Dorosłe mózgi nie tworzą nowych komórek „pamięci”
Nowe badania przeprowadzone przez Uniwersytet Kalifornijski w San Francisco sugerują, że ludzki hipokamp, czyli region mózgu, który jest ważny dla pamięci i uczenia się, przestaje tworzyć nowe komórki w dzieciństwie.
Wyniki, które zostały opublikowane w czasopiśmie Natura, prawdopodobnie podsycą płomienie już gorącej debaty na temat zdolności ludzkiego mózgu do samoleczenia poprzez „neurogenezę” lub narodziny nowych komórek mózgowych.
„Dowiadujemy się”, wyjaśnia Arturo Alvarez-Buylla, profesor neurologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco (UCSF) i kierownik laboratorium prowadzącego badanie, „że jeśli neurogeneza zachodzi w hipokampie dorosłego ludzi, jest to niezwykle rzadkie zjawisko, które rodzi pytania o jego wkład w naprawę mózgu lub normalne funkcjonowanie mózgu.
Badanie kwestionuje rosnącą liczbę dowodów, które sugerują, że można leczyć zaburzenia wyniszczające mózg, takie jak choroba Alzheimera, poprzez promowanie neurogenezy w celu uzupełnienia komórek mózgowych lub neuronów, które są niszczone przez chorobę.
Jednak niezrażeni autorzy wskazują zamiast tego na nowe pytania, które podnoszą ich odkrycia, takie jak w jaki sposób ludzki mózg dostosowuje się i uczy, jeśli nie może tworzyć nowych neuronów?
Być może odpowiedzi na to pytanie otworzą jeszcze lepszą drogę do nowych metod leczenia chorób mózgu - sugerują.
Wątpliwości dotyczące neurogenezy u ludzi
W ciągu ostatnich 30 lat prof. Alvarez-Buylla i jego zespół znajdowali coraz więcej dowodów na to, że mózgi ptaków śpiewających i gryzoni mogą tworzyć nowe neurony przez całe życie. Jednak ostatnio zaczęli kwestionować, czy jest to prawdą w przypadku ludzkiego mózgu.
Na przykład grupa UCSF podała w wątpliwość, czy neurogeneza w opuszce węchowej - która jest starożytną częścią mózgu, która jest ważna dla wyczuwania zapachów - trwa u ludzi do dorosłości, tak jak ma to miejsce u gryzoni.
W ramach nowego badania prof. Alvarez-Buylla i jego koledzy przeanalizowali 59 próbek ludzkich hipokampów zebranych z Chin, Hiszpanii i Stanów Zjednoczonych.
Niektóre próbki tkanek - od okresu przed urodzeniem do wieku dorosłego - zostały pobrane z sekcji zwłok, podczas gdy inne zostały pobrane podczas operacji u pacjentów z padaczką.
Zespół dokładnie przeanalizował próbki, aby szukać zmian w nowych neuronach i komórkach macierzystych w ciągu życia. Skoncentrowali się na obszarze zwanym zakrętem zębatym, „prostym regionie korowym”, który stanowi integralną część hipokampu i jest ważny dla tworzenia pamięci.
Brak dowodów neurogenezy w tkankach dorosłych
Naukowcy odkryli liczne dowody neurogenezy zachodzącej przed urodzeniem i zaraz po nim. Obliczyli, że średnia liczba nowych neuronów na milimetr kwadratowy tkanki zakrętu zębatego u noworodków wynosi 1618.
Jednak neurogeneza gwałtownie spadła po urodzeniu: liczba nowych neuronów na milimetr kwadratowy zmniejszyła się pięciokrotnie w wieku 1 lat.
Dowody ujawniły również, że spadek trwał przez całe dzieciństwo: nastąpił 23-krotny spadek w wieku od 1 do 7 lat i kolejny pięciokrotny spadek w wieku 13 lat.
W tym momencie, we wczesnym okresie dojrzewania, stężenie nowych neuronów na milimetr kwadratowy tkanki mózgowej spadło do zaledwie 2,4.
Naukowcy nie znaleźli dowodów neurogenezy w tkance zakrętu zębatego dorosłych - ani w 17 próbkach pośmiertnych, ani w tych pobranych od 12 dorosłych pacjentów z padaczką.
„U małych dzieci”, mówi Mercedes Paredes, adiunkt neurologii na UCSF i która współprowadziła analizę tkanek, „mogliśmy zobaczyć, że znaczna liczba nowych neuronów jest nadal tworzona i integrowana w zakręcie zębatym, ale neurogeneza zanika całkowicie we wczesnym okresie dojrzewania ”.
Neurogeneza i plastyczność hipokampu
Kiedy przeanalizowali nerwowe komórki macierzyste - które są komórkami prekursorowymi, z których powstają nowe neurony - naukowcy odkryli, że one również były bogate w mózg przed urodzeniem, ale we wczesnym dzieciństwie prawie zniknęły.
Nie znaleźli również dowodów wczesnej akumulacji nerwowych komórek macierzystych w strefie subgranularnej zakrętu zębatego człowieka.
Inaczej jest w przypadku myszy, u których występuje taka wczesna koncentracja. Zespół sugeruje, że oznacza to, że może to być niezbędny krok do kontynuacji neurogenezy w wieku dorosłym.
Podsumowując, badacze zgadzają się, że podczas intensywnych poszukiwań nie mogą powiedzieć z całą pewnością, że hipokamp dorosłego człowieka nigdy nie tworzy nowych neuronów.
„Ale” - mówi dr Shawn Sorrells, który jest starszym badaczem w grupie prof. Alvareza-Buylli - „myślę, że musimy cofnąć się i zapytać, co to znaczy”.
„Jeśli neurogeneza jest tak rzadka, że nie możemy jej wykryć, czy naprawdę może odgrywać główną rolę w plastyczności lub uczeniu się i pamięci w hipokampie?”
Dr Shawn Sorrells
