На что идут новые нейроны в человеческом мозге

Кирилл Стасевич — 21 февраля 2014 года, 15:27

В мозге человека обнаружена ещё одна зона, в которой в течение жизни происходит замена старых нейронов на новые, — полосатое тело, отвечающее за рефлексы, двигательную активность и, как полагают некоторые, участвующее в работе сознания.

Давно прошли те времена, когда считалось, что нервные клетки не восстанавливаются, то есть что мы до смерти живём с теми нейронами, которые у нас образовались к зрелому возрасту — и которые постепенно отмирают, отмирают и отмирают. Уже несколько десятилетий известно о «взрослом» нейрогенезе: оказалось, что у птиц и зверей нейроны в мозге могут образовываться в течение всей жизни. Правда, нервные клетки возникают не во всём мозге, а всего в двух областях — в субвентрикулярной зоне и в гиппокампе (который, напомним, считается одним из главнейших центров памяти).

У млекопитающих нервные клетки, родившиеся в субвентрикулярной зоне, направляются к обонятельной луковице. Обоняние в жизни зверей играет первостепенную роль, и обновление нейронов соответствующего тракта поддерживает его на должном уровне. У человека в субвентрикулярной зоне тоже образуются нейроны, однако ни в какую обонятельную луковицу они не идут. Что же в таком случае с ними происходит?

Йонас Фризен (Jonas Frisén) и его коллеги из Каролинского института и Уппсальского университета (оба — Швеция) предположили, что у человека эти клетки уходят в полосатое тело, которое очень кстати расположено поблизости.

Функции этой сложноустроенной подкорковой структуры разнообразны: она контролирует рефлексы, сложные двигательные реакции, пищевое поведение; от неё, возможно, вообще зависит сознание. Поскольку когнитивная пластичность и адаптивность поведения, способность сравнивать, сопоставлять, анализировать и т. д. у приматов важнее обоняния, то вполне логичным было бы перемещение новых нейронов именно на такой «фронт работ».

Для начала исследователи проанализировали данные о транскриптомах, то бишь наборах РНК, синтезируемых в полосатом теле человека на протяжении всей жизни.

Оказалось, что молекулярные следы, указывающие на присутствие нейробластов (предшественников нервных клеток), действительно появляются в полосатом теле у человека на протяжении жизни — как и в гиппокампе, и в субвентрикулярной зоне. Кроме того, клетки полосатого тела, которые несли признаки нейробластов, почти не содержали пигмента липофусцина, накапливающегося в нейронах со временем и указывающего на их возраст.

Затем учёные проанализировали мозговые ткани раковых пациентов, получавших йододезоксиуридин — модифицированный нуклеозид, который встраивается в ДНК раковых клеток и делает её особо чувствительной к радиотерапии. Этот нуклеозид будет появляться в ДНК любых клеток, которые активно делятся, и его находили как раз в клетках полосатого тела, что указывало на их недавнее происхождение.

Наконец, авторы работы использовали метод, о котором мы писали в прошлом году: с его помощью этой же группе удалось доказать существование взрослого нейрогенеза у человека. Метод представляет собой вариацию изотопного анализа, когда оценивают содержание в ДНК изотопа ¹⁴С, количество которого на Земле заметно увеличилось после испытаний ядерного оружия, происходивших в середине ХХ века. Иначе говоря, нынешняя статья, опубликованная в журнале Cell, стала логическим продолжением материала годичной давности с доказательством взрослого нейрогенеза.

На сей раз данные радиоуглеродного анализа показали, что старые нейроны в полосатом теле регулярно заменяются новыми. Единственным исключением стали люди с болезнью Хантингтона, которая поражает как раз эту область: у таких больных нейроны в полосатом теле не обновлялись.

Получается, что обновление нейронов происходит у нас ещё и в полосатом теле, куда новые клетки приходят, видимо, из расположенной рядом субвентрикулярной зоны. Впрочем, исследователям стоит уточнить, происходит ли такое обновление в полосатом теле только у человека или, скажем, у человекообразных обезьян тоже. Если окажется, что это сугубо человеческая особенность, то тогда можно будет рассуждать на тему связи психического развития человека с особенностями обновления наших нервных клеток. Ну а с медицинской точки зрения хорошо бы подумать о том, можно ли как-то усилить или ускорить нейрогенез у взрослых людей с учётом новых сведений.

Подготовлено по материалам Каролинского института.