Kas neuronid taastuvad?

Kas neuronid taastuvad? Seda pole alati mõelnud. Tundub, et enamik meie neuroneid on sündinud siis, kui me oleme veel ema emakas ja aja möödudes nad ei paljune, vaid surevad vähehaaval.

See ei ole siiski tavapärastes olukordades muret tekitanud. On tavaline, et iga päev kaotatakse suur hulk neuroneid, mis hakkab olema patoloogiline on ülemäärane kaotus, nagu see, mis toimub dementsuses.

Kuid neuronite kadu, mida peetakse normaalseks, ei mõjuta meie kognitiivseid võimeid. Tegelikult organiseerivad neuronid oma sidemeid pidevalt, et tagada alati kõige kasulikum ja igal juhul ära kasutu.

Aga kui ma ütlesin teile, et on leitud tõendeid, et neuronid taastuvad? Kas teate, et meie ajus on teatud piirkondi, kus need rakud paljunevad, isegi kui me oleme täiskasvanud?

Neuronite regenereerimine hipokampuses

Tundub, et enamikus imetajates regenereeruvad neuronid hipokampuses ja haistmispirnis. Hippokampus on õppimise, mälu ja ruumilise orientatsiooni seisukohalt oluline, samas kui lõhnaõli annab tähenduse teabele, mis haarab meie lõhnatunde.

See on mõttekas, sest meie aju tootvate uute neuronite seletus on see, et ta peab säilitama teatud omadustega rakkude komplekti, kuid need kestavad piiratud aja. Lisaks on need olulised, kuna nad on spetsialiseerunud väga spetsiifilise neuronaalse töötlemise läbiviimiseks.

Ilmselt väidavad arvukad uuringud, et neuronid on sündinud külgkambri osas ja seejärel rännavad lõhna-pirnile. Seal integreeruvad nad olemasolevate rakkudega ja osalevad lõhnamällu ja hirmu halvendamisel lõhna kaudu.

Samuti võivad nad liikuda hippokampuse dentate gyrus'le, omandades olulise rolli ruumilise õppimise ja kontekstuaalsete märkide tagasivõtmisel.

Inimeseid eristatakse teistest imetajatest, sest neil ei ole lõhnaaegses regeneratsioonis regenereerimist. Siiski on näidatud, et see regenereerimine toimub hipokampuses. Tundub, et seletatakse, miks me ei ole nii lõhnaga nagu teised loomad sõltuvad, samas kui meil on suurem kognitiivne kohanemine.

Enne 1998. aastat oli juba teada, et närilistel ja täiskasvanud ahvidel esineb neurogeneesi (uute neuronite sünd). Aga ja inimestel?

Sel aastal esitasid Eriksson ja tema meeskond esimesena, et neuronite taastumine toimub inimese hipokampuses. Nad kasutasid postmortem-i inimese ajukude, tõestades, et kogu elu jooksul neuronid paljunevad hambakujulises gyrus.

Seega on hipokampuse rakkude aastane taastumismäär 1,75%..

Siiski esineb inimese neurogenees ajukoores ainult meie varases arengus ja ei jää täiskasvanueas.

Neuronite regenereerimine striatumis

2014. aastal avastas Karolinska Instituudi teadlaste rühm, et täiskasvanud inimeste ajus on neurogeneesi.

Need uurijad leidsid meie külgmise vatsakese seinas neuroblasti. Võime öelda, et neuroblastid on primitiivsed rakud, mis ei ole veel arenenud ja et tulevikus eristuvad nad neuroniteks või gliaalrakkudeks.

Aga see pole veel kõik, nad leidsid ka, et need neuroblastid kasvavad ja integreeruvad lähedalasuvasse piirkonda: striated tuum. See osa meie ajust on meie liikumiste juhtimiseks väga oluline ja kahju selles kohas tekitaks selliseid motoorseid muutusi nagu treemorid ja piigid..

Tegelikult avastasid samad autorid, et Huntingtoni tõve korral, kus esineb liikumishäireid, taastuvad neuronid striatumis vaevalt. Lisaks peatub haiguse edasijõudnud staadiumis taastumine täielikult.

Regenereerimine teistes aju piirkondades

On autoreid, kes on leidnud täiskasvanud närvirakkude taastumist teistes ebatavalistes piirkondades, nagu neokortex, piriformne ajukoor ja limbilised struktuurid, nagu amygdala, hüpotalamuse või preoptiline piirkond. Viimastel on oluline roll sotsiaalses käitumises.

Siiski on teadlasi, kes on saanud vastuolulisi tulemusi või kasutanud ebatäpseid meetodeid, mis on suutnud tulemusi muuta. Seetõttu on vaja nende järelduste kinnitamiseks jätkata uurimist.

Teisest küljest on vaja mainida, et neuronite regenereerimist inimestel on keeruline uurida olemasolevate eetiliste piirangute alusel. Sel põhjusel on loomade valdkonnas rohkem edusamme.

Siiski on välja töötatud mitteinvasiivne tehnika, mida nimetatakse magnetresonantsspektroskoopiaks, mis võib uurida eellasrakkude olemasolu inimese ajus..

Loodetakse, et tulevikus saab neid tehnikaid täiustada, et saada rohkem teavet neurogeneesi kohta täiskasvanud inimestel.

Täiskasvanutel neuronite taastumist suurendavad tegurid

- Rikastatud keskkond ja kehaline aktiivsus

Tundub, et keerulisem keskkond suurendab võimalust elada kogemusi ja tekitab sensoorset, kognitiivset, sotsiaalset ja motoorset stimulatsiooni.

Tundub, et see asjaolu ei suurenda neurogeneesi, kuid see suurendab hipokampuse rakkude ellujäämist närilistel ja nende spetsialiseerumise taset.

On näidatud, et lisaks nende rakkude ellujäämisele täiskasvanud hiirtel on tõestatud, et ainult vabatahtlik füüsiline aktiivsus suurendab neurogeneesi.

Kui me kaalume rikastatud keskkonda suuremateks õppimisvõimalusteks, on kinnitust leidnud, et õppimine ise on hippokampuse neurogeneesis otsustav..

- Õppimisülesanded

Gould et al. 1999 uuringus näidati, et õppimine suurendab neurogeneesi hipokampuses. Nad tähistasid uusi rakke rottidel ja täheldasid seal, kus nad tegid erinevaid õppeülesandeid.

Seega kontrollisid nad, et regenereeritud neuronite arv kahekordistus hambakujulises giruses, kui rotid tegid hippokampusega seotud õppimisülesandeid. Kuigi tegevustes, kus hipokampus ei osalenud, ei toimunud seda kasvu.

Seda kinnitavad ka teised uuringud, nagu näiteks Shors et al. 2000 või Van Praag jt (2002), kuigi need lisavad, et uued rakud arenevad ja muutuvad küpseteks funktsionaalseteks rakkudeks, mis on sarnased dentate gyrus'e olemasolevatele rakkudele..

Mis puudutab õppetegevust, milles hippokampus on kaasatud, leiame: välklambi konditsioneerimine, eelistatavalt toidule või kosmose navigeerimise õppimine.

- Sotsiaalne suhtlemine

Lieberwirth & Wangi (2012) huvitavas uuringus leiti, et positiivne sotsiaalne koostoime (näiteks paaritumine) suurendab täiskasvanute neurogeneesi limbilises süsteemis, samas kui negatiivsed koostoimed (näiteks eraldatus) vähendavad seda.

Neid tulemusi tuleb siiski seostada uute uuringute kinnitamisega.

- Neurotroofsed tegurid

O ained, mis soodustavad närvi kasvu, oleksid sellised, nagu BDNF (aju neurotroofne faktor), CNTF (tsiliaraalne neurotroofne faktor), IGF-1 (insuliinitaoline kasvufaktor I tüüp) või VEGF (endoteeli kasvufaktor) vaskulaarne).

- Neurotransmitterid

Rakkude proliferatsiooni reguleerivad teatud tüüpi neurotransmitterid.

Näiteks GABA, mis on inhibeeriv, reguleerib hipokampuse neurogeneesi. Täpsemalt vähendab see seda, kuid samal ajal suurendab see uute neuronite integreerimist eelnevate neuronitega.

Teine neurotransmitter, glutamaat, vähendab neuronite taastumist. Sarnaselt vastupidise toimega aine (antagonist) süstimisega suureneb taas taastumine.

Teisest küljest suurendab serotoniin hippokampuses neurogeneesi, samas kui selle puudumine vähendab seda.

- Antidepressandid

Malberg et al. (2000) on näidatud, et pikaajaline kokkupuude antidepressantidega suurendab raku proliferatsiooni hipokampuses. Kuid seda on tõestatud ainult rottidel.

Täiskasvanutel neuronite taastumist pärssivad tegurid

- Stress

Paljud uuringud näitavad, et stressi suurenemine vähendab oluliselt hipokampuse neuronaalset taastumist.

Lisaks, kui stress on krooniline, vähendab see nii nende rakkude neurogeneesi kui ka ellujäämist.

- Steroidid

Kortikosteroidid, nagu glükokortikoidid, mis vabanevad stressireaktsiooni ajal, põhjustavad hipokampuse neurogeneesi vähenemist. Vastupidine on selle aine sisalduse vähendamine.

Midagi sarnast juhtub gonadade steroididega. Tegelikult varieerub neuronite proliferatsioon naistel sõltuvalt steroidide tasemest hormonaalse tsükli igas faasis.

Kui östrogeeni naistele manustatakse vähem kui 4 tundi, suureneb neuronaalne proliferatsioon. Kui manustamist jätkatakse kuni 48 tunnini, siis see proliferatsioon on pärsitud.

- Sotsiaalne isolatsioon

Tundub, et sotsiaalne ebaõnnestumine, nagu isoleerimine, vähendab neuronite regenereerimist ja elulemust loomadel, nagu ahvid, hiired, rotid ja karvad..

- Narkootikumide kuritarvitamine

On näidatud neurogeneesi ja rakkude elulemuse vähenemist alkoholi, kokaiini, ecstasy, nikotiini ja opioidide kroonilise kasutamise tõttu..

Viited

1. Eriksson, P.T., Ekaterina P., Björk-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A. & Gage, F.H. (1998). Neurogenees täiskasvanud inimese hipokampuses. 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). Neurogenees täiskasvanud inimese aju striatumis. Cell, 1072.
3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A. & Shors, T.J. (1999). Õppimine suurendab täiskasvanute neurogeneesi hippokampuse moodustumisel. Nature Neuroscience, 2, 260 - 265.
4. Lieberwirth, C. & Wang, Z. (2012). Sotsiaalne keskkond ja neurogenees täiskasvanud imetajate ajus. Esikülg Hum. Neurosci., 6, lk. 1-19.
5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu, Y., Zhang, Z. & Wang, Z. (2016). Hippokampuse täiskasvanud neurogenees: selle regulatsioon ja potentsiaalne roll ruumilises õppes ja mälus. Brain Research, 1644: 127-140. 
6. Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. (2000). Krooniline antidepressantravi suurendab neurogeneesi täiskasvanud roti hipokampuses. J. Neurosci., 20, lk. 9104-9110.
7. Shors, T. J., Miesegaes, G., Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T., ja Gould, E. (2001). Jälgimälu moodustamises osaleb täiskasvanu neurogenees. Nature, 410 (6826), 372.
8. Van Praag H., Schinder A.F., Christie B.R., Toni N., Palmer T. D., Gage F.H. (2002). Funktsionaalne neurogenees täiskasvanud hipokampuses. Loodus; 415 (6875): 1030-4.
9. Yuan, T., Li, J., Ding, F., & Arias-Carrion, O. (2014). Tõendid täiskasvanud neurogeneesi kohta ahvilistel ja inimesel. Rakkude ja koe uuring, (1), 17.