Нервные клетки мозга с 1928 года носят клеймо, данное им испанским нейрогистологом Сантьяго Рамон-И-Халемом : нервные клетки не восстанавливаются . В первой половине XX века было логично прийти к такому выводу, так как к этому времени учёные знали лишь то, что мозг в процессе жизни уменьшается в объёме, а нейроны не могут делиться. Но наука не стоит на месте, и с тех пор в области нейробиологии сделана масса открытий. Оказывается, отмирание нервных клеток мозга такой же постоянный и естественный процесс, как и их обновление: в разных участках нервной ткани восстановление происходит со скоростью от 15 до 100% в год. На основании существующих сегодня данных, учёные смело могут сказать: нервные клетки восстанавливаются , и это научно доказанный факт. В истинности данного суждения мы попробуем разобраться на страницах нашего электронного журнала.

Нервные клетки мозга не восстанавливаются: первое опровержение

Нервные клетки мозга стали заложниками научного авторитета. Сегодня уже ставшее крылатым утверждение испанского учёного многие люди с самого детства воспринимают как истину. А всё почему? Будучи нобелевским лауреатом 1906 года, Сантьяго Рамон-И-Халем пользовался большим уважением у современников. Поэтому его предположение о не восстановлении нервных клеток долгое время никто не решался опровергнуть. И лишь к концу прошлого столетия (только к 1999 году) сотрудники факультета психологии Принстонского университета Элизабет Гоулд и Чарлз Гросс доказали с помощью эксперимента, что зрелый мозг может продуцировать новые нейроны в количестве нескольких тысяч в день, причём этот процесс, именуемый нейрогенезом, происходит в течение всей жизни. Результаты исследований учёные опубликовали в авторитетном журнале «Science ».

designua / bigstock.com

Нейробиология – прогресс через 100 лет

Опыты учёные проводили на обезьянах – генетически похожих на людей предках. Чтобы обнаружить новые нервные клетки мозга, Гоулд и Гросс ввели приматам специальное вещество-метку BrdU. Отметим, что эта метка включается исключительно в ДНК тех клеток, которые активно делятся. После инъекции, в разное время (от 2 часов до 7 дней), исследователи тестировали кору головного мозга подопытных.

Исполнение когнитивных функций заставляет нейроны делиться

Новые клетки с ДНК, содержащие BrdU, были обнаружены в трех разных зонах головного мозга из четырёх тестируемых: в префронтальной, темпоральной и задней париетальной областях. Известно, что все эти области отвечают за когнитивные функции, то есть планирование, реализацию кратковременной памяти, узнавание объектов и лиц и пространственную ориентацию. Интересно, что ни одной новой клетки не образовалось в стриальной коре, которая ответственна за самые первые, более примитивные, операции, связанные с визуальным анализом. В связи с этим, Гоулд и Гросс предположили, что новые клетки могут быть важны для процесса обучения и памяти, являясь чистыми «листами бумаги», на которых записывается новая информация и новые навыки.

Но это ещё не всё

Наблюдения за «новичками» показали наличие у них длинных отростков – аксонов, а также способность узнавать определенные белки, которые являются нейроноспецифичными. За счёт этого учёные смогли сделать вывод, что вновь образованные клетки обладают всеми характеристиками нейронов.

designua / bigstock.com

Нейрогенезис существует. Окончательные результаты исследований Гоулд и Гросса

Как пояснили Гоулд и Гросс, новые клетки начинали размножаться в области мозга, которая называется субвентрикулярная зона (svz), и уже оттуда мигрировали в кору – к местам их постоянного пребывания, где и созревали до взрослого состояния.

Другими учёными уже было установлено, что svz – источник нейрональных стволовых клеток, – клеток, которые могут дать жизнь любой специализированной клетке нервной системы

Результаты исследований Гоулд и Гросса свидетельствуют о том, что нейрогенезис есть, и он играет очень важную роль в реализации высшей нервной деятельности головного мозга.

Гэйдж и Эриксон: нервные клетки мозга появляются в гиппокампе

Исследования Фреда Гэйджа из Салковского института биологических исследований (Калифорния) и Питера Эриксона из Салгренского университета (Швеция) подтвердили возможность появления новых нервных клеток в гиппокампе взрослых приматов, включая человека.

Гиппокамп – часть лимбической системы головного мозга. Участвует в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти (то есть перехода кратковременной памяти в долговременную)

Учёные изъяли гиппокампальную ткань у пяти пациентов, которые умерли от рака. В своё время этим пациентам ввели инъекцию BrdU, чтобы найти раковые клетки. Гэйжд и Эриксон у всех умерших обнаружили большое количество нейронов, помеченных BrdU в гиппокампальной ткани. Важно, что возраст этих людей перед смертью был в пределах 57-72 лет. Это доказывает не только то, что нервные клетки восстанавливаются, но и то, что они образуются в гиппокампе в течение всей жизни человека.

Аутоиммунные лейкоциты восстанавливают нервные клетки. Исследование израильских учёных

К 2006 году появилось много доказательств того, что нервные клетки всё-таки восстанавливаются. Но никто, кроме израильских учёных, прежде не задавался вопросом: а как мозг узнаёт, что пора начать процесс регенерации?

Озадачившись этим вопросом, исследователи перебрали все виды клеток, которые были обнаружены ранее в голове у людей. Успешным оказалось изучение одного из подвидов лейкоцитов – Т-лимфоцитов. Специалисты предположили, что эти аутоиммунные лейкоциты, в основе которых лежат реакции иммунитета, направленные против собственных органов или тканей, занимаются не разрушением, а восстановлением нервной ткани.

Учёные сделали предположение, исходя из факта, что при повреждениях нервной ткани аутоиммунные Т-лимфоциты помогают собственным лейкоцитам – резидентам мозга. Они вместе уничтожают вредные вещества, образующиеся в поврежденных участках.

Верна ли теория?

Чтобы проверить теорию, группа во главе с профессором Шварц, провела три серии экспериментов с мышами. Животных помещали в среду, стимулирующую их умственную и физическую активность. Для объективности результатов использовались три вида животных.

У здоровых мышей во время опытов начиналось усиленное формирование нервных клеток в гиппокампе – области головного мозга, отвечающей за память (это опять же доказывает верность исследований Гэйджа и Эриксона). Затем ученые повторили эксперимент, только с мышами, страдающими серьезной лейкопенией - дефицитом лейкоцитов (в том числе Т-лимфоцитов) в крови. У них в аналогичных условиях образовалось значительно меньше новых нервных клеток. Третий эксперимент провели на мышах, обладающих всеми важными лейкоцитами, за исключением T-лимфоцитов. И получили результат, идентичный второй части экспериментов.

Пониженное формирование нервных клеток подтвердило, что T-лимфоциты - существенные факторы нейрогенезиса. Причем способствовали формированию новых нейронов именно T-лимфоциты – аутоиммунные «убийцы клеток». Именно они отдавали первичную команду на восстановление нервных клеток. Для подтверждения своего вывода ученые ввели T-лимфоциты мышам с лейкопенией. И процесс формирования клеток мозга ускорился.

Восстанавливается по 700 нейронов в день. Исследования шведских учёных

Скорость, с которой восстанавливаются нервные клетки, измерили шведские ученые из Каролинского института. Оказалось, что она может достигать 700 новых нейронов в день.

К такому выводу учёные пришли в результате долгих исследований. Специалистов заинтересовала ситуация, происходившая в 50-е годы прошлого столетия. В это время проводились наземные ядерные испытания. Тогда они сильно навредили не только окружающей среде, выпустив в атмосферу радиоактивный изотоп – углерод-14, но и нанесли ущерб здоровью человека.

Научные сотрудники изучили нервные клетки людей, заставших испытания. Как выяснилось, они впитали в себя изотоп в повышенной концентрации, и он навсегда встроился в цепочки ДНК. Углерод-14 позволил определить возраст клеток. Выяснилось, что нервные клетки появлялись в разное время. А это значит, в течение всей жизни, наряду со старыми, рождались и новые.

И старость может быть в радость

На прошедшем недавно в Санкт-Петербурге Всемирном конгрессе психиатров известный немецкий нейробиолог профессор Геттингенского университета Гарольд Хютер заверил:

«Нервная ткань восстанавливается в любом возрасте. В 20 лет процесс идет интенсивно, а в 70 – медленно. Но идет».

Ученый привел в пример наблюдения канадских коллег за монахинями преклонного возраста. Специалисты наблюдали за женщинами 100 и более лет. Исследования их головного мозга на магнитно-резонансной томографии показали, что всё в порядке, и никаких проявлений старческого слабоумия нет.

По словам немецкого профессора, всё дело в образе жизни и мышлении этих женщин, которые постоянно чему-то учатся и учат. Монахини по своей натуре скромны и имеют устойчивые представления об устройстве мира. Они придерживаются активной жизненной позиции и молятся, рассчитывая изменить людей к лучшему. Впрочем, как утверждает Гарольд Хютер, таких результатов может добиться каждый, ухаживающий за собой, человек.

Итак, данные результаты исследований, которые свидетельствуют о том, что нервные клетки всё-таки восстанавливаются, помогают развеять не только народный миф. Они открывают новые пути лечения таких заболеваний нервной системы, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона.

Известно, что эти заболевания характеризуются тем, что нервные клетки либо погибают, либо теряют свою функцию. Недуг начинает прогрессировать, когда потеря нейронов достигает критического уровня. Возможно, с помощью научных открытий в области нейробиологии ученым удастся найти способы воздействия на нейрогенез. А значит, появится возможность помочь людям, мучающимся от «нервных» болезней, искусственно активировав производство новых нейронов в определенных областях мозга.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Дата публикации или обновления 25.03.2017

Так восстанавливаются ли нервные клетки

В журнале «Наука и жизнь» (№ 2, 1982 г.) был опубликован ответ доктора биологических наук Б. Медникова на вопрос читателя В. Сигала: восстанавливаются ли нервные клетки и почему в процессе эволюции не выработалась их регенерация.

Ответ Б. Медиикова, касающийся деления нейронов, вызвал новые вопросы читателей.

Публикуем выступления доктора биологических наук Б. Медникова, профессора Г. Коблова, высказывающего свою точку зрения, ие совпадающую с мнением большинства ученых, и доктора биологических наук Н. Косицына.

Доктор биологических наук Б. Медников

Ответ на письмо читателя В. Сигала неожиданно вызвал бурную читательскую реакцию. Авторы писем, на мой взгляд, смешивают два разных процесса. Первый из них - восстановление нервных связей, и именно он и интересует читателей с травмами нервной системы (Ритуальные услуги).

Нервные связи даже в таких тяжелых случаях, как разрыв нерва, перелом позвоночника, могут полностью или частично восстановиться, но не за счет деления нервных клеток. Эти связи восстанавливаются путем разрастания отростков нервных клеток, которые в конце концов могут перекрыть разрыв, или же миграцией самих нервных клеток. Разрастание отростков происходит за счет увеличения концентрации особого белка - фактора роста нервов. К сожалению, этот чудодейственный белок пока не используется в клинике по простой причине: медики еще не научились локализовать его действие там, где это необходимо (здесь аналогия со многими антибиотиками, которые исправно убивают раковые клетки, но не щадят и здоровых).

Нервные клетки - одни из самых подвижных клеток нашего организма, они могут двигаться с места на место. Клетки-мигранты могут перекрывать поврежденное место нерва, восстанавливая связь. Этот процесс порой сбивает с толку исследователей. Они обнаруживают нервные клетки там, где их не должно быть, и считают, что открыли процесс деления - второй, которым интересуются читатели.

Доктор биологических наук профессор Г. Коблов пишет, что я исхожу из не оправдавшей себя теории о невозможности деления нейронов, которая якобы основана на исследовании нервных клеток, взятых у трупов, в культуре. Это неверно.

В культуре клетки могут себя вести иначе, чем в организме: неделящиеся могут начать делиться и наоборот.

Потеря нервными клетками способности к делению строго доказана определением митотического индекса - отношения делящихся клеток на срезе ткани к их общему числу. Чем больше клеток с оформленными хромосомами, тем активнее восстанавливается ткань.

Второе неопровержимое доказательство того, что нейроны не делятся, - отсутствие в нервных клетках синтеза ДНК. Чтобы клетка разделилась, количество ДНК должно возрасти вдвое.

Делящиеся клетки при этом активно включают предшественник ДНК - меченый радиоактивным изотопомтимидин, поэтому их легко обнаружить. Нервные клетки включают лишь ничтожное количество тимидина, которое идет на «ремонтные работы» - репарацию (исправление) повреждений ДНК, а не на ее репликацию.

Из этого, конечно, не следует, что нервные клетки потеряли способность к делению безвозвратно. Возможны случаи, когда эта способность восстанавливается - как же в противном случае возникали бы опухоли мозга? Но мы еще не знаем деталей этого явления. Быть может, злокачественными становятся не «взрослые», дифференцированные нервные клетки, а незрелые, еще не потерявшие способность к митозу.

Часть их может сохраняться в нервном ткани со времени развития эмбриона.

Итак, восстанавливаются ли нервные пути после повреждения? Да, во многих случаях это происходит, и медициной разработан целый комплекс процедур, ускоряющий этот процесс. Но восстановление связи происходит отнюдь не за счет деления нейронов. То, что дифференцированные, зрелые нейроны теряют способность к делению, - непреложный факт.

Доктор биологических наук, профессор Г. Коблов (г. Саратов)

В ответе Б. Медникова восстановление понимается как замещение. На самом деле термин «восстановление» предполагает восстановление структуры нервной клетки - нейрона - после повреждения. Наиболее часто повреждаются его отростки. Большой клинический и экспериментальный материал показывает, что отростки (особенно периферические) при подходящих условиях, преодолевая значительные расстояния, успешно регенерируют с восстановлением функции. Так, например, происходит восстановление чувствительности перерезанного нерва. При образовании на пути регинерирующих волокон грубого рубца, препятствующего росту, восстановления функции не произойдет, если последующим вмешательством не будут созданы необходимые условия.

В ответе читателю В. Сигалу Медников исходит из не оправдавшей себя теории о невозможности деления нейронов. Эта теория основана на исследовании нервных клеток спинного и головного мозга человека через 24 - 48 часов после его смерти.

Мертвые клетки, конечно, не делятся. Нервные клетки головного и спинного мозга весьма чувствительны к остановке дыхания или кровообращения, и часть их в этих условиях начинает отмирать уже через 5 - 10 минут. Чувствителен и процесс деления - он быстро прекращается. При исследовании свежего материала (это возможно только на животных) деление нервных клеток описано многократно - в различных участках нервной системы теплокровных животных: кролик, кошка, морская свинка, белая мышь.

Деление нейронов происходит и при небольших - ограниченных повреждениях коры мозга. При обширных повреждениях или удалении коры неизбежно грубое нарушение кровоснабжения, к чему так чувствительны нервные клетки. Сопровождающая нервные элементы так называемая глиальная ткань менее чувствительна, и на месте повреждения быстро формируется глиальный рубец.

Все это препятствует (пока!) восстановлению структуры.

На вопрос, возможно ли замещение выпавшего (погибшего) нейрона или группы нейронов), Б. Медников дает отрицательный ответ, основываясь на том, что с выпавшим (погибшим) нейроном утеряны «адреса» связей погибшего нейрона с другими. Это тоже нельзя признать верным. Положение нейронов и характер их связей в нервной системе весьма разнообразны.

В нервной системе имеются длинные связи (например, от клеток коры мозга к клеткам концевого отдела спинного мозга) и короткие связи - когда «адресат» (или «адресаты») расположен рядом или на небольшом расстоянии. Нейроны, образующие короткие связи, объединяют группу рядом или вблизи лежащих нейронов. Они составляют почти половину общего числа нейронов центральной нервной системы.

В сетчатке глаза человека оставшиеся без связи нейроны располагаются рядом, их отделяют доли миллиметров - десятки микрон, и отыскать их нетрудно. Деление нейронов после травмы описано еще в конце XIX века и не отрицается и ныне.

В узлах нервных сплетений, лежащих внутри стенки органа (так называемых интрамуральных), как, например, в сердце и особенно в стенке органов пищеварительного тракта, нервные клетки располагаются рядом, вблизи структур, на которых они образуют окончания, это облегчает поиск «адресата». Особенно интересно, что лишенные нервных связей участки - «адресаты» - оказываются весьма беспокойными и нервные волокна (отростки клеток) растут направленно к денервированным участкам (структурам).

Отысканию денервированных структур способствует и то, что пути-дороги, по которым ранее к ним шли нервные волокна, длительно сохраняются, и, как показывает опыт, по ним и прорастаюновые волокна, проделывая нередко длительный путь.

Доктор биологических наук Н. Косицын, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР

Вопрос читателя В. Сигала касается проблемы восстановления и регенерации нервных клеток и может быть истолкован с двух позиций: восстановления и регенерации отдельных частей нервных клеток, утраченных вследствие патологии; восстановления полностью погибших нервных клеток за счет деления сохранившихся.

В своем ответе Б. Медников не затронул первого положения, поэтому профессор Г. Коблов прав, утверждая, что процесс регенерации, или восстановления, частей нервных клеток однозначно доказан как в эксперименте, так и в клинике.

Особенно это касается регенерации поврежденных аксонов (отростков нервной клетки), их окончаний, рецепторных окончаний.

Бесспорен и факт деления глиальных клеток, которые в совокупности составляют большую часть мозга.

Вопрос же о делении нервных клеток в норме до сих пор остается открытым, и в данном случае доводы Б. Медникова, отрицающие деление нервных клеток (особенно в центральной нервной системе), логичны и убедительны.

Хотя при патологических процессах (при раке, туберкулезе и т. д.) и при экстремальных воздействиях можно наблюдать атипичное деление нейронов. Профессор Г. Коблов - давний сторонник положения о делении нервных клеток. Однако его собственные данные и цитируемые им по этому поводу литературные сведения не являются бесспорными н убедительными.

Возникшее недоразумение по вопросу о возможностях регенерации аксонов нервных клеток и восстановления их связей по прежним «адресам», о которых пишет профессор Г. Коблов,- следствие неправильно понятого им примера с адресной книжкой, приведенного Б. Медниковым, где утерянную страницу с конкретными адресами нельзя заменить любой другой страницей. Эта дискуссия связана с нечеткостью вопроса читателя, и в силу этого - одностороннего ответа Б. Медникова, а также с императивным толкованием проблемы деления нервных клеток профессором Г. Кобловым.

Природа закладывает в развивающийся мозг очень высокий запас прочности: при эмбриогенезе образуется большой избыток нейронов. Почти 70% из них гибнут еще до рождения ребенка. Человеческий мозг продолжает терять нейроны и после рождения, на протяжении всей жизни. Такая гибель клеток генетически запрограммирована. Конечно же погибают не только нейроны, но и другие клетки организма. Только все остальные ткани обладают высокой регенерационной способностью, то есть их клетки делятся, замещая погибшие. Наиболее активно процесс регенерации идет в клетках эпителия и кроветворных органах (красный костный мозг). Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы. Помимо нейронов к таким клеткам относятся клетки сердечной мышцы. Как же люди умудряются сохранить интеллект до весьма преклонных лет, если нервные клетки погибают и не обновляются?

Схематическое изображение нервной клетки, или нейрона, которая состоит из тела с ядром, одного аксона и нескольких дендритов

Одно из возможных объяснений: в нервной системе одновременно "работают" не все, а только 10% нейронов. Этот факт часто приводится в популярной и даже научной литературе. Мне неоднократно приходилось обсуждать данное утверждение со своими отечественными и зарубежными коллегами. И никто из них не понимает, откуда взялась такая цифра. Любая клетка одновременно и живет и "работает". В каждом нейроне все время происходят обменные процессы, синтезируются белки, генерируются и передаются нервные импульсы. Поэтому, оставив гипотезу об "отдыхающих" нейронах, обратимся к одному из свойств нервной системы, а именно - к ее исключительной пластичности.

Смысл пластичности в том, что функции погибших нервных клеток берут на себя их оставшиеся в живых "коллеги", которые увеличиваются в размерах и формируют новые связи, компенсируя утраченные функции. Высокую, но не беспредельную эффективность подобной компенсации можно проиллюстрировать на примере болезни Паркинсона, при которой происходит постепенное отмирание нейронов. Оказывается, пока в головном мозге не погибнет около 90% нейронов, клинические симптомы заболевания (дрожание конечностей, ограничение подвижности, неустойчивая походка, слабоумие) не проявляются, то есть человек выглядит практически здоровым. Значит, одна живая нервная клетка может заменить девять погибших.

Нейроны отличаются друг от друга по размеру, разветвленности дендритов и длине аксонов.

Но пластичность нервной системы - не единственный механизм, позволяющий сохранить интеллект до глубокой старости. У природы имеется и запасной вариант - возникновение новых нервных клеток в головном мозге взрослых млекопитающих, или нейрогенез.

Первое сообщение о нейрогенезе появилось в 1962 году в престижном научном журнале "Science". Статья называлась "Формируются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?". Ее автор, профессор Жозеф Олтман из Университета Пердью (США) с помощью электрического тока разрушил одну из структур мозга крысы (латеральное коленчатое тело) и ввел туда радиоактивное вещество, проникающее во вновь возникающие клетки. Через несколько месяцев ученый обнаружил новые радиоактивные нейроны в таламусе (участок переднего мозга) и коре головного мозга. В течение последующих семи лет Олтман опубликовал еще несколько работ, доказывающих существование нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих. Однако тогда, в 1960-е годы, его работы вызывали у нейробиологов лишь скепсис, их развития не последовало.

Понятие "глии" включает все клетки нервной ткани, не являющиеся нейронами.

И только спустя двадцать лет нейрогенез был вновь "открыт", но уже в головном мозге птиц. Многие исследователи певчих птиц обращали внимание на то, что в течение каждого брачного сезона самец канарейки Serinus canaria исполняет песню с новыми "коленами". Причем новые трели он не перенимает у собратьев, поскольку песни обновлялись и в условиях изоляции. Ученые стали детально изучать главный вокальный центр птиц, расположенный в специальном отделе головного мозга, и обнаружили, что в конце брачного сезона (у канареек он приходится на август и январь) значительная часть нейронов вокального центра погибала, - вероятно, из-за избыточной функциональной нагрузки. В середине 1980-х годов профессору Фернандо Ноттебуму из Рокфеллеровского университета (США) удалось показать, что у взрослых самцов канареек процесс нейрогенеза происходит в вокальном центре постоянно, но количество образующихся нейронов подвержено сезонным колебаниям. Пик нейрогенеза у канареек приходится на октябрь и март, то есть через два месяца после брачных сезонов. Вот почему "фонотека" песен самца канарейки регулярно обновляется.

Нейроны генетически запрограммированы на миграцию в тот или иной отдел нервной системы, где с помощью отростков они устанавливают связи с другими нервными клетками.

В конце 1980-х годов нейрогенез был также обнаружен у взрослых амфибий в лаборатории ленинградского ученого профессора А. Л. Поленова.

Откуда берутся новые нейроны, если нервные клетки не делятся? Источником новых нейронов и у птиц, и у амфибий оказались нейрональные стволовые клетки стенки желудочков мозга. Во время развития зародыша именно из этих клеток образуются клетки нервной системы: нейроны и клетки глии. Но не все стволовые клетки превращаются в клетки нервной системы - часть из них "затаивается" и ждет своего часа.

Погибшие нервные клетки уничтожаются макрофагами, попадающими в нервную систему из крови.

Этапы образования нервной трубки в зародыше человека.

Как было показано, новые нейроны появляются из стволовых клеток взрослого организма и у низших позвоночных. Однако потребовалось почти пятнадцать лет, чтобы доказать, что аналогичный процесс происходит и в нервной системе млекопитающих.

Развитие нейробиологии в начале 1990-х годов привело к обнаружению "новорожденных" нейронов в головном мозге взрослых крыс и мышей. Их находили большей частью в эволюционно древних отделах головного мозга: обонятельных луковицах и коре гиппокампа, которые отвечают главным образом за эмоциональное поведение, реакцию на стресс и регуляцию половых функций млекопитающих.

Так же, как у птиц и низших позвоночных, у млекопитающих нейрональные стволовые клетки располагаются поблизости от боковых желудочков мозга. Их перерождение в нейроны идет очень интенсивно. У взрослых крыс за месяц из стволовых клеток образуется около 250 000 нейронов, замещая 3% всех нейронов гиппокампа. Продолжительность жизни таких нейронов очень высока - до 112 дней. Стволовые нейрональные клетки преодолевают длинный путь (около 2 см). Они также способны мигрировать в обонятельную луковицу, превращаясь там в нейроны.

Обонятельные луковицы головного мозга млекопитающих отвечают за восприятие и первичную обработку различных запахов, включая и распознавание феромонов - веществ, которые по своему химическому составу близки к половым гормонам. Сексуальное поведение у грызунов регулируется в первую очередь выработкой феромонов. Гиппокамп же расположен под полушариями мозга. Функции этой сложноорганизованной структуры связаны с формированием краткосрочной памяти, реализацией некоторых эмоций и участием в формировании полового поведения. Наличие у крыс постоянного нейрогенеза в обонятельной луковице и гиппокампе объясняется тем, что у грызунов эти структуры несут основную функциональную нагрузку. Поэтому нервные клетки в них часто гибнут, а значит, их необходимо обновлять.

Для того чтобы понять, какие условия влияют на нейрогенез в гиппокампе и обонятельной луковице, профессор Гейдж из Университета Салка (США) построил миниатюрный город. Мыши там играли, занимались физкультурой, отыскивали выходы из лабиринтов. Оказалось, что у "городских" мышей новые нейроны возникали в гораздо большем количестве, чем у их пассивных сородичей, погрязших в рутинной жизни в виварии.

Cтволовые клетки можно извлечь из мозга и пересадить в другой участок нервной системы, где они превратятся в нейроны. Профессор Гейдж с коллегами провел несколько подобных экспериментов, наиболее впечатляющим среди которых был следующий. Участок мозговой ткани, содержащий стволовые клетки, пересадили в разрушенную сетчатку глаза крысы. (Светочувствительная внутренняя стенка глаза имеет "нервное" происхождение: состоит из видоизмененных нейронов - палочек и колбочек. Когда светочувствительный слой разрушается, наступает слепота.) Пересаженные стволовые клетки мозга превратились в нейроны сетчатки, их отростки достигли зрительного нерва, и крыса прозрела! Причем при пересадке стволовых клеток мозга в неповрежденный глаз никаких превращений с ними не происходило. Вероятно, при повреждении сетчатки глаза вырабатываются какие-то вещества (например, так называемые факторы роста), которые стимулируют нейрогенез. Однако точный механизм этого явления до сих пор не ясен.

Перед учеными встала задача показать, что нейрогенез идет не только у грызунов, но и у человека. Для этого исследователи под руководством профессора Гейджа недавно выполнили сенсационную работу. В одной из американских онкологических клиник группа больных, имеющих неизлечимые злокачественные новообразования, принимала химиотерапевтический препарат бромдиоксиуридин. У этого вещества есть важное свойство - способность накапливаться в делящихся клетках различных органов и тканей. Бромдиоксиуридин включается в ДНК материнской клетки и сохраняется в дочерних клетках после деления материнской. Патологоанатомическое исследование показало, что нейроны, содержащие бромдиоксиуридин, обнаруживаются практически во всех отделах мозга, включая кору больших полушарий. Значит, эти нейроны были новыми клетками, возникшими при делении стволовых клеток. Находка безоговорочно подтвердила, что процесс нейрогенеза происходит и у взрослых людей. Но если у грызунов нейрогенез идет только в гиппокампе, то у человека, вероятно, он может захватывать более обширные зоны головного мозга, включая кору больших полушарий. Недавно проведенные исследования показали, что новые нейроны во взрослом мозге могут образовываться не только из нейрональных стволовых, но из стволовых клеток крови. Открытие этого феномена вызвало в научном мире эйфорию. Однако публикация в журнале "Nature" за октябрь 2003 года во многом остудила восторженные умы. Оказалось, что стволовые клетки крови действительно проникают в мозг, но они не превращаются в нейроны, а сливаются с ними, образуя двуядерные клетки. Затем "старое" ядро нейрона разрушается, а его замещает "новое" ядро стволовой клетки крови. В организме крысы стволовые клетки крови в основном сливаются с гигантскими клетками мозжечка - клетками Пуркинье, правда, происходит это довольно редко: во всем мозжечке можно обнаружить лишь несколько слившихся клеток. Более интенсивное слияние нейронов происходит в печени и сердечной мышце. Пока совершенно непонятно, какой в этом физиологический смысл. Одна из гипотез заключается в том, что стволовые клетки крови несут с собой новый генетический материал, который, попадая в "старую" клетку мозжечка, продлевает ей жизнь.

Итак, новые нейроны могут возникать из стволовых клеток даже в мозге взрослого человека. Этот феномен уже достаточно широко применяется для лечения различных нейродегенеративных заболеваний (заболеваний, сопровождающихся гибелью нейронов головного мозга). Препараты стволовых клеток для трансплантации получают двумя способами. Первый - это использование нейрональных стволовых клеток, которые и у эмбриона, и у взрослого человека располагаются вокруг желудочков головного мозга. Второй подход - использование эмбриональных стволовых клеток. Эти клетки располагаются во внутренней клеточной массе на ранней стадии формирования зародыша. Они способны превращаться практически в любые клетки организма. Наибольшая сложность в работе с эмбриональными клетками - заставить их трансформироваться в нейроны. Новые технологии позволяют сделать это.

В некоторых лечебных учреждениях в США уже сформированы "библиотеки" нейрональных стволовых клеток, полученных из зародышевой ткани, и проводятся их пересадки пациентам. Первые попытки трансплантации дают положительные результаты, хотя на сегодняшний день врачи не могут разрешить основную проблему подобных пересадок: безудержное размножение стволовых клеток в 30-40% случаев приводит к образованию злокачественных опухолей. Пока не найдено подхода к предотвращению подобного побочного эффекта. Но, несмотря на это, трансплантация стволовых клеток, несомненно, будет одним из главных подходов в терапии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, ставших бичом развитых стран.

«Центры взрослого мозга представляют собой нечто установленное, законченное и неизменное. Все может умереть, ничто не может быть восстановлено», – писал в 1913 году гистолог Рамон-и-Кахаль, изучав­­ший клетки мозга.

«Эта идея стала одной из главных догм нейробиологии, – рассказывает нейропсихолог, ведущий научный сотрудник Научного центра психического здоровья Маргарита Алфимова. – Она казалась логичной, ведь в мозге действуют устоявшиеся цепи нейронов, и образование новых клеток могло бы эту систему дестабилизировать.

В неизменность клеток мозга многие верили настолько, что проигнорировали в 1965 году открытие Джозефа Альтмана и Гопала Д. Даса – нейрогенез, то есть процесс образования новых нейронов, в гиппокампе крыс. Только в 1998 году Петер Эриксон убедительно доказал существование нейрогенеза в мозге человека».

Что мы знаем сегодня? Рождение новых нейронов в мозге человека происходит в течение всей жизни, немного замедляясь после 40 лет. Причем нейроны рождаются не во всем мозге, а только в двух участках – в зубчатой извилине гиппокампа и в обонятельной системе.

«Особый интерес ученых вызывает гиппокамп, поскольку эта область мозга связана с памятью, с эмоциями, – уточняет Маргарита Алфимова. – Считается, что каждый день обновляется около 700 нейронов зубчатой извилины. Часть старых отмирает, а новые встраиваются в устоявшиеся сети».

Депрессия, алкоголизм и сильный стресс замедляют образование новых нейронов

Какую пользу можно извлечь из этих процессов?

«Прежде всего, – объясняет Маргарита Алфимова, – биологи исследуют возможность трансплантации новых нейронов в поврежденные зоны мозга, что может быть актуально для лечения болезни Альцгеймера и других болезней, связанных с дегенерацией и травмами мозга. То, что нервная ткань после трансплантации приживается и стимулирует регенерацию мозга, например, после инсультов, уже доказано на животных».

Кроме того, сейчас активно изучается влияние нейрогенеза на память и познавательные процессы, на распознавание паттернов, на возможность ориентироваться в пространстве и действовать с учетом контекста.

Исследования показывают, что умеренная физическая нагрузка усиливает нейрогенез и улучшает когнитивные функции. Такой же эффект оказывает увеличение интервалов между приемами пищи. А вот депрессия, алкоголизм и сильный стресс замедляют образование новых нейронов.

Так что смысл, который мы вкладываем в призыв сохранять самообладание – «Успокойся, нервные клетки не восстанавливаются», – остается прежним. Но, исходя из современных научных данных, корректно будет выразиться иначе: «Успокойся, ты замедляешь нейрогенез».

Помните фразу про то, что нервные клетки не восстанавливаются? Так ли это на самом деле? Есть ли у клеток нашего мозга способность к регенерации? Заменяются ли поврежденные или погибшие клетки новыми? Сколько вообще должно быть таких клеток? Отвечаем на эти вопросы подробнее с помощью последних научных исследований.

Почему считалось, что нервные клетки не могут восстанавливаться?

Один из выдающихся ученых-гистологов (а это наука именно о клетках нашего тела), Рамон-и-Кахаль, еще в 1913 году пришел к выводу, что клетки мозга не могут восстанавливаться, так как у взрослого человека прекращается их развитие и образование новых. Действительно, нейроны (клетки мозга) составляют устоявшиеся цепи, и если бы эти цепи имели способность меняться из-за того, что появляются новые нейроны, это вызвало бы изменения и в мозгу, и в нервной системе в целом.

Это утверждение легло в основу всей нейробиологии, ему верили десятки лет подряд. Ученые так увлеклись этой догмой, что «пропустили» в середине 60-х годов открытие нейрогенеза - образования новых клеток, которое не зависит от возраста . В то время опыты проводились на крысах, и только в конце 90-х годов к этому открытия вернулся Петер Эриксон, который доказал, что абсолютно те же процессы происходят и в мозге человека разумного.

Как восстанавливаются нейроны?

Нейроны могут синтезироваться не во всем мозге, а только в определенной извилине гиппокампа и в той доле, которая отвечает за обоняние. С возрастом образование новых клеток действительно замедляется, ведь активнее всего оно будет в период роста и развития организма. Но факт остается фактом: новые мозговые клетки появляются и после 40-50 лет, пусть и медленнее.

К примеру, канадские ученые провели томографию для группы монахинь очень преклонного возраста (около 100 лет). Томограф не выявил никаких признаков старческого слабоумия. Все дело, по мнению ученых, в позитивном мышлении монахинь, ведь они живут по устоявшимся обычаям и вполне довольны ходом вещей, а еще учатся смирению и доброте, и стараются изменить жизнь других к лучшему. Такие моральные устои позволяют быть намного менее подверженными стрессу, чем это происходит у мирских людей. А именно стресс, по мнению тех же ученых из Канады, и является разрушителем и уничтожителем нервных клеток, он подавляет способность тканей мозга к регенерации и восстановлению.

Известный профессор Гарольд Хотер из Германии также провел исследование, доказывающее, что более всего восстановлению нейронов в мозгу способствует решенная проблема, которая изначально и привела к стрессу. Осознание того, что этой проблемы больше нет, заставляет нервную систему расслабиться по максимуму и активизировать восстановительные процессы в тканях мозга. Стимулировать процесс образования новых клеток можно также, изучая что-то новое, черпая новую информацию, даже в преклонном возрасте.

Интересные факты об образовании нейронов

Другие ученые, из Швеции, провели исследование, подтверждающее, что количество новых нейронов, образованных за день, может достигать 700 клеток. Как они пришли к такому выводу? Им помогли… ядерные испытания! Они проводились в 50-е годы, а примерно с 1960-х годов ядерные бомбы запретили. Но с тех пор, как в атмосферу уже был выброшен радиоактивный углерод-14, он успел проникнуть в мозг живущих в то время людей и «встроиться» в цепочки ДНК клеток, в том числе и клеток мозга. И по нему можно было определить, что клетки рождались постоянно, появлялись новые, в которых углерода не было. Стало возможным определить и количество - так ученые и вывели примерную цифру в 700 нейронов в день. Еще один интересный факт: вы задумывались, почему мы не помним свое детство? И наоборот, почему пожилые люди часто вспоминают то, что было очень давно, а не то, что произошло вчера? Все дело в тех же нервных клетках. Воспоминания вытесняются из памяти с образованием новых нейронов, чистых, на которые еще ничего «не записано». А в зрелом возрасте, как мы уже сказали выше, рост нейронов замедляется, в мозгу остается больше старых клеток с «записями».

А вот вам и вовсе парадокс: употребление алкоголя способно стимулировать рост новых нейронов. Правда, не все так радужно, и это доказал эксперимент, проведенных на крысах. В течение некоторого времени им давали разведенный спирт вместо воды. Исследовав их мозг, оказалось, что за это время он значительно «пополнился» новыми клетками. Но тут же обнаружилась и другая закономерность: у крыс проявилась тяга к спиртному. Они совсем не обращали внимания на воду, а отдавали предпочтение спирту.

17.07.2019 18:45:00 6 лучших продуктов для наращивания мышечной массы Наращивать мышечную массу? Зачем? Если вы думаете, что мышцы нужны только профессиональным спортсменам, вы ошибаетесь. Мускульная масса повышает расход калорий и формирует красивые контуры тела, делает его подтянутым и крепким. Но создать это без определенных продуктов непросто, поэтому мы предлагаем вам ознакомиться с их списком и включить их в свой рацион.

23.09.2018 12:33:00 Зачем делать растяжку, и нужно ли это вам? Занимаетесь спортом и тренировками? Тогда вы точно знаете, что такое растяжка, и даже наверняка регулярно ее делаете. С помощью экспертов в области фитнеса и физиологии мы решили рассказать подробнее, зачем же нужен стретчинг, что он дает, и какая растяжка подойдет именно вам.

23.08.2018 20:03:00