Czy neurony regenerują się?

Czy neurony regenerują się? Zawsze tak nie było. Wydaje się, że większość naszych neuronów rodzi się, gdy jesteśmy jeszcze w łonie matki, a wraz z upływem czasu nie rozmnażają się, ale umierają stopniowo..

Jednak nie było to powodem do niepokoju w normalnych sytuacjach. Zwykle każdego dnia traci się mnóstwo neuronów, co zaczyna być patologiczne, to nadmierna strata, jak to, co dzieje się w demencji.

Ale utrata neuronów uważana za normalną nie wpływa na nasze zdolności poznawcze. W rzeczywistości neurony nieustannie reorganizują swoje połączenia, aby zawsze zabezpieczyć najbardziej użyteczne w każdej chwili i odrzucić bezużyteczne.

Ale co, gdybym ci powiedział, że znaleziono dowody, że neurony regenerują się? Czy wiesz, że istnieją pewne obszary naszego mózgu, w których te komórki rozmnażają się, nawet jeśli jesteśmy dorosłymi?

Regeneracja neuronów w hipokampie

Wydaje się, że u większości ssaków neurony są regenerowane w hipokampie i opuszce węchowej. Hipokamp jest niezbędny do uczenia się, pamięci i orientacji przestrzennej, podczas gdy opuszka węchowa nadaje znaczenie informacjom, które oddają nasz zmysł węchu.

Ma to sens, ponieważ wyjaśnieniem dla naszego mózgu produkującym nowe neurony jest to, że musi on utrzymywać zestaw komórek o określonych właściwościach, ale trwa to przez ograniczony czas. Ponadto są one niezbędne, ponieważ są wyspecjalizowane w przeprowadzaniu bardzo specyficznego przetwarzania neuronów.

Najwyraźniej liczne badania twierdzą, że neurony rodzą się w części komory bocznej, a następnie migrują do opuszki węchowej. Tam będą integrować się z istniejącymi komórkami i uczestniczyć w pamięci węchowej oraz w warunkowaniu strachu przez zapach.

Mogą również migrować do zakrętu zębatego hipokampa, uzyskując ważną rolę w uczeniu się przestrzennego i przywoływaniu wskazówek kontekstowych.

Istoty ludzkie odróżniają się od innych ssaków tym, że nie mają regeneracji w opuszce węchowej. Wykazano jednak, że ta regeneracja zachodzi w hipokampie. Wydaje się, że wyjaśnia to, dlaczego nie jesteśmy tak uzależnieni od zapachu jak inne zwierzęta, podczas gdy mamy większy stopień adaptacji poznawczej.

Przed 1998 r. Wiadomo było, że u gryzoni i dorosłych małp wystąpiła neurogeneza (narodziny nowych neuronów). Ale i u ludzi?

W tym roku Eriksson i jego zespół jako pierwsi wykazali, że regeneracja neuronów zachodzi w ludzkim hipokampie. Wykorzystali pośmiertną ludzką tkankę mózgową, udowadniając, że przez całe życie neurony rozmnażają się w zakręcie zębatym.

Zatem komórki hipokampa mają roczny wskaźnik odnowienia 1,75%.

Jednak ludzka neurogeneza w korze mózgowej występuje tylko w naszym wczesnym rozwoju i nie pozostaje w wieku dorosłym.

Regeneracja neuronów w prążkowiu

W 2014 r. Grupa naukowców z Instytutu Karolinska odkryła, że ​​w mózgu dorosłych ludzi występuje neurogeneza.

Naukowcy odkryli neuroblasty w ścianie naszej bocznej komory. Możemy powiedzieć, że neuroblasty to prymitywne komórki, które jeszcze się nie rozwinęły i że w przyszłości będą różnicować się w neurony lub komórki glejowe.

Ale to nie wszystko, odkryli również, że te neuroblasty rosną i integrują się w pobliskim obszarze: prążkowane jądro. Ta część naszego mózgu ma zasadnicze znaczenie dla kontrolowania naszych ruchów, a uszkodzenia w tym miejscu spowodowałyby zmiany ruchowe, takie jak drżenia i tiki.

W rzeczywistości ci sami autorzy odkryli, że w chorobie Huntingtona, gdzie występują deficyty ruchowe, neurony są rzadko regenerowane w prążkowiu. Ponadto w zaawansowanych stadiach choroby regeneracja całkowicie się zatrzymuje.

Regeneracja w innych obszarach mózgu

Istnieją autorzy, którzy odkryli dorosłą regenerację neuronów w innych niekonwencjonalnych obszarach, takich jak kora nowa, kora gruszkowata i struktury limbiczne, takie jak ciało migdałowate, podwzgórze lub obszar przedbrzuszny. Te ostatnie odgrywają zasadniczą rolę w zachowaniach społecznych.

Istnieją jednak naukowcy, którzy uzyskali sprzeczne wyniki lub zastosowali niedokładne metody, które były w stanie zmienić wyniki. Dlatego konieczne jest kontynuowanie badań w celu potwierdzenia tych wyników.

Z drugiej strony, trzeba wspomnieć, że skomplikowane jest badanie u ludzi regeneracji neuronów według istniejących ograniczeń etycznych. Z tego powodu jest więcej postępów w dziedzinie zwierząt.

Opracowano jednak nieinwazyjną technikę zwaną spektroskopią rezonansu magnetycznego, która może badać istnienie komórek progenitorowych w ludzkim mózgu..

Istnieje nadzieja, że ​​w przyszłości techniki te mogą zostać udoskonalone, aby dowiedzieć się więcej o neurogenezie u dorosłych ludzi.

Czynniki, które zwiększają regenerację neuronów u dorosłych

- Wzbogacone środowisko i aktywność fizyczna

Wydaje się, że bardziej złożone środowisko zwiększa możliwość przeżyć na żywo i wywołuje stymulację sensoryczną, poznawczą, społeczną i motoryczną.

Ten fakt nie wydaje się zwiększać neurogenezy, ale zwiększa przeżywalność komórek hipokampa u gryzoni i ich poziom specjalizacji.

Jednakże wykazano, że tylko dobrowolna aktywność fizyczna zwiększa neurogenezę, oprócz przetrwania tych komórek u dorosłych myszy.

Jeśli uznamy wzbogacone środowisko za większe możliwości uczenia się, potwierdzono, że samo uczenie się ma decydujące znaczenie w neurogenezie hipokampa..

- Zadania edukacyjne

W badaniu Goulda i wsp. Z 1999 r. Wykazano, że uczenie się zwiększa neurogenezę w hipokampie. Oznaczali nowe komórki u szczurów i obserwowali, dokąd zmierzają, wykonując różne zadania edukacyjne.

W ten sposób zweryfikowali, że liczba zregenerowanych neuronów podwoiła się w zakręcie zębatym, gdy szczury wykonały zadania uczenia się obejmujące hipokamp. Podczas gdy w czynnościach, w których hipokamp nie uczestniczył, ten wzrost nie wystąpił.

Potwierdzają to inne badania, takie jak Shors i in. w 2000 r. lub Van Van Praag i wsp. (2002), chociaż dodają, że nowe komórki ewoluują i stają się dojrzałymi komórkami funkcjonalnymi podobnymi do tych już istniejących w zakręcie zębatym.

Odnośnie czynności edukacyjnych, w które zaangażowany jest hipokamp, ​​znajdujemy: uwarunkowanie migotania, najlepiej pożywienia lub uczenie się nawigacji kosmicznej.

- Interakcje społeczne

W interesującym badaniu Lieberwirtha i Wanga (2012) stwierdzono, że pozytywne interakcje społeczne (takie jak kojarzenie) zwiększają neurogenezę dorosłych w układzie limbicznym, podczas gdy negatywne interakcje (takie jak izolacja) zmniejszają ją.

Wyniki te należy jednak skontrastować z nowymi badaniami, które mają zostać potwierdzone.

- Czynniki neurotroficzne

Substancje, które promują wzrost nerwów, to takie jak BDNF (czynnik neurotroficzny pochodzący z mózgu), CNTF (rzęskowy czynnik neurotroficzny), IGF-1 (insulinopodobny czynnik wzrostu typu I) lub VEGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowy).

- Neuroprzekaźniki

Istnieją pewne typy neuroprzekaźników, które regulują proliferację komórek.

Na przykład GABA, który jest inhibitorem, reguluje neurogenezę hipokampa. Dokładniej, zmniejsza go, ale jednocześnie zwiększa integrację nowych neuronów z poprzednimi.

Inny neuroprzekaźnik, glutaminian, zmniejsza regenerację neuronów. Tak jak w przypadku wstrzyknięcia substancji o przeciwnym skutku (antagonista), regeneracja ponownie wzrasta.

Z drugiej strony, serotonina zwiększa neurogenezę w hipokampie, podczas gdy jej brak zmniejsza ją.

- Leki przeciwdepresyjne

W badaniu Malberga i in. (2000) wykazano, że długotrwałe narażenie na leki przeciwdepresyjne zwiększa proliferację komórek w hipokampie. Jednak udowodniono to tylko u szczurów.

Czynniki hamujące regenerację neuronów u dorosłych

- Stres

Liczne badania pokazują, że wzrost stresu powoduje znaczące zmniejszenie regeneracji neuronów hipokampa.

Ponadto, jeśli stres jest przewlekły, zmniejsza zarówno neurogenezę, jak i przetrwanie tych komórek.

- Sterydy

Kortykosteroidy, takie jak glukokortykoidy, które są uwalniane podczas reakcji na stres, powodują zmniejszenie neurogenezy hipokampa. Odwrotna sytuacja ma miejsce, gdy poziomy tej substancji są zmniejszone.

Podobnie dzieje się ze steroidami gonadowymi. W rzeczywistości u kobiet proliferacja neuronów różni się w zależności od poziomu sterydów w każdej fazie cyklu hormonalnego.

W przypadku podawania samicom estrogenu przez mniej niż 4 godziny, zwiększa się proliferacja neuronów. Jeśli jednak podawanie trwa do 48 godzin, to proliferacja jest stłumiona.

- Izolacja społeczna

Wydaje się, że porażka społeczna, podobnie jak izolacja, zmniejsza regenerację neuronów i przeżycie u zwierząt, takich jak małpy, myszy, szczury i ryjówki.

- Nadużywanie narkotyków

Wykazano zmniejszenie neurogenezy i przeżycia komórek z powodu chronicznego używania alkoholu, kokainy, ekstazy, nikotyny i opioidów.

Referencje

1. Eriksson, P.T., Ekaterina P., Björk-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A. & Gage, F.H. (1998). Neurogeneza w dorosłym ludzkim hipokampie. Nature Medicine, 4, 1313-1317.
2.  Ernst, A.A., Alkass, K.A., Bernard, S.A., Salehpour, M.A., Perl, S.A., Tisdale, J.A., & ... Uppsala universitet, T. O. (2014). Neurogeneza w prążkowiu dorosłego ludzkiego mózgu. Cell, 1072.
3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A. & Shors, T.J. (1999). Nauka wzmacnia neurogenezę dorosłych w formacji hipokampa. Nature Neuroscience, 2, 260 - 265.
4. Lieberwirth, C. & Wang, Z. (2012). Środowisko społeczne i neurogeneza w dorosłym mózgu ssaków. Przód Hum Neurosci., 6, s. 1-19.
5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu, Y., Zhang, Z. i Wang, Z. (2016). Neurogeneza dorosłych hipokampa: jego regulacja i potencjalna rola w uczeniu się przestrzennym i pamięci. Brain Research, 1644: 127-140. 
6. Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. (2000). Przewlekłe leczenie przeciwdepresyjne zwiększa neurogenezę w hipokampie dorosłego szczura. J. Neurosci., 20, str. 9104-9110.
7. Shors, T. J., Miesegaes, G., Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T., i Gould, E. (2001). Neurogeneza u dorosłego bierze udział w tworzeniu wspomnień śladowych. Nature, 410 (6826), 372.
8. Van Praag H., Schinder A.F., Christie B.R., Toni N., Palmer T.D., Gage F.H. (2002). Funkcjonalna neurogeneza w dorosłym hipokampie. Natura; 415 (6875): 1030-4.
9. Yuan, T., Li, J., Ding, F. i Arias-Carrion, O. (2014). Dowody neurogenezy u dorosłych naczelnych i ludzi. Cell And Tissue Research, (1), 17.