymulacji tego procesu u zwierząt z urazem rdzenia kręgowego i uzyskali pozytywne wyniki.
Ładowanie dla mózgu
Jedną z ważnych cech neurogenezy w hipokampie jest to, że jednostka może wpływać na tempo podziału komórek, liczbę przeżywających młodych neuronów i ich zdolność do integracji z siecią nerwową. Na przykład. kiedy dorosłe myszy są przenoszone ze zwykłych i ciasnych klatek do bardziej komfortowych i przestronnych. mają znaczny wzrost neurogenezy. Naukowcy odkryli, że ćwiczenie myszy na bieżni wystarczyło, aby podwoić liczbę dzielących się komórek w hipokampie, prowadząc do dramatycznego wzrostu liczby nowych neuronów. Co ciekawe, regularne ćwiczenia mogą złagodzić depresję u ludzi. Może. jest to spowodowane aktywacją neurogenezy.
Jeśli naukowcy nauczą się kontrolować neurogenezę, nasze rozumienie chorób i urazów mózgu zmieni się diametralnie. Do leczenia będzie można stosować substancje, które selektywnie stymulują określone etapy neurogenezy. Działanie farmakologiczne będzie połączone z fizjoterapią, która wzmaga neurogenezę i stymuluje określone obszary mózgu do integrowania w nie nowych komórek. Uwzględnienie związku między neurogenezą a stresem psychicznym i fizycznym zmniejszy ryzyko chorób neurologicznych i wzmocni naturalne procesy naprawcze w mózgu.
Stymulując wzrost neuronów w mózgu, zdrowi ludzie będą mogli poprawić kondycję swojego organizmu. Jednak jest mało prawdopodobne, aby lubili zastrzyki z czynników wzrostu, które po wstrzyknięciu do krwiobiegu z trudem przenikają przez barierę krew-mózg. Dlatego eksperci szukają leków. które można wytwarzać w postaci tabletek. Taki lek będzie stymulował pracę genów kodujących czynniki wzrostu bezpośrednio w ludzkim mózgu.
Możliwa jest również poprawa aktywności mózgu poprzez terapię genową i przeszczep komórek: sztucznie wyhodowanych komórek, które wytwarzają określone czynniki wzrostu. można wszczepić w określone obszary ludzkiego mózgu. Proponuje się również wprowadzenie do organizmu człowieka genów kodujących produkcję różnych czynników wzrostu i wirusów. zdolne do dostarczania tych genów do pożądanych komórek mózgowych.
To nie jest jeszcze jasne. która z metod będzie najbardziej obiecująca. Badania na zwierzętach pokazują. że stosowanie czynników wzrostu może zakłócić normalne funkcjonowanie mózgu. Procesy wzrostu mogą powodować powstawanie guzów, a przeszczepione komórki mogą wymknąć się spod kontroli i sprowokować rozwój raka. Takie ryzyko może być uzasadnione jedynie w ciężkich postaciach choroby Huntingtona. Alzheimera czy Parkinsona.
Najlepszym sposobem na pobudzenie aktywności mózgu jest intensywna aktywność intelektualna połączona ze zdrowym trybem życia: aktywność fizyczna. dobre jedzenie i dobry wypoczynek. Jest to również potwierdzone eksperymentalnie. że na połączenia w mózgu ma wpływ środowisko. Może. pewnego dnia w domach i biurach ludzie stworzą i utrzymają specjalnie wzbogacone środowisko, aby poprawić funkcjonowanie mózgu.
Jeśli uda się zrozumieć mechanizmy samoleczenia układu nerwowego, to w niedalekiej przyszłości naukowcy opanują metody. co pozwala na wykorzystanie zasobów własnego mózgu do jego przywrócenia i ulepszenia.
Freda Gage'a
(W świecie pająków, nr 12, 2003)