Нервные клетки не восстанавливаются: правда или миф? Нейрогенез: нервные клетки восстанавливаются или нет? Нервные клетки восстанавливаются или нет у женщин

20.09.2019 -

Ученые из Швеции наконец-то поставили точку в одном из традиционных нейрофизиологических споров — они убедительно доказали, что нервные клетки взрослого человека могут восстанавливаться. Впрочем, это совсем не говорит о том, что нейроны не следует беречь, поскольку, согласно полученным ими данным, регенерируют далеко не все нервные клетки.

Многие люди до сих пор считают утверждение о том, что "нервные клетки не восстанавливаются" весьма и весьма справедливым. Хотя на самом деле оно является презумпцией в чистом виде, то есть верно до тех пор, пока не доказано обратное. Дело в том, что ученые пришли у этому выводу следующим образом: изучив сам сформировавшийся нейрон, они поняли, что он не способен к делению (как и некоторые другие клетки нашего организма, например те, что составляют сердечную мышцу).

Однако это еще ничего не значит — ведь новые нейроны могут появляться из клеток-предшественников (как это происходит у эмбриона при развитии нервной системы). Тем не менее во взрослом организме млекопитающего эти предшественники обнаружены не были — хотя искали их очень тщательно. Именно это и побудило ученых принять утверждение о том, что нервные клетки не восстанавливаются — но, еще раз повторюсь, как презумпцию. Которую можно опровергнуть, доказав либо способность нейронов к размножению, либо — найдя предшественники нервных клеток во взрослом организме.

Следует заметить, что поиском таких доказательств ученые занимаются уже достаточно давно — еще в 1956 году отечественный нейробиолог И. Рампан, работавший в Институте мозга, заметил одну удивительную вещь — после сильного повреждения мозга у крыс, собак и некоторых других видов млекопитающих сохранившиеся нервные клетки светлеют, внутри них формируются два ядра, далее разделяется пополам цитоплазма, и в результате этого разделения получается два нейрона. То есть нейроны в некоторых случаях могут делиться. Правда, на подобное были способны лишь молодые нервные клетки — у старых животных деление не происходило.

К сожалению, из-за "железного занавеса", который тогда отгораживал от всего мира не только жителей СССР, но и отечественную науку, работа Рампана не попала в ведущие мировые журналы и осталась незамеченной для большинства ученых. Однако всего через шесть лет нейрофизиолог Жозеф Олтман из Университета Пердью (США) проделал похожие исследования — он с помощью электрического тока разрушил одну из структур таламуса крысы и ввел туда радиоактивное вещество, проникающее во вновь возникающие клетки. Через несколько месяцев ученый обнаружил новые радиоактивные нейроны не только там, где он произвел разрушения, но и в другом отделе — коре головного мозга. В течение последующих семи лет Олтман опубликовал еще несколько работ, доказывающих существование нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих. Однако тогда на них так же не обратили внимания — слишком уж фантастической казалась подобная идея.

К теме нейрогенеза в мозгу у взрослых позвоночных вернулись только через 20 лет. На этот раз объектом исследования были птицы. Профессор Фернандо Ноттебуму из Рокфеллеровского университета (США) убедительно доказал, что у взрослых самцов канареек процесс образования новых нейронов постоянно происходит в вокальном центре мозга, хотя их количество подвержено сезонным колебаниям (наиболее активно нейрогенез протекает весной). Примерно тогда же, в середине 80-х годов прошлого века отечественный физиолог А. Поленов открыл нейрогенез в мозгу тритонов и лягушек.

В начале 1990-х годов ученым удалось доказать, что этот процесс идет и у млекопитающих. Группа ученых, которыми руководил профессор Гейдж из Университета Салка (США), построили миниатюрный город, куда запустили обычных мышей, которые играли там, занимались своеобразной "физкультурой", а также отыскивали выходы из лабиринтов. В итоге оказалось, что у таких "городских" мышей новые нейроны возникали в гораздо большем количестве, чем у их пассивных сородичей, погрязших в рутинной жизни в виварии.

Ученые, заинтересовавшись, решили выяснить, каким образом это происходит. Через некоторое время они нашли в мозгу взрослых грызунов клетки, которые, по их предположению, могли являться стволовыми. После этого был проведен следующий эксперимент — мозговую ткань, содержащую "кандидатов" в стволовые клетки, пересадили в разрушенную сетчатку глаза крысы. И что вы думаете, они действительно превратились в нейроны, а ослепленная крыса вновь стала видеть!

Получается, что Рампан был не прав, и на самом деле новые нейроны возникают не в результате деления старых, а из своих предшественников? В реальности все обстоит намного сложнее, в 2003 году группа профессора Гейджа опубликовала работу, в которой показала, что новые нейроны могут образовываться и из стволовых клеток крови! Оказалось, что они могут проникать в мозг при травмах, а дальше происходит следующее: эти клетки сливаются с нейронами, образуя двуядерные конгломераты. Затем "старое" ядро нейрона разрушается, а его замещает "новое" ядро стволовой клетки крови. Видимо, именно этот процесс и наблюдал Рампан, однако он не смог его правильно интерпретировать.

Итак, многочисленные эксперименты основательно пошатнули презумпцию о том, что нервные клетки не восстанавливаются. Однако у скептиков осталось последнее прибежище — хорошо, говорили они, у животных этот процесс возможен, однако у человека подобное никогда не происходит. Впрочем, в 1998 году эксперименты американских ученых показали, что нейрогенез продолжается даже у взрослого человека, а происходит он в гиппокампе — отделе переднего мозга, который лежит под большими полушариями и принимает участие в формирования эмоций, консолидации памяти (то есть переходе кратковременной памяти в долговременную), а так же в "создании" сновидений.

Эта работа произвела сенсацию, однако из-за того, что подобные эксперименты признали опасными для здоровья человека, долгое время никто не решался их повторить. То есть полученные ранее результаты так и не перепроверились в других, независимых исследованиях, поэтому данная работа была поставлена под сомнение. И только недавно группа ученых из Каролинского института (Швеция), которой руководила доктор Кирсти Сполдинг, выяснили, что новые клетки в гиппокампе взрослого человека все-таки образуются. При этом исследователи использовали весьма нестандартную методику — вычисление соотношения изотопов углерода С 14 и С 12 .

Как мы знаем, радиоактивный углерод С 14 весьма нестабилен и быстро разрушается. Поэтому, по соотношению С 14 и С 12 в молекулах клетки можно понять, сколько минуло времени со дня смерти объекта — то есть с момента, когда клетки перестали поглощать радиоактивный углерод. Однако откуда он взялся в мозге человека? Дело в том, что в 50-60-е годы прошлого века все развитые страны мира интенсивно испытывали разнообразные атомные заряды, а во время таких испытаний в окружающую среду в изобилии поступал радиоактивный изотоп углерода С 14 . Потом, после 1963 года (когда был принят Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой) эти испытания сошли на нет и радиоактивного углерода в природе стало на порядки меньше.

Долгое время на вопрос «восстанавливаются ли нервные клетки» даже от ученых можно было услышать только отрицательный ответ. Именно поэтому знаменитое утверждение, предостерегающее людей от переживаний в различных стрессовых ситуациях, многие до сих пор считают аксиомой. Отсутствие исследовательской базы и необходимого оборудования не давали ученым возможности удостовериться в том, что нейроны мозга способны к самовосстановлению.

В 1962-м году американскими учеными были проведены первые опыты на крысах, результаты которых стали ошеломляющими: восстановление нервных клеток – это естественный процесс, однако их регенерация в мозге людей получила научное подтверждение только в 1998 году. 1

Разрушающее действие на мозг оказывают стрессы, бессонница, хронические недосыпания, радиация, злоупотребление алкоголем и наркотическими веществами, а также другие негативные факторы. Все это могло бы стать фатальным для человека, если бы не процесс восстановления нервных клеток, названный нейрогенезом.

В современном обществе больше не актуален вопрос, нервные клетки восстанавливаются или нет, так как каждое из проведенных исследований уже подкреплено опубликованными фактами и цифрами:

скорость нейрогенеза у человека составляет 700 нейронов в день;
за год обновляется около 1,75% нервных клеток;
на данные показатели не влияет гендерная принадлежность;
активность регенерации снижается с возрастом, но на качество нейронов это не влияет;
с возрастом клеточный цикл удлиняется. 2

Сложность нервной системы и роль в ней нервных клеток человека

Основной элемент нервной системы – нейрон, или нервная клетка. Их количество в человеческом организме составляет десятки миллиардов, и все они взаимосвязаны между собой. Нервная система является сложной и мало изученной частью человеческого организма.

Вопросу восстановления нервных клеток человека уделяется много внимания, однако на сегодняшний момент ученые смогли исследовать и изучить всего 5% нейронов. В результате было выяснено, что снаружи они покрыты так называемой миелиновой оболочкой (белок, способный само обновляться на протяжении всей человеческой жизни). Таким образом, ранее существовавшая теория о невозможности регенерации нейронов – всего лишь миф.

Со всеми органами и тканями организма нервная система связана через нервы, несущие в себе информацию из внешней среды. Она выполняет массу сложных и многообразных функций, определяющихся взаимодействием между нервными клетками. Самыми важными из них считаются:

объединение или интеграция – обеспечение взаимодействия всех органов и систем, благодаря ее корректной работе организм функционирует как единое целое;
участие в переработке информации, поступающей через как внутренние, так и внешние рецепторы;
преобразование, переработка и передача полученной информации соответствующим органам и системам;
развитие по мере усложнения окружающей среды. 3

Исследование ученых Элизабет Гоулд и Чарльза Гросса, работающих в Принстонском университете на факультете психологии, опубликованное в 1999 году, стало новой ступенькой развития медицины и позволило дать обоснованный ответ на волнующий пытливые умы вопрос: так восстанавливаются нервные клетки или нет?

Подопытными стали зрелые обезьяны. В результате эксперимента было установлено, что в их мозге ежедневно возникают тысячи новых нейронов, при этом они не перестают продуцироваться до самой смерти.

На Всемирном конгрессе психиатров, который организовывается раз в три года и в последний раз состоялся в 2014 году, ученые отметили, что человеческий мозг развивается не только в детстве и в подростковом возрасте – он продолжает меняться, регенерируется и развивается всю нашу жизнь. При этом основное воздействие на этот орган оказывают эмоциональные факторы.

Восстановление нервных клеток человеческим организмом – длительный процесс, однако увеличить его скорость возможно, если заниматься интеллектуальным трудом: новые нейроны образуются только в отделах мозга, связанных с работой мысли и новыми знаниями. По данным, предоставленным участниками конгресса, нейроны воспроизводятся быстрее:

в экстремальных ситуациях;
при решении сложных задач;
в процессе планирования;
при необходимости задействовать память, особенно кратковременную;
в решении вопросов пространственной ориентации. 4

Как восстановить нервные клетки? 5

Стресс негативно влияет на весь организм и на нервную систему в частности – нейроны разрушаются. Если вы задумываетесь о том, как восстановить нервные клетки, примите во внимание некоторые правила:

соизмеряйте свои мечты с реальностью;
учитесь организовывать свою жизнь;
прекращайте плыть по течению;
найдите смысл собственной жизни;
создавайте социальные связи;
улучшайте отношения с людьми, особенно с близкими;
не забывайте, для регенерации нервной ткани обычно не нужны материальные затраты;
ищите решения возникающих проблем;
помните, что учеба в любом возрасте способствует регенерации нервных клеток.

Ученые из США М. Рубин и Л. Кац ввели в науку термин «нейробика» и рекомендуют для восстановления нервных клеток регулярно проводить умственные тренировки. Полезна такая аэробика и детям, и взрослым, через некоторое время отмечается быстрое усвоение нового материала, развитие памяти и улучшение работоспособности мозга даже в преклонном возрасте. На Всемирном конгрессе психиатров директор российского Научно-исследовательского Психоневрологического Института им. Бехтерева профессор Н.Г. Незнанов акцентировал внимание в своем выступлении, что и при старческом слабоумии есть возможность восстановления нейронов и тканей.

4. На основе информации официального сайта «Новости науки Science-digest» – публикация материалов со Всемирного конгресса психиатров в электронном журнале от 17.05.2014 г.

5. Раздел написан по переведенным материалам, опубликованным в журнале Science –Gould E., Tanapat P., Hastings N.B., Shors T.J. Neurogenesis in adulthood: a possible role in learning. Trends Cog. Sci. 1999; 3(5):186-1992.», а также на основании информации официального сайта «Новости науки Science-digest» – публикация материалов со Всемирного конгресса психиатров в электронном журнале от 17.05.2014г.

Несмотря на тот факт, что нейрогенез продолжительное время считался фантастикой, а биологи в один голос утверждали, будто восстановить потерянные нейроны невозможно, все же на деле это оказалось вовсе не так. Человеку необходимо просто придерживаться здоровых привычек в своей жизни.

Нейрогенез – это сложный процесс, в котором мозг человека создает новые нейроны и их соединения.

Обычному человеку, на первый взгляд, вышеописанный процесс может показаться слишком сложным для восприятия. Еще буквально вчера, ученые со всего мира выдвигали тезис о том, что к преклонному возрасту мозг человека теряет свои нейроны: они расщепляются и процесс этот необратим.

Более того, предполагалось, что травма или злоупотребление алкоголем обрекали человека на неизбежную потерю гибкости сознания (маневренность и активность мозга), которая характеризует здорового человека, придерживающегося здоровых же привычек.

Но сегодня уже сделан шаг по направлению к слову, которое вселяет в нас надежду: и слово это - нейропластичность.

Да, это абсолютная правда, что с возрастом наш мозг меняется, что повреждения и вредные привычки (алкоголь, табак) наносят ему вред. Но мозг обладает способностью к регенерации, он может вновь создавать нервные ткани и мостики-связи между ними.

Но для того чтобы это удивительное действие случилось, нужно, чтобы человек действовал, чтобы он был активным и всячески стимулировал природные способности своего мозга.

все, что вы делаете и о чем вы думаете, реорганизует ваш мозг
человеческий мозг весит всего килограмм-полтора, и при этом потребляет почти 20% всей имеющейся в организме энергии
все, что мы делаем - читаем, изучаем или даже просто разговариваем с кем-то, - вызывает удивительные изменения в структуре мозга. То есть абсолютно все, что мы делаем и что думаем, идет на пользу
если наша повседневная жизнь наполнена стрессом или тревогами, которые буквально захватывают нас, то, как правило, такие регионы, как гиппокамп (связанный с памятью) неизбежно поражаются
мозг подобен скульптуре, которая формируется из наших эмоций, мыслей, действий и ежедневных привычек
такая внутренняя карта требует огромного количества «ссылок», связей, «мостов» и «магистралей», а также сильных импульсов, которые позволяют нам оставаться на связи с реальностью

5 принципов для стимулирования нейрогенеза

1. Физические упражнения

Физическая активность и нейрогенез напрямую связаны.

Всякий раз, как мы заставляем работать свое тело (будь то прогулка, плавание или тренировка в тренажерном зале), мы способствуем оксигенации своего мозга, то есть насыщаем его кислородом.

В дополнение к тому, что к мозгу приливает более чистая и более насыщенная кислородом кровь, стимулируется еще и выработка эндорфинов.

Эндорфины улучшают наше настроение, и, таким образом, позволяют бороться со стрессом, позволяя укреплять многие нервные структуры.

Другими словами, любая деятельность, которая снижает уровень стресса, способствует нейрогенезу. Вам остается лишь найти подходящий вид занятий (танцы, ходьба, езда на велосипеде и т.д.).

2. Гибкий ум - сильный мозг

Существует множество способов поддержания гибкости ума. Для этого его нужно стараться поддерживать в режиме бодрствования, тогда он будет способен быстро «обрабатывать» все входящие данные (которые поступают из окружающей среды).

Добиться этого можно при помощи различных занятий. Оставляя в стороне вышеупомянутые физические нагрузки, отметим следующие:

чтение - читайте каждый день, это поддерживает ваш интерес и любознательность ко всему происходящему вокруг (и к новым дисциплинам, в частности).
изучение иностранного языка.
игра на музыкальном инструменте.
критическое восприятие вещей, поиски правды.
открытость ума, восприимчивость ко всему окружающему, социализация, путешествия, открытия, увлечения.

3. Рацион питания

Одним из главных врагов для здоровья мозга является пища, богатая насыщенными жирами. Потребление полуфабрикатов и ненатуральных продуктов питания замедляет нейрогенез.

Очень важно стараться придерживаться низкокалорийной диеты. Но при этом питание должно быть разнообразным и сбалансированным, чтобы не было дефицита питательных веществ.
Всегда помните, что наш мозг нуждается в энергии, и по утрам, к примеру, он будет нам очень благодарен за что-нибудь сладенькое.
Тем не менее, эту глюкозу желательно предоставить ему посредством кусочка фрукта или темного шоколада, ложечкой меда или чашкой овсянки…
А продукты, богатые жирными кислотами Омега-3, несомненно, являются наиболее подходящими для поддержания и активизации нейрогенеза.

4. Секс тоже помогает

Секс - еще один великий архитектор нашего мозга, естественный двигатель нейрогенеза. Не можете угадать причину такой связи? А дело вот в чем:

Секс не только снимает напряжение и регулирует стресс, но и обеспечивает нас мощным энергетическим зарядом, который стимулирует отделы мозга, отвечающие за память.
А такие гормоны, как серотонин, дофамин или окситоцин, вырабатываемые в моменты половой близости с партнером идут на пользу для создания новых нервных клеток.

5. Медитация

Польза медитации для нашего мозга неоспорима. Эффект настолько же удивителен, насколько и прекрасен:

Медитация способствует развитию определенных познавательных способностей, а именно вниманию, памяти, концентрации.
Она позволяет нам лучше понимать реальность и правильно направлять свои тревоги, управлять стрессом.
Во время медитации наш мозг работает в другом ритме: он производит более высокие альфа-волны, которые постепенно генерируют гамма-волны.
Данный тип волн способствует расслаблению, одновременно стимулируя нейрогенез и нейронную связь.

Несмотря на то что медитировать нужно научиться (это займет какое-то время), обязательно сделайте это, так как это прекрасный подарок для вашего ума и общего благополучия.

В заключение отметим, что все эти 5 принципов, о которых мы говорили на самом деле вовсе не так сложны, как можно было предположить. Попробуйте реализовать их на практике и позаботьтесь о здоровье своего мозга.

Будьте спокойными вместе с

Крылатое выражение "Нервные клетки не восстанавливаются" все с детства воспринимают как непреложную истину. Однако эта аксиома - не более чем миф, и новые научные данные его опровергают.

Природа закладывает в развивающийся мозг очень высокий запас прочности: при эмбриогенезе образуется большой избыток нейронов. Почти 70% из них гибнут еще до рождения ребенка. Человеческий мозг продолжает терять нейроны и после рождения, на протяжении всей жизни. Такая гибель клеток генетически запрограммирована. Конечно же погибают не только нейроны, но и другие клетки организма. Только все остальные ткани обладают высокой регенерационной способностью, то есть их клетки делятся, замещая погибшие.

Наиболее активно процесс регенерации идет в клетках эпителия и кроветворных органах (красный костный мозг). Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы. Помимо нейронов к таким клеткам относятся клетки сердечной мышцы. Как же люди умудряются сохранить интеллект до весьма преклонных лет, если нервные клетки погибают и не обновляются?

Одно из возможных объяснений: в нервной системе одновременно "работают" не все, а только 10% нейронов. Этот факт часто приводится в популярной и даже научной литературе. Мне неоднократно приходилось обсуждать данное утверждение со своими отечественными и зарубежными коллегами. И никто из них не понимает, откуда взялась такая цифра. Любая клетка одновременно и живет и "работает". В каждом нейроне все время происходят обменные процессы, синтезируются белки, генерируются и передаются нервные импульсы. Поэтому, оставив гипотезу об "отдыхающих" нейронах, обратимся к одному из свойств нервной системы, а именно - к ее исключительной пластичности.

Смысл пластичности в том, что функции погибших нервных клеток берут на себя их оставшиеся в живых "коллеги", которые увеличиваются в размерах и формируют новые связи, компенсируя утраченные функции. Высокую, но не беспредельную эффективность подобной компенсации можно проиллюстрировать на примере болезни Паркинсона, при которой происходит постепенное отмирание нейронов. Оказывается, пока в головном мозге не погибнет около 90% нейронов, клинические симптомы заболевания (дрожание конечностей, ограничение подвижности, неустойчивая походка, слабоумие) не проявляются, то есть человек выглядит практически здоровым. Значит, одна живая нервная клетка может заменить девять погибших.

Но пластичность нервной системы - не единственный механизм, позволяющий сохранить интеллект до глубокой старости. У природы имеется и запасной вариант - возникновение новых нервных клеток в головном мозге взрослых млекопитающих, или нейрогенез.

Первое сообщение о нейрогенезе появилось в 1962 году в престижном научном журнале "Science". Статья называлась "Формируются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?". Ее автор, профессор Жозеф Олтман из Университета Пердью (США) с помощью электрического тока разрушил одну из структур мозга крысы (латеральное коленчатое тело) и ввел туда радиоактивное вещество, проникающее во вновь возникающие клетки. Через несколько месяцев ученый обнаружил новые радиоактивные нейроны в таламусе (участок переднего мозга) и коре головного мозга. В течение последующих семи лет Олтман опубликовал еще несколько работ, доказывающих существование нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих. Однако тогда, в 1960-е годы, его работы вызывали у нейробиологов лишь скепсис, их развития не последовало.

И только спустя двадцать лет нейрогенез был вновь "открыт", но уже в головном мозге птиц. Многие исследователи певчих птиц обращали внимание на то, что в течение каждого брачного сезона самец канарейки Serinus canaria исполняет песню с новыми "коленами". Причем новые трели он не перенимает у собратьев, поскольку песни обновлялись и в условиях изоляции. Ученые стали детально изучать главный вокальный центр птиц, расположенный в специальном отделе головного мозга, и обнаружили, что в конце брачного сезона (у канареек он приходится на август и январь) значительная часть нейронов вокального центра погибала, - вероятно, из-за избыточной функциональной нагрузки. В середине 1980-х годов профессору Фернандо Ноттебуму из Рокфеллеровского университета (США) удалось показать, что у взрослых самцов канареек процесс нейрогенеза происходит в вокальном центре постоянно, но количество образующихся нейронов подвержено сезонным колебаниям. Пик нейрогенеза у канареек приходится на октябрь и март, то есть через два месяца после брачных сезонов. Вот почему "фонотека" песен самца канарейки регулярно обновляется.

В конце 1980-х годов нейрогенез был также обнаружен у взрослых амфибий в лаборатории ленинградского ученого профессора А. Л. Поленова.

Откуда берутся новые нейроны, если нервные клетки не делятся? Источником новых нейронов и у птиц, и у амфибий оказались нейрональные стволовые клетки стенки желудочков мозга. Во время развития зародыша именно из этих клеток образуются клетки нервной системы: нейроны и клетки глии. Но не все стволовые клетки превращаются в клетки нервной системы - часть из них "затаивается" и ждет своего часа.

Как было показано, новые нейроны появляются из стволовых клеток взрослого организма и у низших позвоночных. Однако потребовалось почти пятнадцать лет, чтобы доказать, что аналогичный процесс происходит и в нервной системе млекопитающих.

Развитие нейробиологии в начале 1990-х годов привело к обнаружению "новорожденных" нейронов в головном мозге взрослых крыс и мышей. Их находили большей частью в эволюционно древних отделах головного мозга: обонятельных луковицах и коре гиппокампа, которые отвечают главным образом за эмоциональное поведение, реакцию на стресс и регуляцию половых функций млекопитающих.

Так же, как у птиц и низших позвоночных, у млекопитающих нейрональные стволовые клетки располагаются поблизости от боковых желудочков мозга. Их перерождение в нейроны идет очень интенсивно. У взрослых крыс за месяц из стволовых клеток образуется около 250 000 нейронов, замещая 3% всех нейронов гиппокампа. Продолжительность жизни таких нейронов очень высока - до 112 дней. Стволовые нейрональные клетки преодолевают длинный путь (около 2 см). Они также способны мигрировать в обонятельную луковицу, превращаясь там в нейроны.

Обонятельные луковицы головного мозга млекопитающих отвечают за восприятие и первичную обработку различных запахов, включая и распознавание феромонов - веществ, которые по своему химическому составу близки к половым гормонам. Сексуальное поведение у грызунов регулируется в первую очередь выработкой феромонов. Гиппокамп же расположен под полушариями мозга. Функции этой сложноорганизованной структуры связаны с формированием краткосрочной памяти, реализацией некоторых эмоций и участием в формировании полового поведения. Наличие у крыс постоянного нейрогенеза в обонятельной луковице и гиппокампе объясняется тем, что у грызунов эти структуры несут основную функциональную нагрузку. Поэтому нервные клетки в них часто гибнут, а значит, их необходимо обновлять.

Для того чтобы понять, какие условия влияют на нейрогенез в гиппокампе и обонятельной луковице, профессор Гейдж из Университета Салка (США) построил миниатюрный город. Мыши там играли, занимались физкультурой, отыскивали выходы из лабиринтов. Оказалось, что у "городских" мышей новые нейроны возникали в гораздо большем количестве, чем у их пассивных сородичей, погрязших в рутинной жизни в виварии.

Cтволовые клетки можно извлечь из мозга и пересадить в другой участок нервной системы, где они превратятся в нейроны. Профессор Гейдж с коллегами провел несколько подобных экспериментов, наиболее впечатляющим среди которых был следующий. Участок мозговой ткани, содержащий стволовые клетки, пересадили в разрушенную сетчатку глаза крысы. (Светочувствительная внутренняя стенка глаза имеет "нервное" происхождение: состоит из видоизмененных нейронов - палочек и колбочек. Когда светочувствительный слой разрушается, наступает слепота.) Пересаженные стволовые клетки мозга превратились в нейроны сетчатки, их отростки достигли зрительного нерва, и крыса прозрела! Причем при пересадке стволовых клеток мозга в неповрежденный глаз никаких превращений с ними не происходило. Вероятно, при повреждении сетчатки глаза вырабатываются какие-то вещества (например, так называемые факторы роста), которые стимулируют нейрогенез. Однако точный механизм этого явления до сих пор не ясен.

Перед учеными встала задача показать, что нейрогенез идет не только у грызунов, но и у человека. Для этого исследователи под руководством профессора Гейджа недавно выполнили сенсационную работу. В одной из американских онкологических клиник группа больных, имеющих неизлечимые злокачественные новообразования, принимала химиотерапевтический препарат бромдиоксиуридин. У этого вещества есть важное свойство - способность накапливаться в делящихся клетках различных органов и тканей. Бромдиоксиуридин включается в ДНК материнской клетки и сохраняется в дочерних клетках после деления материнской. Патологоанатомическое исследование показало, что нейроны, содержащие бромдиоксиуридин, обнаруживаются практически во всех отделах мозга, включая кору больших полушарий. Значит, эти нейроны были новыми клетками, возникшими при делении стволовых клеток. Находка безоговорочно подтвердила, что процесс нейрогенеза происходит и у взрослых людей. Но если у грызунов нейрогенез идет только в гиппокампе, то у человека, вероятно, он может захватывать более обширные зоны головного мозга, включая кору больших полушарий. Недавно проведенные исследования показали, что новые нейроны во взрослом мозге могут образовываться не только из нейрональных стволовых, но из стволовых клеток крови. Открытие этого феномена вызвало в научном мире эйфорию. Однако публикация в журнале "Nature" за октябрь 2003 года во многом остудила восторженные умы. Оказалось, что стволовые клетки крови действительно проникают в мозг, но они не превращаются в нейроны, а сливаются с ними, образуя двуядерные клетки. Затем "старое" ядро нейрона разрушается, а его замещает "новое" ядро стволовой клетки крови. В организме крысы стволовые клетки крови в основном сливаются с гигантскими клетками мозжечка - клетками Пуркинье, правда, происходит это довольно редко: во всем мозжечке можно обнаружить лишь несколько слившихся клеток. Более интенсивное слияние нейронов происходит в печени и сердечной мышце. Пока совершенно непонятно, какой в этом физиологический смысл. Одна из гипотез заключается в том, что стволовые клетки крови несут с собой новый генетический материал, который, попадая в "старую" клетку мозжечка, продлевает ей жизнь.

Итак, новые нейроны могут возникать из стволовых клеток даже в мозге взрослого человека. Этот феномен уже достаточно широко применяется для лечения различных нейродегенеративных заболеваний (заболеваний, сопровождающихся гибелью нейронов головного мозга). Препараты стволовых клеток для трансплантации получают двумя способами. Первый - это использование нейрональных стволовых клеток, которые и у эмбриона, и у взрослого человека располагаются вокруг желудочков головного мозга. Второй подход - использование эмбриональных стволовых клеток. Эти клетки располагаются во внутренней клеточной массе на ранней стадии формирования зародыша. Они способны превращаться практически в любые клетки организма. Наибольшая сложность в работе с эмбриональными клетками - заставить их трансформироваться в нейроны. Новые технологии позволяют сделать это.

В некоторых лечебных учреждениях в США уже сформированы "библиотеки" нейрональных стволовых клеток, полученных из зародышевой ткани, и проводятся их пересадки пациентам. Первые попытки трансплантации дают положительные результаты, хотя на сегодняшний день врачи не могут разрешить основную проблему подобных пересадок: безудержное размножение стволовых клеток в 30-40% случаев приводит к образованию злокачественных опухолей. Пока не найдено подхода к предотвращению подобного побочного эффекта. Но, несмотря на это, трансплантация стволовых клеток, несомненно, будет одним из главных подходов в терапии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, ставших бичом развитых стран.

Доктор медицинских наук В. Гриневич

Десятилетия дискуссий, давно вошедшие в обиход поговорки, эксперименты на мышах и овцах - но все-таки может ли мозг взрослого человека образовывать новые нейроны взамен утраченных? И если может, то как? А если не может - почему?

Порезанный палец заживет за несколько дней, сломанная кость срастется. Мириады эритроцитов сменяют друг друга короткоживущими поколениями, растут под нагрузкой мышцы: наш организм обновляется постоянно. Долгое время считалось, что на этом празднике перерождения остается один аутсайдер - головной мозг. Его важнейшие клетки, нейроны, слишком высокоспециализированны, чтобы делиться. Количество нейронов падает год от года, и хотя они так многочисленны, что потеря нескольких тысяч штук не оказывает заметного влияния, способность восстанавливаться после повреждений не помешала бы и мозгу. Однако ученым долго не удавалось обнаружить присутствия новых нейронов в зрелом мозге. Впрочем, не было и достаточно тонких инструментов, позволяющих найти такие клетки и их «родителей».

Ситуация поменялась, когда в 1977 году Майкл Каплан и Джеймс Хиндс использовали радиоактивный [ 3 H]-тимидин, способный встраиваться в новую ДНК. Ее цепочки активно синтезируют делящиеся клетки, удваивая свой генетический материал и заодно накапливая радиоактивные метки. Месяц спустя после введения препарата взрослым крысам ученые получали срезы их головного мозга. Авторадиография показала, что метки находятся в клетках зубчатой извилины гиппокампа. Все-таки они размножаются, и «взрослый нейрогенез» существует.

О людях и мышах

В ходе этого процесса зрелые нейроны не делятся, как не делятся и клетки мышечных волокон, и эритроциты: за их образование отвечают различные стволовые клетки, сохраняющие «наивную» способность размножаться. Один из потомков разделившейся клетки-предшественника становится молодой специализированной клеткой и дозревает до полнофункционального взрослого состояния. Другая дочерняя клетка остается стволовой: это позволяет поддерживать популяцию клеток-предшественников на постоянном уровне, не жертвуя обновлением окружающей их ткани.

Клетки-предшественницы нейронов нашлись в зубчатой извилине гиппокампа. Позже их обнаружили и в других частях головного мозга грызунов, в обонятельной луковице и подкорковой структуре стриатума. Отсюда молодые нейроны могут мигрировать в нужную область мозга, уже на месте дозревать и встраиваться в существующие системы связей. Для этого новая клетка доказывает соседям свою полезность: ее способность к возбуждению повышена, так что даже слабое воздействие заставляет нейрон выдавать целый залп электрических импульсов. Чем активнее клетка, тем больше связей она образует с соседями и тем быстрее стабилизируются эти связи.

Взрослый нейрогенез у людей удалось подтвердить лишь пару десятилетий спустя с помощью сходных радиоактивных нуклеотидов - в той же зубчатой извилине гиппокампа, а затем и в стриатуме. Обонятельная луковица у нас, по всей видимости, не обновляется. Однако насколько активно проходит этот процесс и как он меняется во времени, точно не ясно и сегодня.

Например, исследование 2013 года показало, что до глубокой старости каждый год обновляется примерно 1,75% клеток зубчатой извилины гиппокампа. А в 2018-м появились результаты, согласно которым образование нейронов здесь прекращается уже в подростковом возрасте. В первом случае измерялось накопление радиоактивных меток, а во втором использовались красители, избирательно связывающиеся с молодыми нейронами. Сложно сказать, какие выводы ближе к истине: трудно сопоставить редкие результаты, полученные совершенно разными методами, а тем более экстраполировать на человека работы, выполненные на мышах.

Проблемы моделей

Большинство исследований взрослого нейрогенеза проводят на лабораторных животных, которые быстро размножаются и просты в содержании. Такое сочетание признаков встречается у тех, кто имеет небольшие размеры и живет совсем недолго, - у мышей и крыс. Но в нашем мозге, который лишь заканчивает созревание к 20 годам, все может происходить совершенно иначе.

Зубчатая извилина гиппокампа - это часть коры головного мозга, хотя и примитивная. У нашего вида, как и у других долгоживущих млекопитающих, кора развита заметно сильнее, чем у грызунов. Возможно, нейрогенез охватывает весь ее объем, реализуясь по какому-нибудь собственному механизму. Прямых подтверждений этому пока нет: исследования взрослого нейрогенеза в коре больших полушарий не выполнялись ни на людях, ни на других приматах.

Зато проведены такие работы с копытными. Изучение срезов мозга новорожденных ягнят, а также овец чуть постарше и половозрелых особей не нашло делящихся клеток - предшественников нейронов в коре больших полушарий и подкорковых структурах их мозга. С другой стороны, в коре животных даже старшего возраста обнаружились уже родившиеся, но недозревшие молодые нейроны. Скорее всего, они готовы в нужный момент завершить специализацию, образовав полноценные нервные клетки и заняв место погибших. Конечно, это не совсем нейрогенез, ведь новых клеток при таком процессе не образуется. Однако интересно, что такие молодые нейроны присутствуют в тех областях мозга овец, которые у человека отвечают за мышление (кора больших полушарий), интеграцию сенсорных сигналов и сознание (клауструм), эмоции (миндалевидное тело). Велика вероятность, что и у нас в аналогичных структурах найдутся незрелые нервные клетки. Но зачем они могут понадобиться взрослому, уже обученному и опытному мозгу?

Гипотеза о памяти

Число нейронов так велико, что частью из них можно безболезненно пожертвовать. Однако, если клетка выключилась из рабочих процессов, это еще не значит, что она умерла. Нейрон может перестать генерировать сигналы и реагировать на внешние стимулы. Накопленная им информация не пропадает, а «консервируется». Этот феномен позволил Кэрол Барнс, нейрофизиологу из Аризонского университета, выдвинуть экстравагантное предположение о том, что именно так мозг накапливает и разделяет воспоминания о различных периодах жизни. По мнению профессора Барнс, время от времени в зубчатой извилине гиппокампа появляется группа молодых нейронов для записи нового опыта. Через некоторое время - недели, месяцы, а может, и годы - все они переходят в состояние покоя и сигналов больше не подают. Именно поэтому память (за редчайшими исключениями) не сохраняет ничего, что происходило с нами до третьего года жизни: доступ к этим данным в какой-то момент оказывается заблокирован.

Учитывая, что зубчатая извилина, как и гиппокамп в целом, отвечает за перенос информации из кратковременной памяти в долговременную, такая гипотеза выглядит даже логичной. Однако требуется еще доказать, что гиппокамп взрослых людей действительно образует новые нейроны, причем в достаточно большом количестве. Для проведения экспериментов имеется лишь весьма ограниченный набор возможностей.

История со стрессом

Обычно препараты человеческого мозга получают во время вскрытия или нейрохирургических операций, как при височной эпилепсии, припадки которой не поддаются медикаментозному лечению. Оба варианта не позволяют проследить, как интенсивность взрослого нейрогенеза влияет на работу мозга и поведение.

Такие эксперименты проводились на грызунах: образование новых нейронов подавлялось направленным гамма-излучением или выключением соответствующих генов. Это воздействие повышало склонность животных к депрессии. Неспособные к нейрогенезу мыши почти не радовались подслащенной воде и быстро оставляли попытки держаться на плаву в заполненной водой емкости. Содержание в их крови кортизола - гормона стресса - оказывалось даже выше, чем у мышей, стрессированных обычными методами. Они были более склонны впадать в зависимость от кокаина и хуже восстанавливались после инсульта.

К этим результатам стоит сделать одно важное замечание: возможно, что показанная связь «меньше новых нейронов - острее реакция на стресс» замыкается сама на себя. Неприятные события жизни снижают интенсивность взрослого нейрогенеза, из-за чего животное становится чувствительнее к стрессам, поэтому скорость образования нейронов в мозге падает - и так далее по кругу.

Бизнес на нервах

Несмотря на отсутствие точных сведений о взрослом нейрогенезе, уже появились бизнесмены, готовые построить на нем доходное дело. Еще с начала 2010-х компания, продающая воду из родников Канадских Скалистых гор, выпускает бутылки Neurogenesis Happy Water . Утверждается, что напиток стимулирует образование нейронов за счет содержащихся в нем солей лития. Литий в самом деле считается полезным для мозга препаратом, хотя в таблетках его куда больше, нежели в «счастливой воде». Действие чудо-напитка проверили нейробиологи из Университета Британской Колумбии. 16 дней они поили крыс «счастливой водой», а контрольную группу - простой, из-под крана, а потом рассмотрели срезы зубчатых извилин их гиппокампа. И хотя у грызунов, пивших Neurogenesis Happy Water , новых нейронов появилось на целых 12% больше, их общее число оказалось невелико и говорить о статистически достоверном преимуществе нельзя.

Пока мы можем лишь констатировать, что взрослый нейрогенез в головном мозге представителей нашего вида однозначно существует. Возможно, он продолжается до глубокой старости, а может, только до подросткового возраста. На самом деле это не так важно. Интереснее то, что рождение нервных клеток в зрелом мозге человека вообще происходит: от кожи или от кишечника, обновление которых идет постоянно и интенсивно, главный орган нашего тела отличается количественно, но не качественно. И когда сведения о взрослом нейрогенезе сложатся в цельную детальную картину, мы поймем, как перевести это количество в качество, заставив мозг «ремонтироваться», восстанавливать работу памяти, эмоций - всего того, что мы зовем своей жизнью.