20 октября 1999

Нервные клетки таки восстанавливаются

В любом учебнике по нейробиологии можно прочитать, что неокортекс (новая кора - высшие отделы коры головного мозга, известная также под псевдонимом "серое вещество") взрослых приматов структурно неизменен, и что деления нейронов и образования новых контактов в нем нет. В этом приматы, к коим относится, как известно, и человек, стоят особняком от многих представителей животного мира. У низших позвоночных нейроны мозга вполне делятся, да и у приматов это явление недавно обнаружено в эволюционно древних отделах головного мозга - гиппокампусе и обонятельной луковице. А у птиц активный нейрогенез на протяжении всей жизни идет в гиперстриатуме - участке мозга, аналогичном коре млекопитающих. Так что отсутствие его у человека и его близких родственников было довольно подозрительно. Тем более, что оно вызывает к жизни парадокс: кора головного мозга активно участвует в формировании памяти и в обучении, которым при условии неизменности ее нейронов сохраняться весьма проблематично!

Исследования, выполненные в лаборатории Элизабет Гоулд из Принстонского университета в США и опубликованные в последнем номере журнала "Science", бросают вызов старой догме. Используя вещество, специфически связывающееся с делящимися клетками, ученые смогли обнаружить вновь образующиеся нейроны и проследить за их дальнейшей судьбой. Вещество это - бромодезоксиуридин (BrdU), структурный аналог тимина, одного из четырех нуклеотидов, входящих в состав ДНК. При синтезе ДНК перед делением клетки BrdU может включаться в состав новой ДНК. Таким образом, обе дочерние клетки будут содержать BrdU, а его, в свою очередь, можно обнаружить специфическим реагентом.

Результаты превзошли все ожидания исследователей. Взрослым макакам вводили BrdU, а уже через неделю после этого BrdU-содержащие клетки можно было найти в коре лобной, височной и теменной долей головного мозга. Микроскопическое и гистологическое исследование выявило, что большинство из них - зрелые нейроны, а не глиальные клетки, которые являются "вспомогательными" клетками мозга (в том смысле, что непосредственно нервные импульсы не проводят). Если же подопытную обезьяну забивали через несколько часов после инъекции BrdU, все меченые клетки были в стенках желудочков мозга, в его глубине, и были похожи на молодые нейроны. Варьируя время эксперимента от двух часов до семи недель, изумленные биологи видели, как новые нейроны мигрируют от места своего образования в наружные отделы коры, приобретая по пути форму, характерную для взрослых нервных клеток. Достигнув места назначения, они формировали все нужные отростки - аксоны и дендриты - и образовывали контакты с другими нейронами.

Области, где работают новые нейроны, находятся в зонах, активно вовлеченных в высшие нервные функции - кратковременную память, принятие решений, зрительное распознавание объектов и лиц, пространственное отображение объектов. А вот в стриатуме - зоне, ответственной за более простые начальные стадии обработки зрительной информации - новых нейронов не обнаружили. Так что, возможно, нейрогенез действительно важен для высших функций коры больших полушарий головного мозга.

Остался открытым вопрос - почему же ранние исследования не обнаружили деления нейронов в мозгу приматов? Ведь методика их была почти точно такая же, только вместо BrdU использовали меченый тритием тимин. Скорее всего, пишет Гоулд, дело в методических различиях. Излучение трития, скажем, проникает сквозь ткань только на 1-3 микрона, поэтому многие меченые им клетки могли быть просто не видны. К тому же раньше глядели на образование новых нейронов через месяцы, а то и годы - за это время они могли просто умереть.

Поскольку мы знаем, что фундаментально ничем не отличаемся от макак, можно ожидать, что нервные клетки делятся и в мозгу человека. Возможно, это в конце концов приведет к новым методам лечения нейродегенеративных заболеваний, наподобие того же старческого слабоумия - болезни Альцгеймера. А пока мы будем утешаться знанием, что наши нейроны не гибнут раз и навсегда.

Ссылки:

1. Gould, E., A. J. Reeves, M. S. A. Graziano, and C. G. Gross (1999). Neurogenesis in the neocortex of adult primates. Science, 286, p. 548-52
2. http://www.princeton.edu/pr/news/99/q4/1014-brain.htm - пресс-релиз Принстонского университета.

Обратно к списку заметок