Почему нервная клетка не делится

Доктор медицинских наук В. ГРИНЕВИЧ.

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.

"Наука и жизнь" о стволовых клетках:

Белоконева О., канд. хим. наук. Запрет для нервных клеток. - 2001, № 8.

Белоконева О., канд. хим. наук. Праматерь всех клеток. - 2001, № 10.

Смирнов В., акад. РАМН, член-корр. РАН. Восстановительная терапия будущего. - 2001, № 8.

Как же часто приходится слышать фразу: нервные клетки не восстанавливаются. Именно этими словами человека пытаются убедить не переживать. И до недавнего времени эта фраза считалась правдой. Но некоторые открытия позволили ученным засомневаться в принятом догмате. Итак, восстанавливаются ли нервные клетки (этот процесс медики называют нейрогенезом) в человеческом организме?

Нейрогенез – прорыв в нейробиологии

Долгое время нейробиологи были уверены, что нервные клетки не способны восстанавливаться. Автором такой теории принято считать испанского врача, основоположника нейробиологии Сантьяго Рамон-и-Кахаля. Он утверждал, что все нервные пути являются неизменными и фиксированными. Нервные клетки умирают и не способны восстанавливаться.

Такая теория базировалась на следующих принципах:

Представление о нейрогенезе формировалось на протяжении нескольких десятков лет:

1962 год. Джозеф Альтман с группой ученых обнаружил радиоактивный тимидин в клетках зубчатой извилины. Такое вещество способно встраиваться в ДНК только тех клеток, которые могут делиться. Поэтому обнаружение тимидина в гиппокампе (отделе мозга) многих ввело в замешательство. Однако доказать, что маркированы были именно нейроны, ученым не удалось.
1977 год. Исследователь Джеймс Хиндс и его коллега Михаэль Каплан повторили опыт Альтмана. Благодаря использованию электронной микроскопии они смогли подтвердить, что именно нейроны получили маркировку.
1989 год. Фернандо Нотебоум обнаружил в мозге у канареек, распевающих новые песни, формирование нейронов.
2011 год. Были получены доказательства нейрогенеза в отдельных участках мозга у млекопитающих и людей.

Нервная клетка (ее называют нейрон) является довольно сложной структурой. Она обладает несколькими разветвленными отростками (дендритами и аксонами). За счет этих отростков нейроны контактируют между собой или с другими тканями (к примеру, с мышечными волокнами). Если эти связи нарушаются, то у человека начинают развиваться патологии нервной системы.

Нервные клетки не способны делиться. Экспериментальные попытки вызвать деление нейронов привели к гибели клеток. Ведь для того чтобы разделиться, нейрону приходилось терять все связи. Поэтому и было распространено мнение о невосстановлении нервных клеток.

Однако в головном мозге происходит процесс появления новых нейронов. Они формируются из клеток-предшественниц. Такой процесс называется нейрогенез. Появление новых нейронов обнаружено в гиппокампе и субвентрикулярной зоне. Нервные клетки появляются ежедневно. Затем нейроны перемещаются в другие отделы мозга, в которых выполняют возложенные на них функции.

Факторы, влияющие на нейрогенез

До сегодняшнего дня процесс нейрогенеза остается малоизученным и таящим множество загадок. Однако некоторые закономерности ученым удалось определить.

Появление новых нейронов в мозге значительно усиливается под действием следующих факторов:

благоприятной окружающей среды;
обучения;
умеренных занятий спортом;
приема антидепрессантов;
действия некоторых гормонов (например, эстрогена).

Некоторые моменты могут замедлить нейрогенез. Ухудшить процесс образования нейронов способны такие факторы:

чрезмерные стрессы;
употребление глюкокортикоидов;
воздействие на организм гормонов стресса (кортизол);
естественное старение.

Некоторые заболевания способны разрушать нейроны. Такие патологии могут значительно замедлить, а иногда и полностью остановить процесс нейрогенеза.

К таким болезням относят:

Инсульт. Это патология, при которой возникает острое нарушение кровотока в мозге. Происходит нарушение связей некоторых нейронов. Отдельные участки мозга отмирают.
Болезнь Альцгеймера. Нейродегенеративное заболевание, при котором у человека наблюдаются прогрессирующие функциональные и когнитивные нарушения (утрата памяти, нарушение речи, двигательные нарушения).
Болезнь Паркинсона. Патология характеризуется постепенным отмиранием двигательных нейронов, которые синтезируют дофамин.
Болезнь Гентингтона. Это генетическое заболевание, при котором наблюдается дегенеративное разрушение нейронов.
Эпилепсия. Хроническая патология, при которой периодически происходит синхронное возбуждение нейронов в определенном участке мозга (эпилептогенном очаге).
Депрессия. При данной патологии отростки нейронов перестают доставлять серотонин (гормон счастья) в необходимые центры. Это приводит к стойкому ухудшению настроения. Если лечение подобрано правильно, то врачам удается восстановить нейронные связи и полностью избавить человека от депрессии.

Почему нервные клетки при таких патологиях не восстанавливаются? Ученые пытаются найти ответ на этот вопрос. Они уверены, что в скором будущем смогут не только найти ответ, но и разработают препараты, полностью восстанавливающие нейрогенез. А значит, они смогут вылечить болезни, которые сегодня считаются неизлечимыми.

Факт №1: Гибель нервных клеток в нас изначально запрограммирована.

Факт №2: Наиболее интенсивно нейроны гибнут у детей

70% нейронов, заложенных еще при эмбриогенезе, гибнут ещё до рождения ребёнка. И это нормально – именно в детском возрасте способность к обучению должна быть максимальна, а потому и мозг должен обладать самыми значительными резервами. Резервами, которые прямо в ходе обучения апробируются и сокращаются по мере возможности, чтобы снизить нагрузку на весь организм. Иными словами, можно сказать, что избыточное количество клеток нервной системы – необходимое условие для обучения и то, что обеспечивает многообразие возможных вариантов развития человека – то есть нашу индивидуальность.

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. Одна живая нервная клетка может заменить девять погибших.

В зрелом возрасте процесс гибели клеток продолжается, но уже не так сильно. Однако, если не нагружать мозг новой информацией, то он будет оттачивать старые навыки, сокращая количество нервных клеток, необходимых для их реализации. Клеток будет становиться меньше, а связей у них с другими клетками – больше. И это, опять-таки, совершенно нормальный процесс.

У пожилого человека нейронов в мозгу существенно меньше, чем у младенца или молодого человека. Однако соображать он может намного быстрее, не говоря уж о том, что знает существенно больше. Всё это – благодаря отлично простроенной в процессе обучения архитектуре связей между нейронами.

А вот в старости, если нет обучения, то мозг человека, как и весь организм, начинает программу свёртывания – то есть старения, приводящего к смерти. И чем меньше показатели востребованности у разных систем организма, то есть чем меньше физическая и интеллектуальная нагрузка, чем меньше человек двигается и общается с другими людьми – тем процесс быстрее. Вот почему требуется постоянно осваивать новую информацию.

Факт №3: Нервные клетки восстанавливаются – причем генерируются в трех местах человеческого организма

Новые нервные клетки не появляются в ходе деления, как это происходит в других органах и тканях организма, а образуются в ходе нейрогенеза, который наиболее активен во время внутриутробного развития. Нейрогенез начинается с деления предшественников нейронов - нейронных стволовых клеток, которые затем мигрируют, дифференцируются и образуют полностью функционирующий нейрон.

Нейрон — особенная клетка, у неё имеются отростки: длинные называются аксонами, а короткие разветвлённые —дендритами. Нейроны генерируют нервные импульсы, передавая их соседним нервным клеткам. Средний диаметр тела нейрона составляет около 0,01 мм, а общее количество нейронов в головном мозге достигает 100 миллиардов. Если тела всех нейронов головного мозга выстроить в одну линию, то её длина составит 1000 километров. Нейроны отличаются друг от друга по размеру, разветвлённости дендритов и длине аксонов. Самые длинные аксоны достигают метра. Это — аксоны гигантских пирамидных клеток коры больших полушарий. Они тянутся к нейронам нижних отделов спинного мозга, контролирующим двигательную активность мышц туловища и конечностей.

Впервые сообщение об образовании новых нервных клеток во взрослом организме млекопитающих появилось ещё в 1962 году. Но тогда результаты работы Джозефа Олтмана, опубликованные в журнале Science, не были восприняты всерьёз, и признание нейрогенеза отложилось почти на двадцать лет. С тех пор неоспоримые доказательства существования этого процесса во взрослом организме были получены для певчих птиц, грызунов, амфибий и некоторых других животных. И только в 1998 году нейробиологам во главе с Питером Эрикссоном и Фредом Гейгом удалось продемонстрировать образование новых нейронов в гиппокампе человека и доказать существование нейрогенеза в головном мозге взрослых людей. Сейчас исследование нейрогенеза является одним из самых приоритетных направлений в нейробиологии. Учёные и медики видят в нём большой потенциал для лечения дегенеративных заболеваний нервной системы, таких как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона.

Факт №4: Стволовые нейрональные клетки мигрируют в организме

Так же, как у птиц и низших позвоночных, у млекопитающих нейрональные стволовые клетки располагаются поблизости от боковых желудочков мозга. Их перерождение в нейроны идёт очень интенсивно. Так, 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. Более того, стволовые нейрональные клетки мигрируют! И в среднем преодолевают путь длиной около 2 см. И если они попадают в обонятельную луковицу, то превращаются там в нейроны.

Также стволовые клетки можно извлечь из мозга и пересадить в другой участок нервной системы, где они превратятся в нейроны. Недавно проведённые исследования показали, что новые нейроны во взрослом мозге могут образовываться не только из нейрональных стволовых клеток, но из стволовых клеток крови. Однако последние не превращаются в нейроны, а сливаются с ними, образуя двуядерные клетки. Затем „старое“ ядро нейрона разрушается, а его замещает „новое“ ядро стволовой клетки крови.

Факт №5: Нервные клетки неспособны гибнуть от стресса, они просто тормозят свою деятельность и отдыхают

При стрессе клетки гибнут не от избыточного напряжения. Нейроны вообще не способны погибнуть от перегрузки - они просто тормозят свою деятельность и отдыхают. Нейроны гибнут от возникающего недостатка питательных веществ, особенно витаминов и из-за нарушения кровоснабжения тканей, приводящих к интоксикации продуктами жизнедеятельности и гипоксии, употреблении разнообразных лекарств, крепкого кофе и чая, наркотиков, табака и алкоголя, значительных физических нагрузках, и инфекционных болезнях. А сберечь их очень просто. Достаточно постоянно учиться чему-то новому, а также развивать уверенность в себе и крепкие эмоциональные связи с близкими людьми.

До сих пор считаете, что нервные клетки не восстанавливаются? Ученые уже опровергли это мнение. Оказывается, в таких отделах головного мозга, как гиппокамп и обонятельная луковица, накапливаются нейроны. И научных деятелей сейчас волнует вопрос о дополнительной стимуляции процесса восстановления нейронов. Хотите знать факты о нейроне? Мы собрали для вас всё самое интересное о наиболее возбудимых клетках человеческого организма, которые занимаются обработкой, хранением и передачей информации по нашему телу без остановки.

Мы теряем их!

То, что нервные клетки можно восстановить, является уже доказанным фактом. Как и то, что мы регулярно теряем нервные клетки. Нервный стресс человек испытывает в любом возрасте, даже в младенчестве. Однако больше всего нервных клеток теряют люди, сильно загруженные работой, проблемами в повседневной жизни. Также довольно много нейронов теряют дети в период взросления.

Все нейроны разные

Интересный факт – нейроны индивидуальны. Форма и размер зависят от места нахождения в теле человека и от того, какие задачи на них возложены. В общем, нейрон состоит из центральной клетки и отростков (нейритов) с разным расположением.

Каждый нейрон выполняет свою работу

У нервных клеток разные программы. Одни выполняют доставку электрических сигналов от внешних частей тела в центральную нервную систему, другие – наоборот. Первые называются сенсорными, а вторые – двигательными. Есть нейроны рецепторные, которые выполняют работу по восприятию окружающей среды (света, звука, вкуса, запаха). Интернейроны запрограммированы на передачу информации от одной клетки к другой.

Нейроны работают на наше спокойствие

Парасимпатическая нервная система обеспечивает контроль функций организма при его пребывании в состоянии покоя. Она стимулирует пищеварение, активизирует обмен веществ, помогает расслабиться. Вот почему, когда человек испытывает сильный стресс и теряет нервные клетки, у него наблюдаются различного рода расстройства. Потери в рядах нервных клеток очень серьезно отражаются на нас.

Нервную систему можно взломать

Еще не разработан эффективный способ взлома нервной системы, который бы позволил контролировать клетки мозга вспышками света, но ученые активно над этим работают. Это действительно возможно и поможет получить больше информации о работе нейронов, их функциях и способностях.

Нейроны боятся перемен

В течение всей жизни в человеческом организме формируются нейронные связи. Благодаря им мы выполняем привычные действия, обретаем определенные способности, навыки. От привычек из-за этого очень сложно избавиться, особенно от вредных. Однако если работать над собой, пытаться осознанно создавать новые нейронные связи, мы можем научиться управлять мозгом и формировать новые привычки.

Деление свойственно только молодым нейронам

Нейробласты – это молодые нервные клетки, которые имеют способность к делению, что приводит к образованию новых нейронов. Когда клетки становятся зрелыми, они перестают делиться. Поэтому с возрастом у человека становится всё меньше нейронов.

Примерно 100 миллиардов – именно о таком количестве нейронов в нашем головном мозге говорят ученые. Для сравнения, в Млечном пути от 100 до 400 миллиардов звезд. Но мы же не видим их все. А вот если взять только видимые звезды на ночном небе, то их значительно меньше, чем нейронов в нашем мозге.

Нейроны создают связи. И у каждого их может насчитываться от одной до десяти тысяч. Общее же количество нейронных связей в головном мозге доходит до 100 триллионов.

Нейронная сеть в нашем теле формирует память, рефлексы, мысли, эмоции, чувства. И нейронам, как и другим клеткам человеческого организма, необходимо питание. В этом плане нервные клетки не являются сторонниками диетических блюд, им нужна глюкоза. Именно она способствует лучшей работе нейронной сети и образованию новых связей.

А еще увеличить количество нейронных связей можно с помощью специальных упражнений для развития мозга. На сайте Викиум много эффективных тренажеров, направленных на развитие памяти, внимания, мышления, способностей к быстрому чтению, изучению языков и контролю собственных эмоций. Задания разрабатывались таким образом, чтобы не только приносили определенный эффект, но и были интересными для тренирующихся. Попробуйте! Вашим нейронам тренировки понравятся не меньше глюкозы.

Исследователи применили метод, основанный на радиоуглеродном анализе, который позволил им ретроспективно изучить клетки мозга умерших людей. Они измерили уровни радиоактивного изотопа углерода, углерода-14, в клетках мозга людей, живших в 1955—1963 годах. Почему именно в этот период? В это время СССР и США проводили активные испытания ядерного оружия, и в результате этих испытаний количество радиоактивного углерода-14 в атмосфере резко возросло. Сначала этот изотоп накапливали растения и животные, поедавшие эти растения, а затем вместе с пищей он попадал и в организм людей. И дальше встраивался в ДНК вновь появлявшихся клеток, становясь своеобразной меткой, по которой можно было определить время встраивания. Когда ученые обследовали клетки мозга людей, живших в 1955—1963 гг., то концентрация углерода-14 в них прямо показывала, что эти клетки образовались уже во взрослом возрасте. Так было получено еще одно подтверждение нейрогенеза. Но это, можно сказать, почти самый конец истории.

Первым, кто смог частично пошатнуть мнение о невозможности обновления нервных клеток, стал американский биолог Джозеф Альтман. В 1962 году в журнале Science он опубликовал первую из своих новаторских работ. Альтман вводил крысам меченый тритием нуклеотид, тимидин. В организме крыс тимидин благодаря своим свойствам встраивался в синтезирующуюся ДНК. После Альтман обследовал мозг крыс и выяснил, что именно в ДНК клеток мозга обнаруживается радиоактивный тритий, которым был помечен тимидин. А так как этот нуклеотид мог встраиваться лишь в новую ДНК, образующуюся при делении клеток, исследователь вынужден был сделать сенсационный вывод: новые нервные клетки появляются во взрослом мозге! Получив ощутимый удар, центральная догма нейробиологии пошатнулась, но так быстро не сдалась.

Как это часто бывает при ломке стереотипов, коллеги-ученые приняли результаты Альтмана в штыки, списав полученные им данные на технические погрешности. Из-за такого отношения ученому пришлось свернуть свои исследования, так как спонсоры лишили его финансирования. Вслед за Альтманом за нервные клетки на свой страх и риск взялся еще один энтузиаст, американский биолог Майкл Каплан. В 1977 году он опубликовал результаты своих исследований нейронов мозга крыс. Как и Альтману, ему удалось обнаружить радиоактивно меченный тимидин в ДНК клеток мозга. Но кроме этого, Каплан смог в электронный микроскоп разглядеть характерные признаки новорожденных нейронов — синаптические контакты с другими нейронами в мозге. После этих работ ученый провел еще серию исследований, уже с мозгом макак, но так и не смог добиться признания коллег, хотя его работы публиковали самые авторитетные научные издания. Догма нейробиологии трещала по всем швам, но силой веры продолжала держаться.

Теперь предстояло выяснить все детали все-таки открытого явления. Каковы масштабы нейрогенеза во взрослом мозге млекопитающих и в каких отделах мозга он происходит? Какова его физиологическая функция? И один из самых важных вопросов, вставших перед биологами, мог иметь большое практическое значение: влияют ли внешние факторы на процессы нейрогенеза и можно ли его усилить. Сегодня мы уже можем более или менее достоверно ответить на все эти вопросы.

Но это еще не конец. Чтобы вновь образовавшаяся нервная клетка выжила, она должна обрасти синаптическими контактами с другими клетками, то есть органично встроиться в структуру мозга, влиться в клеточный коллектив. А новые связи между нейронами появляются, когда человек усваивает какую-либо информацию — вот почему для процесса нейрогенеза так важно, чтобы мозг активно работал. Клетки, не создавшие с соседними таких связей, становятся лишними и погибают. Весь цикл нейрогенеза от начала до конца занимает по времени около семи недель. Считается установленным, что в сутки в гиппокампе человека рождается около 700 новых нейронов.

Считается установленным, что нейрогенез у млекопитающих проходит в основном в двух областях мозга: в обонятельной луковице и зубчатой извилине гиппокампа. Время от времени в печати появляются сообщения об обнаружении новых нервных клеток и в других мозговых структурах, но после проверок все они оказываются недостаточно убедительными и пока отвергаются большинством ученых. Но и того, в чем мы уверены сегодня, не так уж и мало.

Противоположным серотонину действием обладают гормоны стресса, глюкокортикоиды, прочно и наверняка блокирующие рождение нервных клеток. Поэтому стресс и хорошая работа мозга плохо совместимы. Также оказались плохо совместимы с нейрогенезом почти все пагубные привычки современного человека: курение, употребление спиртного, а также малоподвижность и обжорство. Совсем свежее исследование показало, что алкоголь очень негативно и целенаправленно влияет на нейрональные стволовые клетки. Причем женский организм оказался более уязвим для пагубного воздействия спиртного, чем мужской.

Любители гамбургеров, газировки и сладких булочек также не случайно попали в группу риска по нейрогенезу. Оказалось, что лишний вес может очень негативно влиять на обновление нейронов. Жир вокруг талии, скапливаясь в большом количестве, стимулирует воспаление в организме, выделяя в кровь вещества воспалительного процесса, цитокины. И эти цитокины, добравшись до мозга, будут мешать рождению новых клеток. Кроме этого, лишние жировые отложения вызывают в организме окислительный стресс, в результате которого активируется ядерный фактор транскрипции NF-kB, также блокирующий нейрогенез. Вот почему рацион играет такую большую роль в работе мозга.

Алексей Ржешевский

Читайте также: