Bizonyára gyakran hallotta a kijelentést: "Az idegsejtek nem állnak helyre." Ezt a népszerű tévhiteket azonban a közelmúltban cáfolták a tudósok.
1999. október 15-én a Science folyóirat közzétette Elizabeth Gould és Charles Gross, a Princetoni Egyetem Pszichológiai Tanszékének munkatársainak tanulmányát. Megmutatta, hogy a nagy prímás agy naponta több ezer új idegsejtet termel az élet során. Ezt a folyamatot neurogenezisnek nevezik. Ugyanebben az évben kiderült, hogy a neurogenezist az emberi agyban is végzik. Magát a folyamatot azonban még korábban fedezték fel.
1965-ben Dzhokhev Altman tudós felfedezte egy patkány hippokampuszában (az agy része), 15 évvel később pedig a Rockefeller Egyetem munkatársa, Fernando Notteb fedezte fel a kanári szigeteken. Notteba felfedezése szerint az énekesmadarak idegsejtjei agyuk "hangközpontjában" képződnek.
Mindazonáltal annak ellenére, hogy helyreállnak az idegsejtek, nem felesleges gondoskodni az idegsejtekről, mert mint tudják, gyakran súlyos stressz, sérülés, mérgezés stb. Körülmények között pusztulnak el. Az elhalt idegsejtek működését azonban az élő sejtek veszik át. … Tehát egy egészséges idegsejt akár kilenc halottat is pótolhat.
A népszerű "idegsejtek nem gyógyulnak" kifejezést mindenki gyermekkorától kezdve megváltoztathatatlan igazságként érzékeli. Ez az axióma azonban nem más, mint mítosz, és új tudományos adatok cáfolják.
A természet nagyon nagy biztonságot jelent a fejlődő agyban: az embriogenezis során nagy a neuronfelesleg képződése. Közel 70% -uk meghal még a gyermek születése előtt. Az emberi agy születése után, az egész életen át továbbra is elveszíti az idegsejteket. Ez a sejthalál genetikailag programozott. Természetesen nemcsak az idegsejtek pusztulnak el, hanem a test más sejtjei is. Csak az összes többi szövet rendelkezik nagy regenerációs képességgel, vagyis sejtjei osztódnak, helyettesítve az elhaltakat. A regenerációs folyamat a hámsejtekben és a hematopoietikus szervekben (vörös csontvelőben) a legaktívabb. De vannak sejtek, amelyekben az osztódással történő szaporodásért felelős gének blokkolva vannak. Az idegsejtek mellett ezek a sejtek magukban foglalják a szívizom sejteket is. Hogyan sikerül az embereknek megőrizni az intelligenciát egészen idős korukig?ha az idegsejtek elpusztulnak és nem újulnak meg?
Promóciós videó:
Az egyik lehetséges magyarázat: nem minden idegsejt „működik” egyszerre az idegrendszerben, hanem csak az idegsejtek 10% -a. Erre a tényre gyakran hivatkoznak a népszerű, sőt a tudományos szakirodalomban. Ezt az állítást többször kellett megvitatnom hazai és külföldi kollégáimmal. És egyikük sem érti, honnan jött ez a szám. Bármely sejt egyszerre él és "működik". Minden idegsejtben folyamatosan zajlanak az anyagcsere folyamatok, fehérjék szintetizálódnak, idegimpulzusok keletkeznek és továbbadódnak. Ezért a "pihenő" idegsejtek hipotézisét elhagyva térjünk rá az idegrendszer egyik tulajdonságára, nevezetesen annak kivételes plaszticitására.
A plaszticitás jelentése az, hogy az elhalt idegsejtek funkcióit túlélő "kollégáik" veszik át, méretük növekedésével új kapcsolatokat hoznak létre, kompenzálva az elveszett funkciókat. Az ilyen kompenzáció magas, de nem korlátlan hatékonysága a Parkinson-kór példájával illusztrálható, amelyben az idegsejtek fokozatosan elhalnak. Kiderült, hogy amíg az agyban lévő idegsejtek körülbelül 90% -a el nem pusztul, addig a betegség klinikai tünetei (végtagok remegése, a mobilitás korlátozása, bizonytalan járás, demencia) nem jelennek meg, vagyis az illető gyakorlatilag egészségesnek tűnik. Ez azt jelenti, hogy egy élő idegsejt kilenc halottat pótolhat.
De az idegrendszer plaszticitása nem az egyetlen mechanizmus, amely érett idős korig lehetővé teszi az intelligencia megőrzését. A természetnek van egy visszaesése is - új idegsejtek megjelenése a felnőtt emlősök agyában vagy neurogenezis.
Az első jelentés a neurogenezisről 1962-ben jelent meg a rangos Science tudományos folyóiratban. A cikk címe "Új neuronok képződnek a felnőtt emlősök agyában?" Szerzője, Joseph Altman professzor a Purdue Egyetemről (USA) egy elektromos áram segítségével megsemmisítette a patkány agyának egyik szerkezetét (az oldalsó geniculáris testet), és oda injektált egy radioaktív anyagot, amely behatol az újonnan kialakuló sejtekbe. Néhány hónappal később a tudós új radioaktív neuronokat fedezett fel a thalamusban (az előagy része) és az agykéregben. A következő hét évben Altman további tanulmányokat tett közzé, amelyek bizonyítják a felnőtt emlősök agyának neurogenezisét. Munkája azonban az 1960-as években csak szkepticizmust váltott ki az idegtudósok körében, fejlődésük nem következett.
És csak húsz évvel később "újra felfedezték" a neurogenezist, de már a madarak agyában. Sok énekesmadár-kutató észrevette, hogy minden párzási időszakban a kanár kan kanos Serinus canaria új „térddel” énekel. Sőt, nem fogad új trillákat testvéreitől, mivel a dalokat elszigetelten frissítették. A tudósok elkezdték részletesen tanulmányozni a madarak fő vokális központját, amely az agy egy speciális szakaszában található, és megállapították, hogy a párzási időszak végén (a kanári szigeteken augusztusra és januárra esik) a hangközpont neuronjainak jelentős része valószínűleg a túlzott funkcionális terhelés miatt halt meg … Az 1980-as évek közepén Fernando Notteboom professzornak, a Rockefeller Egyetemről (USA) sikerült megmutatniahogy a felnőtt férfi kanárikban a neurogenezis folyamata folyamatosan zajlik az énekközpontban, de a kialakult idegsejtek száma szezonális ingadozásoknak van kitéve. A kanáriumokban a neurogenezis csúcsa októberben és márciusban következik be, vagyis két hónappal a párzási időszakok után. Éppen ezért a kanárfiú dalainak "zenei könyvtárát" rendszeresen frissítik.
Az 1980-as évek végén a felnőtt kétéltűeknél is felfedezték a neurogenezist A. L. Polenov leningrádi tudós professzor laboratóriumában.
Honnan származnak új idegsejtek, ha az idegsejtek nem osztódnak? A madarak és a kétéltűek új neuronjainak forrása kiderült, hogy az agykamrák falából származó idegsejtek. Az embrió fejlődése során ezekből a sejtekből alakulnak ki az idegrendszer sejtjei: idegsejtek és glia sejtek. De nem minden őssejt válik az idegrendszer sejtjeivé - némelyikük „elrejtőzik” és a szárnyakban vár.
Kimutatták, hogy új idegsejtek keletkeznek a felnőtt szervezet őssejtjeiből és az alsó gerincesekből. Csaknem tizenöt évbe telt bizonyítani, hogy az emlős idegrendszerében hasonló folyamat megy végbe.
Az idegtudomány fejlődése az 1990-es évek elején "újszülött" neuronok felfedezéséhez vezetett felnőtt patkányok és egerek agyában. Leginkább az agy evolúciósan ősi részeiben találták meg őket: a szaglóhagymákban és a hippocampalis kéregben, amelyek elsősorban az érzelmi viselkedésért, a stresszre adott válaszért és az emlősök szexuális funkcióinak szabályozásáért felelősek.
Csakúgy, mint a madaraknál és az alsó gerinceseknél, az emlősöknél az idegsejtek őssejtjei az agy laterális kamrái közelében helyezkednek el. Idegsejtekké történő átalakulásuk nagyon intenzív. Felnőtt patkányokban körülbelül 250 000 idegsejt képződik őssejtekből havonta, a hippocampus összes neuronjának 3% -át helyettesítve. Az ilyen idegsejtek élettartama nagyon magas - akár 112 nap. A neuronális őssejtek hosszú utat tesznek meg (kb. 2 cm). Ők is képesek a szaglógumóba vándorolni, ott neuronokká alakulva.
Az emlős agy szaglóhagymái felelősek a különféle szagok észleléséért és elsődleges feldolgozásáért, beleértve a feromonok - olyan anyagok felismerését is, amelyek kémiai összetételükben közel állnak a nemi hormonokhoz. A rágcsálók nemi viselkedését elsősorban a feromonok termelése szabályozza. A hippocampus az agyféltekék alatt helyezkedik el. Ennek a komplex struktúrának a funkciói a rövid távú memória kialakulásához, bizonyos érzelmek megvalósításához és a szexuális viselkedés kialakulásában való részvételhez kapcsolódnak. Patkányokban a szaglógumóban és a hippocampusban állandó neurogenezis jelenléte azzal magyarázható, hogy rágcsálókban ezek a struktúrák viselik a fő funkcionális terhelést. Ezért a bennük lévő idegsejtek gyakran elpusztulnak, ami azt jelenti, hogy meg kell újítani őket.
Annak érdekében, hogy megértsük, milyen körülmények befolyásolják a hippocampus és a szaglóhagyma neurogenezisét, Gage professzor, a Salk Egyetem (USA) miniatűr várost épített. Az egerek ott játszottak, testneveltek, kijáratokat kerestek a labirintusokból. Kiderült, hogy a "városi" egerekben sokkal nagyobb számban keletkeztek új idegsejtek, mint passzív rokonaiknál, egy vivárium rutinszerű életében elmerülve.
Az őssejtek eltávolíthatók az agyból, és átültethetők az idegrendszer másik részébe, ahol neuronokká válnak. Gage professzor és munkatársai számos hasonló kísérletet hajtottak végre, amelyek közül a leghatásosabb a következő volt. Az őssejteket tartalmazó agyszövet egy darabját átültették a patkányszem megsemmisült retinájába. (A szem fényérzékeny belső fala "ideges" eredetű: módosított idegsejtekből - rudakból és kúpokból áll. A fényérzékeny réteg elpusztulása esetén bekövetkezik a vakság.) Az átültetett agyi őssejtek retina neuronokká változtak, folyamataik elérték a látóideget, és a patkány visszanyerte látását! Sőt, az agy őssejtjeinek ép szembe történő átültetése során nem történt transzformáció velük. Valószínűleg, ha a retina károsodik, bizonyos anyagok keletkeznek (példáulaz úgynevezett növekedési faktorok), amelyek stimulálják a neurogenezist. Ennek a jelenségnek a pontos mechanizmusa azonban még mindig nem világos.
A tudósok azzal a feladattal szembesültek, hogy megmutassák, hogy a neurogenezis nemcsak rágcsálókban, hanem emberekben is előfordul. Ennek érdekében a kutatók Gage professzor irányításával a közelmúltban szenzációs munkát végeztek. Az egyik amerikai onkológiai klinikán gyógyíthatatlan rosszindulatú daganatokban szenvedő betegek egy csoportja a bromodioxyuridin kemoterápiás gyógyszert szedte. Ennek az anyagnak fontos tulajdonsága van - képes felhalmozódni a különféle szervek és szövetek osztódó sejtjeiben. A bróm-dioxiuridin beépül az anyasejt DNS-ébe, és az anyasejtek megosztódása után a leánysejtekben tárolódik. Kóros kutatások kimutatták, hogy a bróm-dioxiuridint tartalmazó neuronok az agy szinte minden részében megtalálhatók, beleértve az agykérget is. Tehát ezek az idegsejtek új sejtek voltak, amelyek az őssejt-osztódás során jöttek létre. A lelet feltétel nélkül megerősítette, hogy a neurogenezis folyamata felnőtteknél is előfordul. De ha rágcsálóknál a neurogenezis csak a hippocampusban fordul elő, akkor az embereknél valószínűleg az agy kiterjedtebb területeit képes megfogni, beleértve az agykérget is.
A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a felnőtt agyban új idegsejtek képződhetnek nemcsak a neuronális őssejtekből, hanem a vér őssejtjeiből is. E jelenség felfedezése eufóriát váltott ki a tudományos világban. A "Nature" folyóirat 2003. októberi publikációja azonban sok szempontból lehűtötte a lelkes elméket. Kiderült, hogy a vér őssejtjei valóban behatolnak az agyba, de ezek nem alakulnak át idegsejtekké, hanem egyesülnek velük, binukleáris sejteket alkotva. Ezután az idegsejt "régi" magja megsemmisül, és helyébe a vér őssejtjének "új" magja lép. A patkány testében a vér őssejtjei főleg egyesülnek a kisagy óriássejtjeivel - Purkinje sejtekkel, bár ez meglehetősen ritkán fordul elő: a teljes kisagyban csak néhány egyesült sejt található meg. Az idegsejtek intenzívebb fúziója a májban és a szívizomban történik. Még nem világos, hogy mi ennek az élettani jelentése. Az egyik hipotézis szerint a vér őssejtjei új genetikai anyagot hordoznak magukban, amely a "régi" kisagysejtbe jutva meghosszabbítja annak életét.
Tehát új idegsejtek keletkezhetnek az őssejtekből még a felnőtt agyban is. Ezt a jelenséget már széles körben használják különféle neurodegeneratív betegségek (olyan betegségek kezelésére, amelyek az agy neuronjainak halálával járnak). Az átültetésre szánt őssejt-készítményeket kétféle módon állítják elő. Az első a neuronális őssejtek használata, amelyek mind az embrióban, mind a felnőttekben az agy kamrai körül helyezkednek el. A második megközelítés az embrionális őssejtek alkalmazása. Ezek a sejtek a belső sejttömegben helyezkednek el az embrióképződés korai szakaszában. Képesek a test szinte bármely sejtjévé átalakulni. Az embrionális sejtekkel végzett munka legnagyobb kihívása az, hogy neuronokká alakuljanak át. Az új technológiák ezt lehetővé teszik.
Az Egyesült Államok egyes kórházai már létrehoztak "könyvtárakat" az embrionális szövetekből származó neuronális őssejtekből, és átültetik őket a betegekbe. Az első transzplantációs kísérletek pozitív eredményeket hoznak, bár manapság az orvosok nem tudják megoldani az ilyen transzplantációk fő problémáját: az őssejtek rohamos szaporodása az esetek 30-40% -ában rosszindulatú daganatok kialakulásához vezet. Eddig nem találtak megközelítést ennek a mellékhatásnak a megakadályozására. Ennek ellenére az őssejt-transzplantáció kétségtelenül az egyik fő megközelítés lesz az olyan neurodegeneratív betegségek kezelésében, mint az Alzheimer és a Parkinson, amelyek a fejlett országok csapásává váltak.
Az idegszövetet bármely életkorban helyreállítják - biztosította Harold Huther, a göttingeni egyetem híres német idegtudós professzora. - 20 éves korában a folyamat intenzív, 70 évesen - lassan. De megy.
A tudós példaként említette az idős apácák - legalább 100 éves - kanadai kollégák megfigyelését. A mágneses rezonancia képalkotás megmutatta: az agyuk rendben van - a szenilis demencia nem jelentkezik.
És az egész a professzor véleménye szerint e nők életmódjában és gondolkodásmódjában rejlik, akik szó szerint helyreállítják agyi struktúrájukat és vezetőképességüket. És hasonló csoda történik annak a ténynek köszönhető, hogy az apácák szerények, stabil elképzeléseik vannak a világ szerkezetéről, aktív élethelyzetükről és imádkoznak, remélve, hogy az embereket jobb irányba változtatják meg.
Huther kifejtette, hogy az idegsejtek fő rombolója a stressz, amely elnyomja az agy regenerálódási képességét is. És az önmagával való harmónia hozzájárul ehhez. És ezt tanácsolja a professzor ebben a tekintetben: mérje meg az álmokat a valósággal, tudja rendezni az életét, és ne menjen, ahogy mondani szokták, az áramlással, megérteni az élet értelmét - legalábbis a sajátját, erős társadalmi kapcsolatokat ápolni - jó kapcsolatot sok emberrel emberek - különösen a közeli emberek.
És tovább. Huter szerint semmi sem segíti jobban az idegsejtek regenerálódását, mint egy probléma, amelyre az ember megoldást talált. És hogy a problémák ne legyenek túl megterhelőek, a professzor javasolja, hogy tanuljanak meg valamit. Még idős korban is. Az élet ízének megőrzése.
Az idegsejtek regenerálódásának sebességét a Karolinska Intézet svéd tudósai mérték. Kiderült, hogy napi 700 új idegsejtet képes elérni.
A kutatókat … földi nukleáris kísérletek segítették, amelyeket a múlt század 50-es éveiben hajtottak végre. Ezután erősen szennyezték a környezetet radioaktív izotóppal - szén-14. De szintje csökkent, miután 1963-ban betiltották az atombombák felrobbantására a légkörben.
A földi nukleáris robbanásokat elért emberek idegsejtjei fokozott koncentrációban "szívják" az izotópot. Beágyazódik a DNS-szálakba. A tudósok az élő szövetek úgynevezett radiokarbon dátumozására használták. A Carbon-14 lehetővé tette a sejtek életkorának meghatározását. És kiderült, hogy ezek - idegsejtek - különböző időpontokban jelentek meg. Vagyis a régiekkel együtt újak is születtek.
Hasonlóképpen, a torontói egyetem kanadaiak kimutatták, hogy a szívizomsejtek képesek regenerálódni. Egy 25 éves férfi élő szivattyúja képes újszülött sejteket termelni a szervtömeg évente legfeljebb 1 százalékában. 75 éves korára a "gyár" termelékenysége 0,45 százalékra csökken. De egyáltalán nem tűnik el.
Miért nem emlékszünk alig gyermekkorunkra?
Úgy tűnik, hogy a torontói Beteg Gyermekek Kórházának neurobiológiai laboratóriumának kanadai kutatói rájöttek, hogy a legtöbb felnőtt miért nem emlékszik arra, mi történt velük életük első három évében.
"Nem arról van szó, hogy a gyerekek nem képesek az emlékek kialakításában" - mondja Katherine Akers, a tanulmány egyik szerzője. Nagyon jól formálódnak. Amikor a lányom 3 éves volt, elvittem az állatkertbe. Részletesen elmondott mindent, amit látott. Most 5 éves - egyáltalán nem emlékszik arra, hogy az állatkertben volt.
A kísérletek kimutatták, hogy a régi események kitörlődnek az emlékezetből. Az új agysejtek születése során törlődnek.
Inni és okosodni?
Ugyanezek a svéd tudósok megdöbbentő következtetésre jutottak. Ha hihetünk legújabb kutatásaik botrányos eredményeiről, a rendszeres ivásból új idegsejtek is növekednek. Nem csak bárhol, hanem fejben is nőnek - úgy tűnik, az alkoholisták testének leginkább kiszolgáltatott része.
A tudósok azonban fel vannak háborodva, nem minden olyan felhőtlen. A sejtekkel együtt növekszik az alkohol utáni vágy is. Svéd kísérletek során az egereket, nevezetesen az öntözésüket, valóban idegsejtekkel gazdagították. De ugyanakkor a vodkát kezdték inkább a víz helyett. Stephen Brin professzor, a kutatás vezetője szerint ez magyarázza azt a tényt, hogy az emberek a mérsékelt alkoholfogyasztásból meglehetősen gyorsan áttérhetnek a féktelen alkoholfogyasztásra.