Догма была проста: вы рождаетесь со всеми своими нейронами, а затем постепенно теряете их с возрастом. Конец истории. Но наука, как это часто бывает, переписывает концовку. Шведские исследователи использовали искусственный интеллект для идентификации клеток-предшественников в гиппокампе человека, тех, которые дают начало новым нейронам. Результат? Даже в 78 лет мозг продолжает вырабатывать новые нервные клетки. Открытие, которое не только подтверждает нейрогенез у взрослых, но и открывает захватывающие перспективы для понимания памяти, обучения и старения мозга.
Машина времени мозга
Мы годами знали, что мыши и обезьяны продолжают производить новые нейроны даже во взрослом возрасте. Но для людей этот вопрос оставался открытым, окутанным дебатами, которые разделили научное сообщество. Взрослый нейрогенез в человеческом гиппокампе казался миражом: некоторые исследования подтверждали его, другие категорически отрицали.
Команда под руководством Йонас Фрисен в Каролинском институте решили перейти к сути, используя совершенно новый подход. Они создали модели ИИ, обученные на образцах мозга шести детей, научив машины распознавать клетки-предшественники на основе активности около 10.000 XNUMX генов. Настоящий «молекулярный фоторобот» клеток, дающих начало нейронам.
Стратегия оказалась блестящей. Модели правильно идентифицировали 83% клеток-предшественников у мышей и точно предсказали отсутствие этих клеток в коре головного мозга взрослых, где нейрогенез не происходит. Надежная система распознавания, наконец. Да, но что насчет людей? Теперь я добрался до этого.
Недостающее звено в нейрогенезе
Настоящий прорыв произошел, когда исследователи применили эту систему к мозгу 14 человек, умерших в возрасте от 20 до 78 лет. Сначала они отобрали только те клетки, которые делились на момент смерти, — этот прием позволил им исключить зрелые нейроны и сосредоточиться на редких клетках-предшественниках.
результат: девять из 14 доноров показали явные признаки активного нейрогенеза. Клетки-предшественники были там, расположены точно в зубчатая извилина гиппокампа, именно там, где мы и ожидали их найти. Как я Я подчеркивал некоторое время назадспособность мозга к регенерации не имеет заранее установленных возрастных ограничений.
Это исследование, опубликовано в журнале Science, наконец, предоставляет недостающее звено, которое мы искали: прямые доказательства того, что нейронные клетки-предшественники существуют и делятся в мозге взрослого человека.
Нейрогенез у взрослых: индивидуальные различия
Одним из интересных аспектов исследования являются огромные индивидуальные различия. Некоторые мозги кишат клетками-предшественниками, у других их очень мало. У пяти из 14 доноров не было обнаружено никаких признаков нейрогенеза. Откуда такая изменчивость?
Исследователи предполагают, что генетические и экологические факторы могут сильно влиять на нашу способность производить новые нейроны. Стресс, физические упражнения, когнитивная стимуляция: все это может играть роль в поддержании активности этих особых клеток. Как предположил профессор Хунцзюнь Сон из Пенсильванского университета, это разнообразие может объяснить, почему некоторые люди стареют когнитивно лучше, чем другие.
Новорожденные нейроны не являются абсолютной новинкой: еще в 2013 году команда Фризена продемонстрировала, что в человеческом гиппокампе ежедневно образуется около 700 новых нейронов. Но не хватало самого важного элемента: увидеть клетки-предшественники в действии.
Последствия для памяти и болезней
Это открытие имеет глубокие последствия для нашего понимания памяти и обучения. Гиппокамп, где происходит этот нейрогенез, имеет решающее значение для формирования новых воспоминаний и навигации в пространстве. Новые нейроны могут быть ключом к нашей способности адаптироваться к новому опыту.
Сандрин Тюре из Королевского колледжа Лондона указывает, что у мышей достаточно всего нескольких новорожденных нейронов, чтобы повлиять на память и обучение. То же самое может быть верно и для нас. Хотя скорость нейрогенеза у взрослых низкая (менее 0,03% нейронов гиппокампа), функциональное воздействие может быть огромным.
Связь с нейродегенеративными заболеваниями не менее интригующая. Если мы сможем выяснить, как стимулировать нейрогенез, мы сможем разработать новые методы лечения болезни Альцгеймера, депрессии и расстройств настроения. Нейробиолог Юджиния прыгает из Нидерландского института нейронауки рассматривает это открытие как важную часть головоломки для понимания того, как человеческий мозг меняется в течение жизни.
Будущее взрослого нейрогенеза
Это исследование закрывает одну главу и открывает много других. Следующий рубеж, по мнению Герд Кемперманн из Университета Дрездена, изучает, способствуют ли различия в скорости нейрогенеза снижению когнитивных способностей при болезни Альцгеймера. Это открытие может привести к разработке целенаправленной терапии.
Исследования показывают, что предсказание нейронного будущего нашего мозга не высечено на камне. Мы продолжаем производить нервные клетки на протяжении всей нашей жизни, сохраняя способность к обновлению, которую мы считали утраченной. Человеческий мозг, в очередной раз, оказывается более пластичным и удивительным, чем мы себе представляли.
Как заключает Фризен: «Мы надеемся, что это открытие больше не будет вызывать споры, а объединит». Взрослый нейрогенез — это уже не гипотеза, которую нужно доказать, а реальность, которую нужно эксплуатировать. Стареющий мозг не обречен на упадок: в его колчане все еще есть стрелы, свежие нейроны, готовые вступить в бой.
