Ограниченная способность головного мозга к регенерации породила теорию, что нейрогенез – возникновение новых клеток в мозге – прекращается после эмбрионального развития. Однако во второй половине XX века учёные выяснили, что новые клетки рождаются в мозге на протяжении всей жизни, правда только в определенных частях головного мозга, включая области, участвующие в процессах обучения и памяти, например, в гиппокампе. Сегодня это знание помогает ученым лучше понять специфику когнитивных функций.

Новые нейроны, продемонстрированные на картинке на примере мыши (Рис. 1), зарождаются на протяжении всей жизни в определённой области гиппокампа. Эта область, известная как зубчатая извилина, также вовлечена в процесс дифференциации очень похожих между собой воспоминаний.

Рис.1 1) Новые клетки рождаются в зоне зубчатой извилины, называемой субгранулярной зоной. 2) Далее они мигрируют в зернистую зону. 3) И расширяют нервные волокна (аксоны). 4) Без определенного белка, новорожденные клетки могут слишком далеко мигрировать, вызывая проблемы с обучением и памятью.

Подобное новаторское исследование, проведенное в 2013 году задокументировало присутствие нейрогенеза на протяжении всей жизни человека. Используя радиоуглеродный анализ, исследователи оценили возраст нейронов гиппокампа в посмертных образцах мозга и построили модель изменений клеток в течение жизни человека. Они определили, что в гиппокампе человека существует значительный нейрогенез, предполагающий, что новорожденные нейроны вносят значительный вклад в функционирование мозга.

Кроме того, физическая нагрузка способствует нейрогенезу в той же области. Представленные картинки (Рис. 2) с разным увеличением показывают новые клетки в зубчатой извилине малоактивной мыши (сверху) и мыши, которая бегает в колесе (снизу). В зубчатой извилине подвижная мышь генерируется больше новых нейронов, по сравнению с малоподвижной мышью.

Многочисленные исследования показывают, что преимущества физических упражнений выходят за рамки сердечно-сосудистых тренировок и включают в себя сохранение когнитивной функции и снижения возрастной атрофии мозга. В дополнение к увеличению кровотока и факторов роста в головном мозге, нейрогенез может быть одним из способов, с помощью которых физическая активность оказывает свое нейропротекторное действие. Однако также предполагалось, что усиление нейрогенеза может предотвратить снижение когнитивных функций.

Рис. 2 Новые клетки в зубчатой извилине малоактивной мыши (сверху) и мыши, которая бегает в колесе (снизу)

Хотя история исследований нейрогенеза началась с небольшого эксперимента Джозефа Альтмана в 1962 году, при помощи новых инструментов и технологий поколение молодых ученых всё быстрее приближается к разгадке тайны нейрогенеза и старения мозга. При поддержке со стороны государственных и частных учреждений, ученые будут продолжать исследования этих открытий и определять возможные стратегии для предотвращения возрастного упадка когнитивных способностей.

Подготовили: Алмазова Т.А., Касьянов Е.Д.

Источник: Cortney C. Winkle et al. Trim9 Deletion Alters the Morphogenesis of Developing and Adult-Born Hippocampal Neurons and Impairs Spatial Learning and Memory. Journal of Neuroscience 4 May 2016, 36 (18) 4940-4958; DOI:10.1523/JNEUROSCI.3876-15.2016