Не восстановятся теперь уж никогда. Как свежее исследование поставило под сомнение реальность взрослого нейрогенеза у людей и что это может значить для науки

Процесс образования новых нейронов

Процесс образования новых нейронов (восстановления нервных клеток) занимает несколько этапов. Сначала появляются стволовые клетки в определенных зонах мозга, которые делятся и образуют клетки предшественники нейронов. Далее данные клетки предшественники опять могут поделиться и образуют так называемые нейробласты, которые перемещаются в определенные зоны мозга, превращаясь в нейроны с их формой и функциями.

Как уже было сказано выше, клетки предшественники в центральной нервной системе могут перерождаться в клетки нервной системы (нейроны), а также в клетки микроглии (астроциты и олигодендроциты). Такие клетки предшественники располагаются в нескольких зонах мозга: обонятельная луковица (ОЛ), субвентрикулярная зона (СЗ) и зубчатая извилина гиппокампа (ЗИГ).

Судьба нейробластов значительно зависит от их расположения. Так например, когда клетки предшественники, расположенные в ЗИГ мигрируют в гранулы клеток гиппокампа, клетки предшественники СЗ мигрируют тангенциально в цепях, которые окружены астроцитными трубчатыми структурами, образуя ростральный миграционный поток в направлении ОЛ.

В субвентрикулярной зоне бокового желудочка присутствует четыре вида клеток: эпендимные клетки, транзит-делящиеся клетки, астроциты и нейробласты. Астроциты контактируют с боковым желудочком и играют роль нервных стволовых клеток, генерируя нервные клетки-предшественники под названием транзит-амплификационные клетки.

Транзит-амплификационные клетки интенсивно размножаются и формируют нейробласты. Важную роль в регуляции нейрогенеза играют кровеносные сосуды, которые окружают данные клетки в субвентрикулярной зоне. Генерируемые в данной зоне нейробласты мигрируют через рострально миграционный поток к обонятельной луковице.

Данные клетки образуют совокупность цепочек, которые окружены туннелями из астроцитных отростков. После того как данные цепочки нейробластов поступили в обонятельную луковицу, они разделяются на индивидуальные клетки, мигрируя радиально внутри обонятельной луковицы. Большая часть нейробластов дифференцируется в клетки гранулы, формируют синапсы с митрально-тафтинговыми клетками, являющиеся выступами нейронов в обонятельной луковице.

Исследования показывают, что в областях головного мозга имеются так называемые резервуары клеток предшественников, из которых происходят новые нейроны. Исследования кроме того показали, что различные повреждения нервных клеток и областей мозга вызывает усиление процесса нейрогенеза в указанных областях мозга.

Клетки предшественники нейронов из субвентрикулярной зоны (СЗ) интенсивно мигрируют в участки поврежденных клеток мозга, где они дифференцируются в нейроны и глии. Нейробласты в ЗИГ также увеличиваются в численности при механических повреждениях мозга, инсульте, эпилептическом припадке и при эксайтотоксичности.

Вывод

Итак, на данный момент нейрогенез у взрослого человека описан благодаря открытию нервных стволовых клеток в мозге. Если обобщить всю имеющуюся информацию о нейрогенезе во взрослом мозге, можно отметить, что нейрогенез представляет собой сложный комплекс биологических процессов, таких как генезис, миграции, дифференциации и поддержание новообразовавшихся нейронов.

Нападение и защита

Первая претензия к калифорнийцам: не надо было использовать образцы мозга от умерших людей. Наверняка за то время, пока их мозг был внутри уже безжизненного тела, маркеры делящихся клеток в нем успели повредиться или даже разложиться. Потому-то ни у одного взрослого новых нейронов в гиппокампе не нашли. Более того, в ряде случаев смерть наступила из-за инсульта или отказа мотонейронов, а следовательно, нервная ткань была повреждена.

Авторы статьи в Nature возражают: да, в случае с погибшими взрослыми отсутствие делящихся предшественников нейронов в гиппокампе можно списать на посмертные биохимические процессы. Но к результатам, полученным для эпилептиков, такое объяснение не годится. Выходит, что независимо от источника происхождения биоматериала в гиппокампе людей старше 13 лет новых нейронов так мало, что найти их не получается.

Претензия вторая: слишком уж строгие критерии отбора новых нейронов. Может быть так, что клетка созрела уже до такой степени, что один из маркеров — DCX или PSA-NCAM — в ней прекратил образовываться. Но ведь это же не делает ее автоматически «старой»! И к тому же содержание даблкортина в новых нейронах очень сильно зависит от того, что живое существо испытало, прежде чем ткань его мозга начали анализировать на интенсивность нейрогенеза.

Например, у одного вида летучих мышей это проявляется весьма ярко: всего через полчаса после поимки уровень DCX у них в гиппокампе падает до нуля из-за стресса. Был ли стресс перед операцией по удалению гиппокампа у больных эпилепсией? Почти наверняка. Испытывали ли стресс те, кто погиб от почечной недостаточности или инсульта (а такие были среди тех, у кого посмертно извлекали гиппокамп)? Вполне вероятно.

На это авторы статьи об отсутствующем нейрогенезе отвечают, что в других исследованиях взрослого нейрогенеза у людей тоже ничего не сказано про психическое состояние участников экспериментов. Поэтому такие претензии попахивают двойными стандартами.

Наконец, методы. Почему читатели новой работы должны верить, что она опровергает результаты старых исследований, если использованы в корне разные подходы? Потому, считают калифорнийцы, что их способ поиска новых нейронов в гиппокампе надежнее. Образцы ткани гиппокампа, меченные радиоактивным углеродом, могут быть загрязнены им же, только появившимся из других источников.

Классическое исследование с опорой на данные о концентрации радиоуглерода в тканях человеческого мозга отталкивалось от того факта, что в середине ХХ века содержание этого элемента в экосистеме резко возросло из-за ядерных испытаний США и СССР, и таким, скорее «археологическим», методом датировало возраст нейронов в мозге людей, уже преодолевших порог юности к периоду 1955—1963-х годов.

А бромдезоксиуридин к тому же помечает и умирающие от недостатка кислорода клетки, что выглядит просто злой иронией в изучении нейрогенеза. Более того, как оказалось, бромдезоксиуридин даже ускоряет гибель нейронов. И наконец, последний контраргумент: в исследованиях с использованием одного лишь даблкортина, без нейтральных молекул клеточной адгезии, уже немолодые нейроны могут быть ошибочно приняты за новые.

Ищем ключи под фонарем

Гиппокамп — это, безусловно, важная часть головного мозга. Он нужен и для запоминания нового, и для ориентации в пространстве. Кроме того, именно в этой структуре впервые обнаружили долговременную потенциацию — усиление и облегчение передачи сигналов между нейронами, длящееся несколько часов или даже суток — основу памяти.

Гиппокамп человека хорошо изучен, потому что его нередко приходится вырезать у больных височной эпилепсией, которым лекарства уже не помогают снизить частоту и интенсивность припадков. После такой процедуры врачам волей-неволей приходится наблюдать, как удаление этой области мозга влияет на интеллект и характер пациентов.

К тому же с гиппокампом очень удобно экспериментировать на грызунах. Он у них весьма крупный, к нему легко дотянуться электродами и другими приспособлениями. Вероятно, это одна из причин, почему новые нейроны у взрослых животных ищут именно там, — это проще всего.

Однако люди далеко не грызуны, кроме гиппокампа у нас в мозге есть еще кое-что поважнее — кора больших полушарий. Она у нас развита хорошо, пожалуй лучше, чем у всех остальных млекопитающих. Именно кора обеспечивает способность говорить, думать, планировать, мастерить и творить. Кора больших полушарий относится к неокортексу, или новой коре.

У примитивных млекопитающих ее, считай, и нет, а у множества грызунов, в том числе мышей и крыс, она развита слабо: косвенно об этом можно судить по числу извилин, которые у этих животных почти отсутствуют. А гиппокамп — это и вовсе древняя кора, самая старая и самая примитивная из существующих. Он есть и у рептилий.

Научные войны

Времена, когда богатые лорды жили за счет своих имений и занимались наукой на досуге, давно прошли. Теперь практически в любой стране, где ведутся научные исследования, на них действуют законы рынка. Современные ученые — такие же работники, как и обитатели офисов или операторы токарных станков. Они должны выдать определенный результат (научную статью, а лучше много, да в престижных журналах) за заданный промежуток времени (срок действия гранта).

От прочих работников они отличаются лишь тем, что деньги — то есть гранты — за труд им дают еще до выполнения поставленных задач, авансом. Но чтобы этот аванс получить, нужно обосновать значимость своей работы для общества. А зачем обществу биологические исследования? Разве что для медицинских целей.

Подобные заявления, как правило, в момент их написания имеют крайне незначительное отношение к реальности. До сих пор введение предшественников нервных клеток в мозг больных инсультом, паркинсонизмом и другими неврологическими заболеваниями ни разу не дало статистически значимых результатов. Да, испытуемым не становилось хуже, но и улучшений заметно не было, а ведь исследования ведутся уже не одно десятилетие.

Так что не важно, кто прав, а кто ошибся в вопросе реальности нейрогенеза у взрослых людей — авторы новой статьи или их коллеги (взгляните на число публикаций об исследованиях нейрогенеза у человека, составленном канадским нейробиологом Джейсоном Снайдером, который еще и написал синопсис обсуждаемой статьи в Nature).

На нашем веку в медицине от этого ничего не изменится. Однако если для вас важнее получение нового знания как такового, а его практическая польза или светлое будущее человечества вас волнуют куда слабее, то такой расклад смущать не должен. Наличие двух противоположных точек зрения, подкрепленных эмпирическими свидетельствами, говорит о крайне плодотворной ситуации, которая неизбежно в скором времени создаст прорыв в нашем понимании развития и функционирования нервной системы.

 Светлана Ястребова

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

Adblock detector