Мозг сам управляет производством новых нейронов

Нейроны гиппокампа мыши. (Фото UoB University Graduate School / Flickr.com).

Стволовые клетки во взрослом мозге находятся в подчинении у специальных нейронов, которые могут ускорять или замедлять появление новых нервных клеток.

О том, что в мозге у взрослых млекопитающих могут появляться новые нейроны, стало известно относительно давно, хотя ещё какое-то время ушло на то, чтобы научное сообщество этот факт признало. Взрослый нейрогенез идёт в гиппокампе, одном из главнейших центров памяти, и в субвентрикулярной зоне, располагающейся вплотную к желудочкам мозга. Год назад исследователям из Каролинского института в Швеции удалось доказать, что взрослый нейрогенез идёт не только у грызунов, но и у человека.

Понятно, что новые нейроны должны получаться из специальных стволовых клеток. Но следом возникает совсем не простой вопрос: как эти клетки понимают, что мозгу нужна партия новых нейронов? Стволовые клетки должны работать тогда, когда нужно, и столько, сколько нужно, а для управления ими должен существовать какой-то специальный «департамент». Но где он может быть и как он может выглядеть?

Отчасти на этот вопрос удалось ответить исследователям из Университета Дьюка, которые обнаружили в мозге у грызунов особую популяцию нейронов, контролирующих стволовые клетки субвентрикулярной зоны мозга. По словам Шэй Го (Chay Kuo), он и его коллеги пока не знают, как в точности устроена нервная цепочка с нейронами, опекающими стволовые клетки. Однако не приходится сомневаться в том, что именно эти нейроны своими сигналами управляют активностью нейрогенеза.

Эксперименты продолжались пять лет, и в результате исследователи нашли группу клеток, которые усиленно синтезировали фермент ацетилхолинтрансферазу, необходимую для производства нейромедиатора ацетилхолина. Ацетилхолин участвует в передаче нервно-мышечных сигналов, также он нужен парасимпатической системе и центрам памяти – и, вероятно, нейрогенез тоже без него не обходится. То, что ацетилхолиновые «фабрики» участвуют в управлении стволовыми клетками, исследователи установили, регулируя работу этих нейронов: если их активность стимулировали или подавляли, стволовые клетки производили больше или меньше предшественников нейронов. Результаты экспериментов опубликованы в Nature Neuroscience.
У грызунов новые нервные клетки отправляются в обонятельную луковицу. Обоняние в жизни зверей играет огромную роль, так что им крайне важно, чтобы нервные цепочки, связанные с передачей и обработкой запаховых сигналов, не испытывали недостатка в нейронах. Человек не так сильно зависит от обоняния, и в его мозге новые клетки могут отправляться в другие зоны. Ранее в этом году группа исследователей из того же Каролинского университета опубликовала статью, в которой описывалась миграция у человека новых нейронов в полосатое тело, сложную подкорковую структуру, от которой зависят и пищевое поведение, и сложные двигательные реакции, и, возможно, какие-то элементы сознания.



Нервные стволовые клетки развивающегося мозга человека (Фото GE Healthcare / Flickr.com).

Теперь перед исследователями стоит задача узнать, как обстоит дело с регуляцией стволовых клеток в мозге человека. Некоторые данные говорят о том, что стволовые клетки слушаются дофаминовых и серотониновых сигналов, так что, возможно, ацетилхолин – не единственный нейромедиатор, который тут задействован, и в управлении нейрогенезом могут участвовать и другие нейроны. Повышенный интерес к этому вопросу понятен: если мы будем знать, как регулировать активность стволовых клеток мозга, мы сможем с их помощью восполнять нейронные потери, случившиеся из-за травмы, инсульта, синдрома Альцгеймера или ещё какой-нибудь болезни.

Источник