CZY NEURONY REGENERUJĄ SIĘ? - NEUROPSYCHOLOGIA - 2025

Czy neurony regenerują się? Zawsze uważano, że nie. Wygląda na to, że większość naszych neuronów rodzi się, gdy jeszcze jesteśmy w łonie matki, a wraz z upływem czasu nie rozmnażają się, ale stopniowo umierają.

Jednak w normalnych sytuacjach nie było to powodem do niepokoju. Często zdarza się, że każdego dnia ginie duża liczba neuronów, co zaczyna być patologiczne, to nadmierna utrata, jak w przypadku demencji.

Ale utrata neuronów, która jest uważana za normalną, nie wpływa na nasze zdolności poznawcze. W rzeczywistości neurony nieustannie reorganizują swoje połączenia, aby zawsze wzmacniać najbardziej przydatne i odrzucać bezużyteczne.

Ale co, jeśli powiem ci, że znaleziono dowody na regenerację neuronów? Czy wiesz, że istnieją pewne obszary naszego mózgu, w których te komórki rozmnażają się, mimo że jesteśmy dorośli?

Regeneracja neuronów w hipokampie

Wydaje się, że u większości ssaków neurony regenerują się w hipokampie i opuszce węchowej. Hipokamp jest niezbędny do uczenia się, pamięci i orientacji przestrzennej, podczas gdy opuszka węchowa nadaje sens informacjom przechwyconym przez nasz zapach.

Ma to sens, ponieważ wyjaśnienie, jakie daje nasz mózg produkujący nowe neurony, jest takie, że musi on utrzymywać zestaw komórek o określonych właściwościach, ale te trwają przez ograniczony czas. Ponadto są niezbędne, ponieważ są wyspecjalizowane do przeprowadzania bardzo specyficznego przetwarzania neuronowego.

Najwyraźniej liczne badania wskazują, że neurony rodzą się w części komory bocznej, a następnie migrują do opuszki węchowej. Tam zintegrują się z istniejącymi komórkami i będą uczestniczyć w pamięci węchowej oraz w warunkowaniu strachu poprzez zapach.

Mogą również migrować do zakrętu zębatego hipokampu, odgrywając ważną rolę w nauce przestrzennej i zapamiętywaniu kluczy kontekstowych.

Ludzie różnią się od innych ssaków tym, że nie mają regeneracji w opuszce węchowej. Jednak wykazano, że regeneracja ta zachodzi w hipokampie. Wydaje się, że to wyjaśnia, dlaczego nie jesteśmy tak zależni od węchu jak inne zwierzęta, podczas gdy mamy wyższy stopień adaptacji poznawczej.

Przed 1998 r. Było już wiadomo, że neurogeneza (narodziny nowych neuronów) występuje u dorosłych gryzoni i małp. A co z ludźmi?

W tym roku Eriksson i jego zespół jako pierwsi wykazali, że regeneracja neuronów zachodzi w hipokampie człowieka. Wykorzystali pośmiertną ludzką tkankę mózgową, udowadniając, że neurony rozmnażają się przez całe życie w zakręcie zębatym.

Zatem komórki hipokampu mają roczny wskaźnik obrotu na poziomie 1,75%. Jednak ludzka neurogeneza w korze mózgowej występuje tylko w naszym wczesnym rozwoju i nie utrzymuje się w wieku dorosłym.

Regeneracja neuronów w prążkowiu

Jądro prążkowane (prążkowie)

W 2014 roku grupa naukowców z Instytutu Karolinska odkryła, że ​​w mózgu dorosłych ludzi istnieje neurogeneza.

Badacze ci znaleźli neuroblasty w ścianie bocznej komory. Można powiedzieć, że neuroblasty są prymitywnymi komórkami, które jeszcze się nie rozwinęły i że w przyszłości będą różnicować się w neurony lub komórki glejowe.

Ale to nie wszystko, odkryli również, że te neuroblasty rosną i integrują się w pobliskim obszarze: w prążkowiu. Ta część naszego mózgu jest niezbędna do kontrolowania naszych ruchów, a uszkodzenie w tym miejscu spowodowałoby zmiany motoryczne, takie jak drżenie i tiki.

W rzeczywistości ci sami autorzy odkryli, że w chorobie Huntingtona, w której występują deficyty ruchowe, prawie żadne neurony nie są regenerowane w prążkowiu. Również w zaawansowanych stadiach choroby regeneracja ustaje całkowicie.

Regeneracja w innych obszarach mózgu

Są autorzy, którzy odkryli regenerację neuronów u dorosłych w innych niekonwencjonalnych obszarach, takich jak kora nowa, kora gruszkowata i struktury limbiczne, takie jak ciało migdałowate, podwzgórze lub obszar przedoptyczny. Te ostatnie odgrywają zasadniczą rolę w zachowaniach społecznych.

Są jednak naukowcy, którzy uzyskali sprzeczne wyniki lub zastosowali nieprecyzyjne metody, które były w stanie zmienić wyniki. Dlatego konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić te ustalenia.

Z drugiej strony należy wspomnieć, że badanie regeneracji neuronów u ludzi jest trudne ze względu na istniejące ograniczenia etyczne. Z tego powodu w dziedzinie zwierząt jest więcej postępów.

Jednak opracowano nieinwazyjną technikę zwaną spektroskopią rezonansu magnetycznego, która może zbadać istnienie komórek progenitorowych w żywym ludzkim mózgu.

Mamy nadzieję, że w przyszłości techniki te można udoskonalić, aby dowiedzieć się więcej o neurogenezie u dorosłych ludzi.

Czynniki poprawiające regenerację neuronów u dorosłych

- Wzbogacone środowisko i aktywność fizyczna

Wydaje się, że bardziej złożone środowisko zwiększa możliwość przeżywania doświadczeń i wytwarza stymulację sensoryczną, poznawczą, społeczną i motoryczną.

Wydaje się, że ten konkretny fakt nie zwiększa neurogenezy, ale zwiększa przeżywalność komórek hipokampu u gryzoni i ich poziom specjalizacji.

Jednak wykazano, że tylko dobrowolna aktywność fizyczna zwiększa neurogenezę, oprócz przeżycia tych komórek u dorosłych myszy.

Jeśli weźmiemy pod uwagę wzbogacone środowisko jako większe możliwości uczenia się, zostało potwierdzone, że samo uczenie się ma decydujące znaczenie w neurogenezie hipokampu.

- Zadania edukacyjne

W badaniu z 1999 r. Gould i wsp. Wykazano, że uczenie się wzmacnia neurogenezę w hipokampie. Oznaczali nowe komórki u szczurów i obserwowali, dokąd zmierzają, wykonując różne zadania związane z uczeniem się.

W ten sposób potwierdzili, że liczba zregenerowanych neuronów podwoiła się w zakręcie zębatym, gdy szczury wykonywały zadania uczenia się, które obejmowały hipokamp. Podczas gdy w czynnościach, w których hipokamp nie brał udziału, wzrost ten nie wystąpił.

Potwierdzają to inne badania, takie jak Shors i wsp. w 2000 r. lub tak jak Van Praag i wsp. (2002), chociaż dodają, że nowe komórki ewoluują i stają się funkcjonalnymi dojrzałymi komórkami, podobnymi do tych, które już istnieją w zakręcie zębatym.

Jeśli chodzi o czynności związane z uczeniem się, w które zaangażowany jest hipokamp, ​​znajdujemy: warunkowanie mruganiem, preferowanie jedzenia lub naukę nawigacji przestrzennej.

- Interakcje społeczne

W interesującym badaniu Lieberwirth i Wang (2012) stwierdzono, że pozytywne interakcje społeczne (takie jak krycie) zwiększają neurogenezę dorosłych w układzie limbicznym, podczas gdy negatywne interakcje (takie jak izolacja) ją zmniejszają.

Jednak wyniki te należy zestawić z nowymi badaniami, aby je potwierdzić.

- Czynniki neurotroficzne

Lub substancjami, które promują wzrost nerwów, byłyby te, takie jak BDNF (czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego), CNTF (czynnik neurotroficzny rzęsek), IGF-1 (insulinopodobny czynnik wzrostu typu I) lub VEGF (śródbłonkowy czynnik wzrostu) naczyniowy).

- Neuroprzekaźniki

Istnieją pewne typy neuroprzekaźników, które regulują proliferację komórek.

Na przykład GABA, który działa hamująco, reguluje neurogenezę hipokampu. Mówiąc dokładniej, zmniejsza ją, ale jednocześnie zwiększa integrację nowych neuronów ze starymi.

Inny neuroprzekaźnik, glutaminian, spowalnia regenerację neuronów. Jakby wstrzyknięto substancję o odwrotnym działaniu (antagonistę), regeneracja została ponownie zwiększona.

Z drugiej strony serotonina zwiększa neurogenezę w hipokampie, a jej brak zmniejsza ją.

- leki przeciwdepresyjne

W badaniu Malberga i wsp. (2000) wykazali, że długotrwała ekspozycja na leki przeciwdepresyjne zwiększa proliferację komórek w hipokampie. Jednak stwierdzono to tylko u szczurów.

Czynniki hamujące regenerację neuronów u dorosłych

- Naprężenie

Liczne badania pokazują, że wzrost stresu powoduje znaczący spadek regeneracji neuronalnej hipokampu.

Ponadto, jeśli stres jest przewlekły, zmniejsza zarówno neurogenezę, jak i przeżywalność tych komórek.

- Sterydy

Kortykosteroidy, takie jak glukokortykoidy, które są uwalniane podczas reakcji na stres, powodują zmniejszenie neurogenezy hipokampu. Odwrotnie dzieje się, gdy poziomy tej substancji są zmniejszone.

Coś podobnego dzieje się w przypadku steroidów gonadalnych. W rzeczywistości u kobiet proliferacja neuronów zmienia się w zależności od poziomu steroidów występujących w każdej fazie cyklu hormonalnego.

Jeśli estrogeny są podawane kobietom przez mniej niż 4 godziny, proliferacja neuronów wzrasta. Jeśli jednak podawanie trwa do 48 godzin, proliferacja jest hamowana.

- Izolacja społeczna

Wydaje się, że niepowodzenie społeczne, podobnie jak izolacja, zmniejsza regenerację neuronów i przeżycie u zwierząt, takich jak małpy, myszy, szczury i ryjówki.

- Narkotyki

Wykazano zmniejszenie neurogenezy i przeżycia komórek w wyniku przewlekłego używania alkoholu, kokainy, ekstazy, nikotyny i opioidów.

Bibliografia

1. Eriksson, PT, Ekaterina P., Björk-Eriksson, T., Alborn, AM, Nordborg, C., Peterson, DA & Gage, FH (1998). Neurogeneza w hipokampie dorosłego człowieka. Nature Medicine, 4, 1313–1317.
2. Ernst, AA, Alkass, KA, Bernard, SA, Salehpour, MA, Perl, SA, Tisdale, JA i… Uppsala universitet, TO (2014). Neurogeneza w prążkowiu mózgu dorosłego człowieka. Celi, 1072.
3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A. & Shors, TJ (1999). Uczenie się wzmacnia neurogenezę dorosłych w tworzeniu hipokampu. Nature Neuroscience, 2, 260–265.
4. Lieberwirth, C. i Wang, Z. (2012). Środowisko społeczne i neurogeneza w mózgu dorosłego ssaka. Front Hum. Neurosci., 6, s. 1-19.
5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu, Y., Zhang, Z. i Wang, Z. (2016). Neurogeneza dorosłych hipokampów: jej regulacja i potencjalna rola w uczeniu się przestrzennym i pamięci. Brain Research, 1644: 127–140.
6. Malberg JE, Eisch AJ, Nestler EJ, Duman RS (2000). Przewlekłe leczenie przeciwdepresyjne zwiększa neurogenezę w hipokampie dorosłych szczurów. J. Neurosci., 20, s. 9104-9110.
7. Shors, TJ, Miesegaes, G., Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T. i Gould, E. (2001). Neurogeneza u osoby dorosłej bierze udział w tworzeniu śladowych wspomnień. Naturę, 410 (6826), 372.
8. Van Praag H., Schinder AF, Christie BR, Toni N., Palmer TD, Gage FH (2002). Neurogeneza funkcjonalna w hipokampie dorosłego. Natura; 415 (6875): 1030-4.
9. Yuan, T., Li, J., Ding, F. i Arias-Carrion, O. (2014). Dowody neurogenezy dorosłych u naczelnych innych niż ludzie i ludzi. Badania komórek i tkanek, (1), 17.