Czy w naszym mózgu mogą powstawać nowe komórki nerwowe?

Neurogeneza to złożony proces powstawania nowych komórek nerwowych. Wiemy, że zachodzi on podczas rozwoju człowieka, ale czy może też mieć miejsce w jego dorosłym życiu? Czy komórki nerwowe się regenerują? 

Dogmat o braku możliwości powstawania nowych komórek nerwowych w dorosłym organizmie

Gdy rozwój został zakończony, źródło wzrostu i regeneracji aksonów i dendrytów wyschło nieodwracalnie. W dorosłym układzie nerwowym ścieżki nerwowe są ustalone, zakończone i niezmienne. Wszystko może zginąć, nic nie może się zregenerować. Zadaniem nauki w przyszłości będzie zmienić, o ile to możliwe, ten nieprzyjazny wyrok.

Powyższe stwierdzenie zostało napisane w 1913 roku przez ojca neurobiologii Santiago Ramóna y Cajala. Pisałam o nim w tym artykule:

Jak działa mózg ludzki podczas przetwarzania informacji?

Czy w życiu dorosłym w mózgu mogą jednak powstawać nowe komórki nerwowe? 

Neurogeneza u dorosłych – na czym polega?

W organizmie rozwijającego się w łonie matki człowieka wraz z powstawaniem różnych organów tworzony jest również mózg, a w nim w procesie neurogenezy nowe komórki nerwowe, czyli neurony. Czy proces ten jednak odbywa się także w dorosłym organizmie? Czy teraz, gdy czytasz ten artykuł, jest szansa, że powstaną w Twoim mózgu nowe komórki nerwowe? 

Pewne jest to, że w tym czasie część Twoich neuronów obumrze. Jest to naturalnym zjawiskiem biologicznym. W organizmie bowiem stare bądź uszkodzone komórki umierają. Wyniki licznych prac naukowych dostarczają dowodów na to, że w przypadku choroby Alzheimera czy Parkinsona następuje śmierć komórek w określonych regionach mózgu. Objawia się ona na przykład zaburzeniami pamięci czy problemami z poruszaniem się. 

Czy jednak w dorosłym organizmie mogą one zostać zastąpione przez nowe komórki nerwowe? 

Czy komórki nerwowe się regenerują? Odkrycia Josepha Altmana 

Na przełomie lat 50. i 60. XX wieku, wraz z opracowaniem metody pozwalającej na identyfikację dzielących się komórek nerwowych przy pomocy znakowanej radioaktywnie tymidyny, nastąpił rozkwit badań nad neurogenezą. 

Wykorzystując tę metodę, Joseph Altman udowodnił powstawanie nowych komórek nerwowych w mózgu zwierząt. Co ciekawe, samego odkrycia dokonał przypadkowo. Naukowiec badał komórki glejowe, gdy ku swojemu zdziwieniu zaobserwował nowopowstałe komórki w ziarniste (rodzaj komórek nerwowych) w części mózgu zwanej hipokampem. Hipokamp jest strukturą mózgu, która bierze udział w procesach uczenia się i zapamiętywania. 

Późniejsze badania tego naukowca wykazały również powstawanie nowych neuronów w opuszkach węchowych zwierząt, odpowiedzialnych za funkcje związane z przewodzeniem informacji węchowej do mózgu. Jak wiemy, niektóre zwierzęta, takie jak gryzonie (np. szczury, chomiki, myszy) czy psy, mają świetnie rozwinięty zmysł węchu i bardzo duże opuszki węchowe. 

Neurogeneza w dorosłym mózgu – kolejne odkrycia naukowe

Wyniki badań Josepha Altmana nie spotkały się z aprobatą innych uczonych. Dopiero w latach 80. dyskusja na temat potencjalnej neurogenezy ożywiła się dzięki badaniom Feranda Nottebohma. Zaobserwował on, że procesowi śpiewania u ptaków towarzyszą intensywne procesy neurogenezy. 

Kolejnych dowodów na istnienie procesów neurogenezy w dorosłym organizmie dostarczyły badania z użyciem nowo odkrytego znacznika komórkowego, w skrócie nazywanego BrdU (pełna jego nazwa to bromodeoksyurydyna). W 1998 roku grupa naukowców pod kierunkiem Petera Erikssona, używając tej techniki, na podstawie badań pośmiertnych mózgów ludzkich, wykazała, że neurogeneza zachodzi również w hipokampie dorosłego człowieka. 

Do czego są nam potrzebne nowe komórki nerwowe i jakie czynniki stymulują oraz hamują ich powstawanie?

Naukowcy ciągle poszukują odpowiedzi na pytanie, jaka jest funkcja nowopowstałych komórek nerwowych w mózgu. Wykazano, że do czynników pobudzających procesy neurogenezy należą m.in. uczenie się, wzbogacone środowisko życia. Można zaliczyć do niego zapewne rozwijanie zainteresowań, kontakt z naturą czy aktywność fizyczna. 

Bardzo interesujące badania dotyczące wzbogaconego środowiska życia przeprowadził kanadyjski naukowiec Donald Hebb. Obserwował on szczury w normalnej wielkości klatkach w warunkach laboratoryjnych oraz w tzw. wzbogaconym środowisku. Tj. w specjalnie zbudowanych dużych klatkach z umieszczonymi wewnątrz drabinkami i licznymi zabawkami. Zwierzęta, które przebywały we wzbogaconym środowisku miały bardziej rozwinięte neurony (więcej dendrytów) oraz więcej komórek glejowych. 

Niezwykle ciekawe badania z użyciem techniki obrazowania mózgu – PET wykazały, że u londyńskich taksówkarzy występuje większa aktywność hipokampa przy pytaniu ich o konkretną trasę jazdy w porównaniu z osobami nie parającymi się tym zawodem. Ponadto odnotowano, że w tej grupie zawodowej im dłuższy staż za kółkiem, tym większa objętość hipokampa. 

Z drugiej strony badania naukowe również potwierdzają, że niewłaściwa dieta (np. bogata w tłuszcze i cukry), stres czy depresja hamują procesy powstawania nowych komórek nerwowych w organizmie. 

Rola nowopowstałych neuronów i badania mechanizmów ich powstawania stanowią ciągle jeden z gorących tematów w naukach neurobiologicznych. 

Literatura:

• Cope E.C., Gould E.: Adult Neurogenesis, Glia, and the Extracellular Matrix. Cell. Stem Cell., 2019, 24 (5): 690—705

• Śliwowska J.H., Górecki M.T., Tryjanowski P.: Wprowadzenie do neuroekologii — czyli czy znajomość układu nerwowego zwierząt pozwala zrozumieć ich relacje ze środowiskiem? Kosmos, 2012, t. 61, 2 (295): 195–211

Autor

Joanna Śliwowska

Z wykształcenia jestem biologiem, a pasjonuje się neurobiologią. Mózg to fascynujący organ, który ma możliwości zmian pod wpływem warunków środowiska, co nazywamy neuroplastycznością. Oprócz tego, że jestem naukowcem, również prowadzę zajęcia dydaktyczne ze studentami oraz popularyzuję naukę. Jestem także mamą dwóch nastolatków Heleny i Antoniego.

Więcej od tego autora