Регенерируют ли нейроны?

У нейронов регенерирует? Всегда считалось, что нет. Кажется, что большинство наших нейронов рождаются, когда мы все еще в утробе матери, и с течением времени они не размножаются, но постепенно умирают.

Однако это не было поводом для беспокойства в обычных ситуациях. Распространено потерять большое количество нейронов каждый день, что становится патологическим, чрезмерная потеря, как то, что происходит при деменции.

Но потеря нейронов, которая считается нормальной, не влияет на наши когнитивные способности. Фактически, нейроны непрерывно реорганизуют свои связи, чтобы всегда обеспечивать наиболее полезные в любой момент и отбрасывать ненужные.

Но что, если я скажу вам, что были найдены доказательства того, что нейроны регенерируют? Знаете ли вы, что есть определенные области нашего мозга, в которых эти клетки размножаются, даже если мы взрослые?

Регенерация нейронов в гиппокампе

Похоже, что у большинства млекопитающих нейроны регенерируются в гиппокампе и обонятельной луковице. Гиппокамп необходим для обучения, памяти и пространственной ориентации, а обонятельная луковица придает смысл информации, которая отражает наше обоняние..

Это имеет смысл, потому что объяснение, данное нашему мозгу, производящему новые нейроны, состоит в том, что ему необходимо поддерживать набор клеток со специфическими свойствами, но они длятся ограниченное время. Кроме того, они необходимы, потому что они специализируются на проведении очень специфической нейронной обработки.

По-видимому, многочисленные исследования утверждают, что нейроны рождаются в части бокового желудочка, а затем мигрируют в обонятельную луковицу. Там они будут интегрироваться с существующими клетками и участвовать в обонятельной памяти и в формировании страха через запах.

Они также могут мигрировать в зубчатую извилину гиппокампа, приобретая важную роль в пространственном обучении и вспоминая контекстные сигналы..

Люди отличаются от других млекопитающих тем, что они не имеют регенерации в обонятельной луковице. Однако было показано, что эта регенерация происходит в гиппокампе. Кажется, это объясняет, почему мы не так зависимы от обоняния, как другие животные, в то время как у нас более высокая степень когнитивной адаптации.

До 1998 года уже было известно, что у грызунов и взрослых обезьян был нейрогенез (рождение новых нейронов). Но и у людей?

В том же году Эрикссон и его команда первыми продемонстрировали, что в гиппокампе человека происходит регенерация нейронов. Они использовали ткани головного мозга человека после смерти, доказав, что на протяжении всей жизни нейроны размножаются в зубчатой ​​извилине.

Таким образом, клетки гиппокампа имеют ежегодную скорость обновления 1,75%.

Тем не менее, нейрогенез человека в коре головного мозга происходит только в нашем раннем развитии и не остается в зрелом возрасте.

Регенерация нейронов в стриатуме

В 2014 году группа ученых из Каролинского института обнаружила, что в мозге взрослых людей наблюдается нейрогенез.

Эти исследователи обнаружили нейробласты в стенке нашего бокового желудочка. Можно сказать, что нейробласты - это примитивные клетки, которые еще не эволюционировали, и что в будущем они будут дифференцироваться в нейроны или глиальные клетки..

Но это еще не все, они также обнаружили, что эти нейробласты растут и интегрируются в соседнюю область: поперечно-полосатое ядро. Эта часть нашего мозга имеет основополагающее значение для контроля наших движений, и повреждение в этом месте может привести к двигательным изменениям, таким как дрожь и тики.

Фактически, те же авторы обнаружили, что при болезни Хантингтона, где имеется двигательный дефицит, нейроны практически не регенерируются в стриатуме. Кроме того, на поздних стадиях заболевания регенерация полностью прекращается.

Регенерация в других областях мозга

Есть авторы, которые обнаружили регенерацию нейронов у взрослых в других нетрадиционных областях, таких как неокортекс, грушевидная кора и лимбические структуры, такие как миндалина, гипоталамус или преоптическая область. Последние играют важную роль в социальном поведении.

Однако есть исследователи, которые получили противоречивые результаты или использовали неточные методы, которые смогли изменить результаты. Поэтому необходимо продолжить расследование, чтобы подтвердить эти выводы.

С другой стороны, необходимо упомянуть, что у людей сложно изучать регенерацию нейронов по существующим этическим ограничениям. По этой причине, есть больше достижений в области животных.

Однако была разработана неинвазивная методика, называемая магнитно-резонансной спектроскопией, которая может исследовать существование клеток-предшественников в мозге человека..

Есть надежда, что в будущем эти методы могут быть усовершенствованы, чтобы узнать больше о нейрогенезе у взрослых людей..

Факторы, которые усиливают регенерацию нейронов у взрослых

- Обогащенная среда и физическая активность

Кажется, что более сложная среда увеличивает возможности для жизненного опыта и производит сенсорную, когнитивную, социальную и моторную стимуляцию.

Этот факт, по-видимому, не увеличивает нейрогенез, но он увеличивает выживаемость клеток гиппокампа у грызунов и уровень их специализации..

Однако было показано, что только добровольная физическая активность увеличивает нейрогенез в дополнение к выживанию этих клеток у взрослых мышей..

Если мы рассматриваем обогащенную среду как более широкие возможности для обучения, было подтверждено, что само обучение является решающим в нейрогенезе гиппокампа..

- Задачи обучения

В исследовании, проведенном в 1999 году Гулдом и др., Было показано, что обучение усиливает нейрогенез в гиппокампе. Они отмечали новые клетки у крыс и наблюдали, куда они направляются, выполняя различные учебные задания..

Таким образом, они подтвердили, что количество регенерированных нейронов удвоилось в зубчатой ​​извилине, когда крысы выполняли задачи обучения, в которых участвовал гиппокамп. В то время как в деятельности, в которой гиппокамп не участвовал, это увеличение не происходило.

Это подтверждается в других исследованиях, таких как Shors et al. в 2000 году, или как у Van Praag и др. (2002), хотя они добавляют, что новые клетки развиваются и становятся зрелыми функциональными клетками, подобными тем, которые уже существуют в зубчатой ​​извилине.

Что касается учебной деятельности, в которой участвует гиппокамп, мы находим: кондиционирование мерцания, предпочтительно пищи, или изучение космической навигации..

- Социальные взаимодействия

В интересном исследовании Lieberwirth & Wang (2012) было установлено, что положительные социальные взаимодействия (такие как спаривание) усиливают нейрогенез у взрослых в лимбической системе, тогда как отрицательные взаимодействия (такие как изоляция) уменьшают его.

Однако эти результаты должны быть сопоставлены с новыми исследованиями, которые должны быть подтверждены.

- Нейротрофические факторы

О веществами, способствующими росту нервов, могут быть такие, как BDNF (нейротрофический фактор, происходящий из мозга), CNTF (цилиарный нейротрофический фактор), IGF-1 (инсулиноподобный фактор роста I типа) или VEGF (эндотелиальный фактор роста сосудистый).

- нейромедиаторы

Существуют определенные типы нейротрансмиттеров, которые регулируют пролиферацию клеток.

Например, ГАМК, которая является ингибиторной, регулирует нейрогенез гиппокампа. Точнее говоря, он уменьшает его, но в то же время увеличивает интеграцию новых нейронов с предыдущими.

Другой нейромедиатор, глутамат, уменьшает регенерацию нейронов. Как будто вы вводите вещество с противоположным эффектом (антагонист), регенерация снова увеличивается.

С другой стороны, серотонин усиливает нейрогенез в гиппокампе, а его отсутствие уменьшает его.

- антидепрессанты

В исследовании Malberg et al. (2000) было показано, что длительное воздействие антидепрессантов увеличивает пролиферацию клеток в гиппокампе. Однако это было доказано только у крыс.

Факторы, которые ингибируют регенерацию нейронов у взрослых

- стресс

Многочисленные исследования показывают, что увеличение стресса вызывает значительное снижение нейрональной регенерации гиппокампа.

Кроме того, если стресс является хроническим, он снижает как нейрогенез, так и выживаемость этих клеток..

- стероид

Кортикостероиды, такие как глюкокортикоиды, которые высвобождаются во время реакции на стресс, вызывают снижение нейрогенеза гиппокампа. Противоположность происходит, если уровни этого вещества уменьшены.

Нечто подобное происходит и с гонадными стероидами. На самом деле, у женщин пролиферация нейронов варьирует в зависимости от уровня стероидов в каждой фазе гормонального цикла..

При назначении самкам эстрогена в течение менее 4 часов пролиферация нейронов увеличивается. Однако, если администрация продолжается до 48 часов, это распространение подавляется.

- Социальная изоляция

Похоже, что социальная недостаточность, такая как изоляция, снижает регенерацию и выживание нейронов у животных, таких как обезьяны, мыши, крысы и землеройки..

- Злоупотребление наркотиками

Было продемонстрировано снижение нейрогенеза и выживаемости клеток из-за хронического употребления алкоголя, кокаина, экстази, никотина и опиоидов..

ссылки

1. Эрикссон П.Т., Екатерина П., Бьорк-Эрикссон Т., Алборн А.М., Нордборг К., Петерсон Д.А. & Gage, F.H. (1998). Нейрогенез в гиппокампе взрослого человека. Медицина Природы, 4, 1313-1317.
2.  Ernst, A.A., Alkass, K.A., Bernard, S.A., Salehpour, M.A., Perl, S.A., Tisdale, J.A., & ... Упсала университет, T.O. (2014). Нейрогенез в полосатом теле мозга взрослого человека. Cell, 1072.
3. Гулд Э., Бейлин А., Танапат П., Ривз А. и Шорс Т.Дж. (1999). Обучение усиливает нейрогенез у взрослых в формировании гиппокампа. Nature Neuroscience, 2, 260 - 265.
4. Lieberwirth, C. & Wang, Z. (2012). Социальная среда и нейрогенез в мозге взрослого млекопитающего. Передний гул. Neurosci., 6, pp. 1-19.
5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu Y., Zhang Z. & Wang, Z. (2016). Нейрогенез взрослого гиппокампа: его регуляция и потенциальная роль в пространственном обучении и памяти. Исследование мозга, 1644: 127-140. 
6. Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. (2000). Лечение хроническими антидепрессантами усиливает нейрогенез в гиппокампе взрослых крыс. J. Neurosci., 20, pp. 9104-9110.
7. Shors, T.J., Miesegaes, G., Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T. & Gould, E. (2001). Нейрогенез у взрослого человека участвует в формировании следов воспоминаний. Природа, 410 (6826), 372.
8. Ван Прааг Х., Шиндер А.Ф., Кристи Б.Р., Тони Н., Палмер Т.Д., Гейдж Ф.Х. (2002). Функциональный нейрогенез в гиппокампе у взрослых. Природа; 415 (6875): 1030-4.
9. Yuan, T., Li, J., Ding, F. & Arias-Carrion, O. (2014). Свидетельство нейрогенеза у взрослых приматов, кроме человека. Исследование клеток и тканей, (1), 17.