Сразу два журнала «Cell» и «Nature» - недавно опубликовали противоречащие друг другу результаты исследований человеческого мозга, - сообщает abc.net.au.
Исследование, опубликованное 6 апреля в Cell Stem Cell, утверждает, что мозг здорового, даже 70-летнего человека, продолжает процессы нейрогенеза – образования новых нейронов – примерно с той же скоростью, с которой это делает мозг подростка.
Однако месяц назад статья в журнале «Nature» утверждала обратное – как только человек достигает «взрослого» состояния, производство нейронов замедляется до полной остановки.
Разница в методах
Обе работы, подобно другим подобным, фокусируются на гиппокампе – небольшой изогнутой части лимбической системы, спрятанной глубоко в мозге. Среди прочих функций, гиппокамп ответствен за создание новых воспоминаний.
Обе исследовательские группы сосредоточились на зубчатой извилине, расположенной в глубине борозды гиппокампа – области, где гиппокамп получает много входящей информации. Именно здесь, в зубчатой извилине, был обнаружен нейрогенез у взрослых крыс.
Каждая группа ученых использовала для изучения ткани мозга умерших людей. Исследователи из Колумбийского университета – авторы статьи в Cell Stem Cell – подсчитывали вновь образованные нейроны в гиппокампе 28 здоровых доноров в возрасте от 14 до 79 лет.
Исследование «Nature», сделанное в Сан-Франциско, так же использовало ткань мозга людей после смерти, однако некоторые образцы - например, при жизни оперированный мозг человека, больного эпилепсией, - вызывают вопросы. Были изучены 59 органов людей от младенцев и до 77 лет. Команда зафиксировала рождение множества новых клеток в мозге самых молодых доноров, но ни одной новообразованной клетки в мозге тех, кому наступило 18 лет.
Важно, что каждая группа придерживалась собственного способа хранения и окрашивания ткани мозга и обработки изображений, что, возможно, является причиной расхождения результатов исследований. Одна система окрашивания могла быть недостаточно чувствительной, а вторая, наоборот, слишком активной, создающей фоновый шум и провоцирующей ложные положительные выводы.
Перед началом процесса окрашивания большинство нейробиологов помещают ткань мозга в химикаты, чтобы обеспечить ее сохранность. Невропатолог из Сиднея Грег Сазерленд объяснил, что этот процесс позволяет удерживать белки на своих местах и сохранять чистоту клеточной структуры. Ученые из Колумбийского университета впервые использовали метод моментальной заморозки, что, по словам доктора Сазерленда, нетипично для изучения клеток мозга и также может являться причиной разницы результатов.
Недостоверная модель
По данным Лахлана Томпсона, нейробиолога из Института нейробиологии и психического здоровья им. Флори в Мельбурне, большинство исследований в области нейрогенеза, что неудивительно, проводилось на животных. «Я бы сказал, что 99,9% того, что мы знаем о нейрогенезе гиппокампа, - это модели животных».
Нейробиолог Маура Болдрини из Колумбийского университета, ведущий автор статьи в Cell Stem Cell, говорит, что нейрогенез «резко снижается после среднего возраста у мышей, а также у нечеловеческих приматов».
Однако эти животные не являются людьми. Несмотря на сильное сходство генома, они не идентичны человеку.
Кроме того, неизвестно, насколько можно доверять данным, полученным при изучении мозга умершего человека. У ученых после смерти донора есть всего несколько часов для того, чтобы получить доступ к мозговой ткани и сохранить ее. И даже если все было сделано правильно, существует множество факторов, которые могут повлиять на процесс нейрогенеза. Некоторые антидепрессанты, например, стимулируют рост новых нейронов, а стресс может его замедлить. Кроме того, ученым не доступна картина изменений в структуре мозга с течением времени, они получают единственный образец человеческого мозга в момент смерти.
Зачем изучать процессы регенерации мозга
Эта тема на протяжении десятилетий остается неоднозначной. До 1990-х годов считалось, что мозг человека уже при рождении имеет полный набор клеток. Однако новые научные знания опровергали это положение. Переломный момент наступил в 1998 году, когда американский нейробиолог Фред Гейдж опубликовал статью «Нейрогенез в гиппокампе взрослого человека», написанную по итогам исследования тканей мозга пациентов, которым был введен маркер, поглощаемый только делением клеток. Фред Гейдж вместе с командой ученых обнаружили доказательства того, что человеческий гиппокамп сохраняет свою способность генерировать нейроны на протяжении всей жизни.
Новорожденные нейроны, возникающие из нервных стволовых клеток, проникают в зубчатую извилину, где они расширяют волокна, называемые аксонами, для связи с другими нейронами. По словам Брайса Виссела, невролога из Технологического университета Сиднея, если бы ученые научились использовать этот процесс и стимулировать стволовые клетки к делению и размножению, это дало бы надежду пациентам с нейродегенеративными расстройствами, такими, как болезнь Альцгеймера, при которой первым разрушается именно гиппокамп, – поэтому одним из симптомов болезни является снижение памяти.
Кому верить?
Пока рано считать вопрос закрытым. Ряд ученых считают результаты исследования Колумбийского университета преувеличенными. Так, в 2013 году лаборатория Грега Сазерленда обнаружила признаки нейрогенеза в мозге маленьких (до трех лет) детей, однако не увидела ни одного признака образования новых клеток у детей трех-четырех лет. Теперь доктор Сазерленд выразил желание познакомиться с методиками изучения мозга детей и новорожденных, использованными в Колумбийском университете.
Есть надежда на то, что новые технологии получения изображения помогут найти разгадку. В начале 2018 года ученым удалось два месяца наблюдать, как нейрональные стволовые клетки перерождаются нейроны в мозге крысы. Правда, по словам Брайса Виссела, подобное наблюдение за человеческим мозгом потребует значительно больших усилий.
Истории с нейрогенезом в мозге взрослого человека требует продолжения.
