Организм человека постоянно производит новые клетки и избавляется от старых. Но происходит ли такой "оборот" в мозге взрослых и пожилых людей? Этот вопрос уже давно стал темой научных споров.
Долгое время учёные считали, что нейрогенез (процесс создания новых клеток мозга) останавливается у человека в подростковом возрасте, когда мозг перестаёт развиваться. Эту версию подкрепила работа, вышедшая в марте 2018 года. Её авторы установили, что в зрелом возрасте гиппокамп (область, отвечающая за обучение, память и формирование эмоций) не создаёт новые клетки.
Однако буквально месяц спустя другая группа нейробиологов опубликовала исследование, показавшее, что в "молодых" и "пожилых" тканях мозга содержится примерно одинаковое количество новых, ещё не полностью созревших клеток. И эти "новорождённые" нейроны были найдены именно в гиппокампе.
Специалисты предположили, что результаты подобных исследований могут зависеть от важного условия – состояния здоровья людей, чьи ткани мозга становятся объектом изучения. Кроме того, поскольку в большинстве работ такого рода образцы собираются посмертно, немаловажную роль играют способы их обработки, а также срок хранения.
Нейробиологи из Мадридского университета провели ещё одно исследование с учётом этих нюансов. Они хотели понять, каковы "возрастные ограничения" нейрогенеза и происходит ли он в мозге людей с одним из самых распространённых нейроденегенеративных расстройств – болезнью Альцгеймера.
Авторы работы изучили две группы образцов. В первую вошли ткани мозга 13 пациентов, скончавшихся в возрасте от 43 до 87 лет. Все эти люди были неврологически здоровы, а причиной их смерти послужили инсульт, рак, сепсис и другие недуги.
В другую группу вошли ткани мозга 45 пациентов с болезнью Альцгеймера, скончавшихся в возрасте от 52 до 97 лет.
Стоит пояснить, что маркером незрелых нейронов служит белок под названием даблкортин (DCX). Отыскать его помогают специальные флуоресцентные антитела.
Однако все ткани мозга, оставленные после смерти пациентов для изучения, обрабатывают параформальдегидом. И это может исказить результаты исследований.
В частности, количество клеток, которые дают положительный результат на DCX, резко снижается уже через 48 часов после обработки тканей мозга параформальдегидом, поясняет глава научной группы Мария Льоренс-Мартин (Maria Llorens-Martin).
Поэтому её команда работала с образцами, которые провели в ванне с параформальдегидом не более 24 часов.
Изучая образцы из первой группы, специалисты обнаружили в зубчатой извилине десятки тысяч клеток, содержащих даблкортин. Поясним, что этот участок гиппокампа регулирует функцию запоминания.
По словам учёных, они наблюдали под микроскопом действительно молодые нейроны: гладкие и округлые, с простыми, ещё не развитыми ветвями. Более того, чтобы подкрепить результаты, помимо DCX специалисты искали и другие белковые маркеры, свидетельствующие о развитии новых нейронов.
В результате у самого молодого пациента из первой выборки (напомним, что на момент смерти ему было 43 года) исследователи обнаружили примерно 42 тысячи незрелых нейронов на квадратный миллиметр ткани мозга.
Изучение других образцов показало, что нейрогенез продолжался до самой смерти даже у самых пожилых людей, которым было почти 90 лет. Правда, количество новых нейронов у них было ниже примерно на 30%.
"Я верю, что мы продолжаем генерировать новые нейроны до тех пор, пока нам нужно изучать новые вещи. И это происходит каждую секунду нашей жизни", – отметила Льоренс-Мартин в интервью BBC.
Когда же учёные приступили к исследованию тканей мозга людей с болезнью Альцгеймера, они наблюдали несколько иную картину. У таких пациентов также были выявлены признаки нейрогенеза. Однако "новорождённых" клеток мозга было на 30% меньше, чем у людей того же возраста без неврологических расстройств. Иными словами, к фактору старости добавился ещё и фактор болезни: чем больше она прогрессировала, тем хуже была способность мозга создавать новые нейроны.
Нейробиологи сделали ещё один важный вывод. У некоторых людей из второй группы болезнь Альцгеймера была на ранней стадии, у них ещё не началось накопление токсичных кластеров белка бета-амилоида (это основной маркер болезни). Однако процесс образования новых нейронов уже был нарушен: незрелых клеток было на те же самые 30% меньше, чем у участников того же возраста из первой группы.
Авторы работы полагают, что если понять, почему уже на этапе зарождения болезни нарушается процесс образования новых клеток мозга, то это, возможно, поможет создать новые методы лечения расстройства или как минимум способы замедлить его развитие. Но в первую очередь важно выяснить, приводит ли нарушение нейрогенеза к развитию болезни Альцгеймера или же наоборот.
Кроме того, более глубокое понимание нейрогенеза и причин его нарушений, возможно, пригодится для разработки новых стратегий омоложения мозга.
По словам специалистов, наиболее чёткую картину нейрогенеза можно получить, наблюдая непосредственно за этим процессом в мозге живых людей. Именно это намерены сделать учёные на следующем этапе работы.
Заметим, осуществить такой замысел будет непросто, ведь та же зубчатая извилина, к примеру, скрыта глубоко внутри мозга. Но если нейробиологам всё же удастся создать новые неинвазивные методики обнаружения "новорождённых" нейронов в живом мозге, это будет новое слово в ранней диагностике болезни Альцгеймера и, возможно, других нейродегенеративных расстройств.
Научная статья по итогам работы испанских учёных опубликована в журнале Nature Medicine.
Кстати, ранее исследователи выяснили, что регулярные занятия спортом активизируют нейрогенез в мозге мышей, и назвали упражнения, помогающие омолодить мозг в любом возрасте. Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, что взрослый мозг формирует новые нейроны не только в гиппокампе.