2 lat temu
Neurogeneza to złożony proces powstawania nowych komórek nerwowych. Wiemy, iż zachodzi on podczas rozwoju człowieka, ale czy może też mieć miejsce w jego dorosłym życiu? Czy komórki nerwowe się regenerują?
Dogmat o braku możliwości powstawania nowych komórek nerwowych w dorosłym organizmie
Gdy rozwój został zakończony, źródło wzrostu i regeneracji aksonów i dendrytów wyschło nieodwracalnie. W dorosłym układzie nerwowym ścieżki nerwowe są ustalone, zakończone i niezmienne. Wszystko może zginąć, nic nie może się zregenerować. Zadaniem nauki w przyszłości będzie zmienić, o ile to możliwe, ten nieprzyjazny wyrok.
Powyższe stwierdzenie zostało napisane w 1913 roku przez ojca neurobiologii Santiago Ramóna y Cajala. Pisałam o nim w tym artykule:
Jak działa mózg ludzki podczas przetwarzania informacji?
Czy w życiu dorosłym w mózgu mogą jednak powstawać nowe komórki nerwowe?
Neurogeneza u dorosłych – na czym polega?
W organizmie rozwijającego się w łonie matki człowieka wraz z powstawaniem różnych organów tworzony jest również mózg, a w nim w procesie neurogenezy nowe komórki nerwowe, czyli neurony. Czy proces ten jednak odbywa się także w dorosłym organizmie? Czy teraz, gdy czytasz ten artykuł, jest szansa, iż powstaną w Twoim mózgu nowe komórki nerwowe?
Pewne jest to, iż w tym czasie część Twoich neuronów obumrze. Jest to naturalnym zjawiskiem biologicznym. W organizmie bowiem stare bądź uszkodzone komórki umierają. Wyniki licznych prac naukowych dostarczają dowodów na to, iż w przypadku choroby Alzheimera czy Parkinsona następuje śmierć komórek w określonych regionach mózgu. Objawia się ona na przykład zaburzeniami pamięci czy problemami z poruszaniem się.
Czy jednak w dorosłym organizmie mogą one zostać zastąpione przez nowe komórki nerwowe?
Czy komórki nerwowe się regenerują? Odkrycia Josepha Altmana
Na przełomie lat 50. i 60. XX wieku, wraz z opracowaniem metody pozwalającej na identyfikację dzielących się komórek nerwowych przy pomocy znakowanej radioaktywnie tymidyny, nastąpił rozkwit badań nad neurogenezą.
Wykorzystując tę metodę, Joseph Altman udowodnił powstawanie nowych komórek nerwowych w mózgu zwierząt. Co ciekawe, samego odkrycia dokonał przypadkowo. Naukowiec badał komórki glejowe, gdy ku swojemu zdziwieniu zaobserwował nowopowstałe komórki w ziarniste (rodzaj komórek nerwowych) w części mózgu zwanej hipokampem. Hipokamp jest strukturą mózgu, która bierze udział w procesach uczenia się i zapamiętywania.
Późniejsze badania tego naukowca wykazały również powstawanie nowych neuronów w opuszkach węchowych zwierząt, odpowiedzialnych za funkcje związane z przewodzeniem informacji węchowej do mózgu. Jak wiemy, niektóre zwierzęta, takie jak gryzonie (np. szczury, chomiki, myszy) czy psy, mają świetnie rozwinięty zmysł węchu i bardzo duże opuszki węchowe.
Neurogeneza w dorosłym mózgu – kolejne odkrycia naukowe
Wyniki badań Josepha Altmana nie spotkały się z aprobatą innych uczonych. Dopiero w latach 80. dyskusja na temat potencjalnej neurogenezy ożywiła się dzięki badaniom Feranda Nottebohma. Zaobserwował on, iż procesowi śpiewania u ptaków towarzyszą intensywne procesy neurogenezy.
Kolejnych dowodów na istnienie procesów neurogenezy w dorosłym organizmie dostarczyły badania z użyciem nowo odkrytego znacznika komórkowego, w uproszczeniu nazywanego BrdU (pełna jego nazwa to bromodeoksyurydyna). W 1998 roku grupa naukowców pod kierunkiem Petera Erikssona, używając tej techniki, na podstawie badań pośmiertnych mózgów ludzkich, wykazała, iż neurogeneza zachodzi również w hipokampie dorosłego człowieka.
Do czego są nam potrzebne nowe komórki nerwowe i jakie czynniki stymulują oraz hamują ich powstawanie?
Naukowcy ciągle poszukują odpowiedzi na pytanie, jaka jest funkcja nowopowstałych komórek nerwowych w mózgu. Wykazano, iż do czynników pobudzających procesy neurogenezy należą m.in. uczenie się, wzbogacone środowisko życia. Można zaliczyć do niego prawdopodobnie rozwijanie zainteresowań, kontakt z naturą czy aktywność fizyczna.
Bardzo interesujące badania dotyczące wzbogaconego środowiska życia przeprowadził kanadyjski naukowiec Donald Hebb. Obserwował on szczury w normalnej wielkości klatkach w warunkach laboratoryjnych oraz w tzw. wzbogaconym środowisku. Tj. w specjalnie zbudowanych dużych klatkach z umieszczonymi wewnątrz drabinkami i licznymi zabawkami. Zwierzęta, które przebywały we wzbogaconym środowisku miały bardziej rozwinięte neurony (więcej dendrytów) oraz więcej komórek glejowych.
Niezwykle interesujące badania z użyciem techniki obrazowania mózgu – PET wykazały, iż u londyńskich taksówkarzy występuje większa aktywność hipokampa przy pytaniu ich o konkretną trasę jazdy w porównaniu z osobami nie parającymi się tym zawodem. Ponadto odnotowano, iż w tej grupie zawodowej im dłuższy staż za kółkiem, tym większa objętość hipokampa.
Z drugiej strony badania naukowe również potwierdzają, iż niewłaściwa dieta (np. bogata w tłuszcze i cukry), stres czy depresja hamują procesy powstawania nowych komórek nerwowych w organizmie.
Rola nowopowstałych neuronów i badania mechanizmów ich powstawania stanowią ciągle jeden z gorących tematów w naukach neurobiologicznych.
Literatura:
- Cope E.C., Gould E.: Adult Neurogenesis, Glia, and the Extracellular Matrix. Cell. Stem Cell., 2019, 24 (5): 690—705
- Śliwowska J.H., Górecki M.T., Tryjanowski P.: Wprowadzenie do neuroekologii — czyli czy znajomość układu nerwowego zwierząt pozwala zrozumieć ich relacje ze środowiskiem? Kosmos, 2012, t. 61, 2 (295): 195–211
