Nervu sistēma sastāv no nervu šūnām, kas savienotas tīklā. Motora aktivitāte, domāšana un fizioloģija ir pilnībā pakārtoti signāliem, kas tiek pārraidīti caur nervu sistēmas zariem. Visām šūnām ir kopīgs nosaukums – neironi – un tās atšķiras tikai ar savu funkcionālo mērķi cilvēka organismā.
Kāpēc neironi neatjaunojas
Fizioloģijas zinātnieki joprojām strīdas, vai ir iespējams atjaunot nervu šūnas. Bija strīds sakarā ar to, ka zinātnieki atklāja neirona nespēju vairoties. Tā kā visas šūnas vairojas daloties, tās spēj radīt jaunus audus orgānos.
Bet neironi, pēc lielas biologu grupas domām, cilvēkam tiek doti vienreiz un uz mūžu, kaut arī ar “lielu rezervi”. Gadu gaitā tie pakāpeniski izmirst, un šī iemesla dēļ var tikt zaudētas svarīgas smadzeņu funkcijas.
Neironu nāvi izraisa stress, slimības un traumas. Alkoholisms un smēķēšana iznīcina arī nervu šūnas, liedzot cilvēkam ilgu un auglīgu mūžu. Atlikušo neironu nespēja vairoties, daloties, izraisīja tautas izteiksmes parādīšanos.
Alternatīvs skatījums
Pēdējo 10 gadu laikā biologi ir aktīvi pētījuši smadzenes. Zinātnieki saskaras ar daudziem uzdevumiem, viņi veic zinātniskus eksperimentus un izvirza jaunas hipotēzes.
Fiziologu grupa nepiekrīt vairākuma konservatīvo viedoklim. Un presē ik pa brīdim izskan ziņas, ka mīts par nervu audu atjaunošanas neiespējamību ir kliedēts.
Vienā no laboratorijas eksperimentiem ar bojātām smadzeņu zonām izdevās atjaunot dažus neironus. Tie nāca no nervu audu cilmes šūnām, kas glabājas krājumos.
Jaunu neironu veidošanās procesu sauc par neiroģenēzi. Uz to spēj tikai jauni pieauguši dzīvnieki. Pēc tam šādas zonas tika atrastas cilvēkiem. Atjaunošanai tiek pakļauti tikai daži smadzeņu apgabali, piemēram, departamenti, kas atbild par atmiņu un mācīšanos.
Smadzeņu spējas var attīstīt un ilgstoši uzturēt aktīvā stāvoklī. To veicina intelektuālo zināšanu asimilācija un fiziskā aktivitāte. Veselīgs dzīvesveids sniedz arī iespēju cilvēkam satikt vecumdienas ar veselu prātu un skaidru atmiņu.
Gluži pretēji, ir jāizvairās no smaga stresa. Laipnība un mierīgums ir pārbaudīta recepte aktīvam un ilgam mūžam. Nākotne rādīs, vai smadzenes var pilnībā atgūties un vai ir reāli pagarināt cilvēka dzīvi uz gadu desmitiem, pateicoties neiroģenēzei.
Neskatoties uz to, ka neiroģenēze ilgu laiku tika uzskatīta par zinātnisko fantastiku, un biologi vienbalsīgi apgalvoja, ka nav iespējams atjaunot zaudētos neironus, patiesībā izrādījās, ka tas tā nemaz nav. Cilvēkam savā dzīvē vienkārši jāpieturas pie veselīgiem ieradumiem.
Neiroģenēze ir sarežģīts process, kurā cilvēka smadzenes rada jaunus neironus un to savienojumus.
Vienkāršam cilvēkam no pirmā acu uzmetiena iepriekšminētais process var šķist pārāk sarežģīts, lai to saprastu. Vēl vakar zinātnieki no visas pasaules izvirzīja tēzi, ka līdz vecumam cilvēka smadzenes zaudē neironus: tie sadalās un šis process ir neatgriezenisks.
Turklāt tika pieņemts, ka traumas vai pārmērīga alkohola lietošana ir nolemta neizbēgamai apziņas elastības (manevrusspējas un smadzeņu darbības) zudumam, kas raksturo veselīgu cilvēku, kurš ievēro veselīgus ieradumus.
Bet šodien jau ir sperts solis pretī vārdam, kas dod mums cerību: un šis vārds ir - neiroplastiskums.
Jā, tā ir pilnīga taisnība, ka mūsu smadzenes mainās līdz ar vecumu, ka bojājumi un slikti ieradumi (alkohols, tabaka) kaitē tām. Bet smadzenēm ir spēja atjaunoties, tās var no jauna izveidot nervu audus un tiltus starp tiem.
Bet, lai šī apbrīnojamā darbība notiktu, cilvēkam ir jārīkojas, jābūt aktīvam un visos iespējamos veidos jāstimulē savas smadzeņu dabiskās spējas.
- viss, ko jūs darāt un par ko domājat, pārkārto jūsu smadzenes
- cilvēka smadzenes sver tikai pusotru kilogramu un tajā pašā laikā patērē gandrīz 20% no visas organismā pieejamās enerģijas
- viss, ko mēs darām – lasām, mācāmies vai pat vienkārši runājam ar kādu – izraisa pārsteidzošas izmaiņas smadzeņu struktūrā. Tas ir, pilnīgi viss, ko mēs darām un ko domājam, ir par labu
- ja mūsu ikdiena ir piepildīta ar stresu vai trauksmi, kas mūs burtiski pārņem, tad, kā likums, neizbēgami tiek ietekmēti tādi reģioni kā hipokamps (kas saistīts ar atmiņu).
- smadzenes ir kā skulptūra, kas veidojas no mūsu emocijām, domām, darbībām un ikdienas paradumiem
- šāda iekšējā karte prasa milzīgu skaitu "saišu", savienojumu, "tiltu" un "maģistrāļu", kā arī spēcīgu impulsu, kas ļauj mums uzturēt kontaktu ar realitāti.
5 Neiroģenēzes stimulēšanas principi
1. Vingrošana
Fiziskā aktivitāte un neiroģenēze ir tieši saistītas.
Ikreiz, kad mēs pieliekam savu ķermeni darbam (neatkarīgi no tā, vai tā ir pastaiga, peldēšana vai treniņš sporta zālē), mēs piesātinām savas smadzenes ar skābekli, tas ir, piesātinām tās ar skābekli.
Papildus tam, ka smadzenēs tiek nogādātas tīrākas, vairāk skābekļa saturošas asinis, tiek stimulēti arī endorfīni.
Endorfīni uzlabo mūsu garastāvokli, tādējādi ļaujot cīnīties ar stresu, ļaujot stiprināt daudzas nervu struktūras.
Citiem vārdiem sakot, jebkura darbība, kas samazina stresa līmeni, veicina neiroģenēzi. Jums vienkārši jāatrod pareizais aktivitātes veids (dejas, pastaigas, riteņbraukšana utt.).
2. Elastīgs prāts – spēcīgas smadzenes
Ir daudzi veidi, kā saglabāt prātu elastīgu. Lai to izdarītu, jācenšas to nomodā noturēt, tad tas varēs ātri "apstrādāt" visus ienākošos datus (kas nāk no vides).
To var panākt ar dažādām aktivitātēm. Neņemot vērā iepriekš minētās fiziskās aktivitātes, mēs atzīmējam sekojošo:
- lasīšana - lasiet katru dienu, tas uztur jums interesi un zinātkāri par visu, kas notiek jums apkārt (un jo īpaši par jaunām disciplīnām).
- svešvalodas apguve.
- spēlē mūzikas instrumentu.
- lietu kritiska uztvere, patiesības meklējumi.
- prāta atvērtība, uzņēmība pret visu apkārtējo, socializācija, ceļošana, atklājumi, vaļasprieki.
3. Diēta
Viens no galvenajiem smadzeņu veselības ienaidniekiem ir pārtika, kas bagāta ar piesātinātajiem taukiem. Pārstrādātas pārtikas un nedabiskas pārtikas patēriņš palēnina neiroģenēzi.
- Ir ļoti svarīgi mēģināt ievērot zemu kaloriju diētu. Bet tajā pašā laikā uzturam jābūt daudzveidīgam un sabalansētam, lai nerastos uztura deficīts.
- Vienmēr atcerieties, ka mūsu smadzenēm ir nepieciešama enerģija, un, piemēram, no rīta tās mums būs ļoti pateicīgas par kaut ko saldu.
- Tomēr šo glikozi vēlams nodrošināt ar augļu vai tumšās šokolādes gabaliņu, medus karoti vai tasi auzu pārslu ...
- Un pārtikas produkti, kas bagāti ar omega-3 taukskābēm, neapšaubāmi ir vispiemērotākie neiroģenēzes uzturēšanai un aktivizēšanai.
4. Sekss arī palīdz.
Sekss ir vēl viens lielisks mūsu smadzeņu arhitekts, dabiskais neiroģenēzes dzinējspēks. Vai nevarat uzminēt šī savienojuma iemeslu? Un šeit ir lieta:
- Sekss ne tikai mazina spriedzi un regulē stresu, bet arī sniedz mums spēcīgu enerģijas pieplūdumu, kas stimulē smadzeņu daļas, kas ir atbildīgas par atmiņu.
- Un tādi hormoni kā serotonīns, dopamīns vai oksitocīns, kas rodas seksuālās tuvības brīžos ar partneri, ir labvēlīgi jaunu nervu šūnu radīšanai.
5. Meditācija
Meditācijas priekšrocības mūsu smadzenēm ir nenoliedzamas. Efekts ir tikpat pārsteidzošs, cik tas ir skaists:
- Meditācija veicina noteiktu kognitīvo spēju attīstību, proti, uzmanības, atmiņas, koncentrēšanās spējas.
- Tas ļauj mums labāk izprast realitāti un pareizi vadīt savas bažas un pārvaldīt stresu.
- Meditācijas laikā mūsu smadzenes strādā citā ritmā: tās rada augstākus alfa viļņus, kas pamazām ģenerē gamma viļņus.
- Šis viļņu veids veicina relaksāciju, vienlaikus stimulējot neiroģenēzi un neironu komunikāciju.
Lai arī meditācija ir jāapgūst (tas prasīs kādu laiku), noteikti dari to, jo tā ir brīnišķīga dāvana tavam prātam un vispārējai labsajūtai.
Noslēgumā mēs atzīmējam, ka visi šie 5 principi, par kuriem mēs runājām, patiesībā nemaz nav tik sarežģīti, kā varētu domāt. Mēģiniet tos ieviest praksē un rūpēties par savu smadzeņu veselību.
Esi mierīgs ar
Kā teica apgabala ārsta Leonīda Armora varonis: “ galva ir tumšs objekts, kas nav pakļauts pētījumiem ...". Kompakts nervu šūnu uzkrājums, ko sauc par smadzenēm, lai gan to ilgstoši pētījuši neirofiziologi, zinātnieki vēl nav spējuši iegūt atbildes uz visiem jautājumiem, kas saistīti ar neironu darbību.
Jautājuma būtība
Pirms kāda laika, līdz pagājušā gadsimta 90. gadiem, valdīja uzskats, ka neironu skaitam cilvēka organismā ir nemainīga vērtība un nav iespējams atjaunot bojātās smadzeņu nervu šūnas, ja tās pazūd. Daļēji šis apgalvojums patiešām ir patiess: embrija attīstības laikā daba veido milzīgu šūnu rezervi.
Jau pirms dzimšanas jaundzimušais bērns ieprogrammētas šūnu nāves – apoptozes – rezultātā zaudē gandrīz 70% no izveidotajiem neironiem. Neironu nāve turpinās visu mūžu.
Sākot no trīsdesmit gadu vecuma, šis process tiek aktivizēts – cilvēks katru dienu zaudē līdz 50 000 neironu. Šādu zaudējumu rezultātā veca cilvēka smadzenes tiek samazinātas par aptuveni 15%, salīdzinot ar to apjomu jaunībā un brieduma gados.
Raksturīgi, ka zinātnieki šo parādību atzīmē tikai cilvēkiem.- citiem zīdītājiem, tostarp primātiem, ar vecumu saistīta smadzeņu samazināšanās, kā rezultātā senils demence netiek novērota. Varbūt tas ir saistīts ar faktu, ka dabā esošie dzīvnieki nenodzīvo līdz pat gadiem.
Zinātnieki uzskata, ka smadzeņu audu novecošanās ir dabisks dabas noteikts process un cilvēka iegūtās ilgmūžības sekas. Liela daļa ķermeņa enerģijas tiek tērēta smadzeņu darbam, tāpēc, kad nav nepieciešama pastiprināta aktivitāte, daba samazina smadzeņu audu enerģijas patēriņu, tērējot enerģiju citu ķermeņa sistēmu uzturēšanai.
Šie dati apstiprina kopējo izteicienu, ka nervu šūnas neatjaunojas. Un kāpēc, ja ķermenim normālā stāvoklī nav nepieciešams atjaunot mirušos neironus - ir šūnu krājumi, ar pārpilnību, kas paredzēta visu mūžu.
Novērojot pacientus, kuri cieš no Parkinsona slimības, tika konstatēts, ka slimības klīniskās izpausmes parādās, kad mirst gandrīz 90% smadzeņu vidusdaļas neironu, kas ir atbildīgi par kustību kontroli. Kad neironi mirst, to funkcijas pārņem blakus esošās nervu šūnas. Tie palielinās un veido jaunus savienojumus starp neironiem.
Tātad, ja cilvēka dzīvē "...viss notiek pēc plāna", neironi, kas tiek zaudēti ģenētiski iekļautā daudzumā, netiek atjaunoti - tas vienkārši nav nepieciešams.
Precīzāk, notiek jaunu neironu veidošanās. Dzīves laikā pastāvīgi tiek ražots noteikts skaits jaunu nervu šūnu. Primātu, tostarp cilvēku, smadzenes katru dienu ražo vairākus tūkstošus neironu. Bet dabiskais nervu šūnu zudums joprojām ir daudz lielāks.
Taču plāns var izjukt. Var rasties neironu nāve. Protams, ne jau pozitīvo emociju trūkuma dēļ, bet, piemēram, mehānisku bojājumu rezultātā traumu laikā. Šeit parādās spēja atjaunot nervu šūnas. Zinātnieku pētījumi pierāda, ka iespējama smadzeņu audu transplantācija, kurā ne tikai netiek atgrūsts transplantāts, bet donoru šūnu ievadīšana noved pie recipienta nervu audu atjaunošanas.
Terija Volisa precedents
Papildus eksperimentiem ar pelēm par pierādījumu zinātniekiem var kalpot Terija Volisa gadījums, kurš pēc smagas autoavārijas pavadīja komā divdesmit gadus. Radinieki atteicās izņemt Terijam dzīvības uzturēšanas līdzekļus pēc tam, kad ārsti viņam konstatēja veģetatīvo stāvokli.
Pēc divdesmit gadu pārtraukuma Terijs Voliss atguva samaņu. Tagad viņš jau prot izrunāt jēgpilnus vārdus, jokot. Dažas motoriskās funkcijas tiek pakāpeniski atjaunotas, lai gan to sarežģī fakts, ka tik ilgu dīkstāves laiku vīrietim ir atrofējušies visi ķermeņa muskuļi.
Zinātnieku pētījumi par Terija Volisa smadzenēm pierāda fenomenālas parādības: Terija smadzenēs veidojas jaunas nervu struktūras, lai aizstātu avārijā zaudētās.
Turklāt jaunveidojumiem ir forma un atrašanās vieta, kas atšķiras no ierastajām. Šķiet, ka smadzenes audzē jaunus neironus tur, kur tām ir ērtāk, necenšoties atjaunot traumu dēļ zaudētos. Eksperimenti, kas veikti ar pacientiem veģetatīvā stāvoklī, ir pierādījuši, ka pacienti spēj atbildēt uz jautājumiem un atbildēt uz pieprasījumiem. Tiesa, to var noteikt tikai ar smadzeņu sistēmas darbību, izmantojot magnētiskās rezonanses attēlveidošanu. Šis atklājums var radikāli mainīt attieksmi pret pacientiem, kuri nonākuši veģetatīvā stāvoklī.
Mirstošo neironu skaita palielināšanās var veicināt ne tikai ārkārtējas situācijas, piemēram, traumatiskus smadzeņu ievainojumus. Stress, nepietiekams uzturs, ekoloģija - visi šie faktori var palielināt cilvēka zaudēto nervu šūnu skaitu. Stresa stāvoklis samazina arī jaunu neironu veidošanos. Stresa situācijas, kas piedzīvotas augļa attīstības laikā un pirmajā reizē pēc piedzimšanas, var izraisīt nervu šūnu skaita samazināšanos turpmākajā dzīvē.
Kā atjaunot neironus
Tā vietā, lai jautātu problēmai, vai vispār ir iespējams atjaunot nervu šūnas, varbūt ir vērts izlemt - vai tas ir tā vērts? Profesora G. Hūtera referātā Pasaules psihiatru kongresā viņš runāja par klostera iesācēju novērojumiem Kanādā. Daudzas no novērotajām sievietēm bija vairāk nekā simts gadus vecas. Un viņi visi demonstrēja izcilu garīgo un garīgo veselību: viņu smadzenēs netika konstatētas raksturīgas senils deģeneratīvas izmaiņas.
Pēc profesora domām, neiroplastiskuma - smadzeņu reģenerācijas spējas - saglabāšanos veicina četri faktori:
- sociālo saišu stiprums un draudzīgas attiecības ar mīļajiem;
- spēja mācīties un šīs spējas realizācija visa mūža garumā;
- līdzsvars starp vēlamo un to, kas ir patiesībā;
- ilgtspējīga perspektīva.
Visi šie faktori bija tieši tādi, kādi bija mūķenēm.
Cilvēkiem ir vairāk nekā 100 miljardi neironu. Katrs no tiem sastāv no procesiem un ķermeņa - parasti no vairākiem īsiem un sazarotiem dendritiem un viena aksona. Izmantojot procesus, notiek neironu kontakts viens ar otru. Šajā gadījumā veidojas apļi un tīkli, caur kuriem notiek impulsu cirkulācija. Kopš seniem laikiem zinātniekus uztrauc jautājums par to, vai nervu šūnas tiek atjaunotas.
Dzīves laikā smadzenes zaudē neironus. Šī nāve ir ģenētiski ieprogrammēta. Tomēr atšķirībā no citām šūnām tām nav spējas dalīties. Šādos gadījumos tiek izmantots cits mehānisms. Zaudēto šūnu funkcijas sāk pildīt blakus esošās, kuras, palielinoties izmēram, sāk veidot jaunus savienojumus. Tādējādi tiek kompensēta mirušo neironu neaktivitāte.
Iepriekš tika uzskatīts, ka tie nav atjaunoti. Tomēr mūsdienu medicīna šo apgalvojumu atspēko. Neskatoties uz dalīšanās spēju trūkumu, nervu šūnas tiek atjaunotas un attīstās pat pieauguša cilvēka smadzenēs. Turklāt neironi var atjaunot zaudētos procesus un savienojumus ar citām šūnām.
Nozīmīgākā nervu šūnu uzkrāšanās atrodas smadzenēs. Pateicoties daudzajiem izejošajiem procesiem, veidojas kontakti ar blakus esošajiem neironiem.
Kraniālie, veģetatīvie un mugurkaula gali un nervi, kas nodrošina impulsus audiem, iekšējiem orgāniem un ekstremitātēm, veido perifēro daļu.
Veselā ķermenī tā ir labi koordinēta sistēma. Taču, ja kāds no sarežģītās ķēdes posmiem pārstāj pildīt savas funkcijas, var ciest viss ķermenis. Smags smadzeņu bojājums, kas pavada Parkinsona slimību, insultu, izraisa paātrinātu neironu zudumu. Jau vairākus gadu desmitus zinātnieki ir mēģinājuši atbildēt uz jautājumu, kā nervu šūnas atjaunojas.
Mūsdienās ir zināms, ka neironu izcelsmi pieaugušo zīdītāju smadzenēs var veikt, izmantojot īpašas cilmes šūnas (tā sauktās neironu šūnas). Šobrīd ir konstatēts, ka nervu šūnas tiek atjaunotas subventrikulārajā reģionā, hipokampā (dentate gyrus) un smadzenīšu garozā. Pēdējā sadaļā tiek atzīmēta visintensīvākā neiroģenēze. Smadzenītes ir iesaistītas informācijas iegūšanā un uzglabāšanā par automatizētām un neapzinātām prasmēm. Piemēram, apgūstot deju kustības, cilvēks pamazām pārstāj par tām domāt, izpildot tās automātiski.
Zinātnieki par intriģējošāko uzskata neironu reģenerāciju zobratā. Šajā jomā notiek emociju dzimšana, telpiskās informācijas uzglabāšana un apstrāde. Zinātnieki vēl nav spējuši pilnībā izprast, kā jaunizveidotie neironi ietekmē jau izveidotās atmiņas un kā tie mijiedarbojas ar nobriedušiem neironiem šajā smadzeņu daļā.
Zinātnieki atzīmē, ka nervu šūnas tiek atjaunotas tajās jomās, kas ir tieši atbildīgas par fizisko izdzīvošanu: orientēšanās telpā, pēc smaržas, motoriskās atmiņas veidošanās. Veidošanās notiek aktīvi jaunībā, smadzeņu augšanas laikā. Tajā pašā laikā neiroģenēze ir saistīta ar visām zonām. Sasniedzot pilngadību, garīgo funkciju attīstība notiek neironu kontaktu pārstrukturēšanas dēļ, bet ne jaunu šūnu veidošanās dēļ.
Jāpiebilst, ka zinātnieki turpina meklēt iepriekš nezināmus neiroģenēzes perēkļus, neskatoties uz vairākiem diezgan neveiksmīgiem mēģinājumiem. Šis virziens ir aktuāls ne tikai fundamentālajā zinātnē, bet arī lietišķajos pētījumos.
Spārnoto izteicienu "Nervu šūnas neatjaunojas" visi jau kopš bērnības uztver kā neapstrīdamu patiesību. Tomēr šī aksioma nav nekas vairāk kā mīts, un jauni zinātniskie dati to atspēko.Daba jaunattīstības smadzenēs nosaka ļoti augstu drošības rezervi: embrioģenēzes laikā veidojas liels neironu pārpalikums. Gandrīz 70% no viņiem mirst pirms bērna piedzimšanas. Cilvēka smadzenes turpina zaudēt neironus pēc dzimšanas, visas dzīves laikā. Šāda šūnu nāve ir ģenētiski ieprogrammēta. Protams, mirst ne tikai neironi, bet arī citas ķermeņa šūnas. Tikai visiem pārējiem audiem ir augsta reģeneratīvā spēja, tas ir, to šūnas dalās, aizstājot mirušos. Reģenerācijas process visaktīvāk notiek epitēlija šūnās un hematopoētiskajos orgānos (sarkanajās kaulu smadzenēs). Bet ir šūnas, kurās ir bloķēti gēni, kas ir atbildīgi par vairošanos dalīšanās ceļā. Papildus neironiem šīs šūnas ietver sirds muskuļu šūnas. Kā cilvēkiem izdodas saglabāt savu intelektu ļoti augstā vecumā, ja nervu šūnas mirst un neatjaunojas?
Nervu šūnas jeb neirona shematisks attēlojums, kas sastāv no ķermeņa ar kodolu, viena aksona un vairākiem dendritiem
Viens no iespējamiem skaidrojumiem ir tāds, ka nervu sistēmā vienlaikus "strādā" ne visi, bet tikai 10% neironu. Šis fakts bieži tiek minēts populārajā un pat zinātniskajā literatūrā. Šo apgalvojumu man vairākkārt nācās apspriest ar pašmāju un ārvalstu kolēģiem. Un neviens no viņiem nesaprot, no kurienes tāda figūra radusies. Jebkura šūna vienlaikus dzīvo un "strādā". Katrā neironā visu laiku notiek vielmaiņas procesi, sintezējas olbaltumvielas, tiek ģenerēti un pārraidīti nervu impulsi. Tāpēc, atstājot hipotēzi par "atpūtas" neironiem, pievērsīsimies vienai no nervu sistēmas īpašībām, proti, tās izcilajai plastiskumam.
Plastiskuma jēga ir tāda, ka mirušo nervu šūnu funkcijas pārņem to izdzīvojušie "kolēģi", kas palielinās izmēros un veido jaunus savienojumus, kompensējot zaudētās funkcijas. Šādas kompensācijas augsto, bet ne neierobežoto efektivitāti var ilustrēt ar Parkinsona slimības piemēru, kurā notiek pakāpeniska neironu nāve. Izrādās, līdz aptuveni 90% smadzeņu neironu mirst, slimības klīniskie simptomi (ekstremitāšu trīce, ierobežotas kustības, nestabila gaita, vājprāts) neparādās, tas ir, cilvēks izskatās praktiski vesels. Tas nozīmē, ka viena dzīva nervu šūna var aizstāt deviņas mirušās.
Neironi atšķiras viens no otra pēc izmēra, dendrītu sazarojuma un aksonu garuma.
Taču nervu sistēmas plastiskums nav vienīgais mehānisms, kas ļauj saglabāt intelektu līdz sirmam vecumam. Dabai ir arī rezerves variants – jaunu nervu šūnu rašanās pieaugušo zīdītāju smadzenēs jeb neiroģenēze.
Pirmais ziņojums par neiroģenēzi parādījās 1962. gadā prestižajā zinātniskajā žurnālā Science. Raksta nosaukums bija "Vai pieaugušo zīdītāju smadzenēs veidojas jauni neironi?". Tās autors, profesors Džozefs Altmans no Purdjū universitātes (ASV), izmantoja elektrisko strāvu, lai iznīcinātu vienu no žurkas smadzeņu struktūrām (sānu ģenikulāta ķermeni), un tajā ieviesa radioaktīvu vielu, kas iekļūst jaunizveidotajās šūnās. Dažus mēnešus vēlāk zinātnieks atklāja jaunus radioaktīvos neironus talāmā (priekšsmadzeņu daļā) un smadzeņu garozā. Nākamo septiņu gadu laikā Altmans publicēja vēl vairākus dokumentus, kas pierāda neiroģenēzes esamību pieaugušo zīdītāju smadzenēs. Taču toreiz, 60. gados, viņa darbi neirozinātniekos izraisīja tikai skepsi, un viņu attīstība nesekoja.
Jēdziens "glia" ietver visas nervu audu šūnas, kas nav neironi.
Un tikai divdesmit gadus vēlāk neiroģenēze tika "atklāta" vēlreiz, bet jau putnu smadzenēs. Daudzi dziedātājputnu pētnieki ir novērojuši, ka katrā pārošanās sezonā kanārijputnu tēviņš Serinus canaria dzied dziesmu ar jauniem "ceļiem". Turklāt viņš nepārņem jaunus triļļus no saviem brāļiem, jo dziesmas tika atjauninātas pat atsevišķi. Zinātnieki sāka detalizēti pētīt putnu galveno balss centru, kas atrodas īpašā smadzeņu daļā, un atklāja, ka pārošanās sezonas beigās (kanārijputniem tas iekrīt augustā un janvārī) ievērojama daļa no neironiem. vokālais centrs nomira, iespējams, pārmērīgas funkcionālās slodzes dēļ. 80. gadu vidū profesoram Fernando Notebumam no Rokfellera universitātes (ASV) izdevās pierādīt, ka pieaugušiem kanārijputnu tēviņiem neiroģenēzes process notiek nepārtraukti balss centrā, bet izveidoto neironu skaits ir pakļauts sezonālām svārstībām. Neiroģenēzes maksimums kanārijputniem ir oktobrī un martā, tas ir, divus mēnešus pēc pārošanās sezonas. Tāpēc kanārijputnu tēviņa dziesmu "ierakstu bibliotēka" tiek regulāri papildināta.
Neironi ir ģenētiski ieprogrammēti migrēt uz vienu vai otru nervu sistēmas daļu, kur ar procesu palīdzību nodibina savienojumus ar citām nervu šūnām.
Astoņdesmito gadu beigās Ļeņingradas zinātnieka profesora A. L. Poļenova laboratorijā neiroģenēze tika atklāta arī pieaugušiem abiniekiem.
No kurienes rodas jauni neironi, ja nervu šūnas nedalās? Jaunu neironu avots gan putniem, gan abiniekiem izrādījās smadzeņu kambaru sienas neironu cilmes šūnas. Embrija attīstības laikā tieši no šīm šūnām veidojas nervu sistēmas šūnas: neironi un glia šūnas. Taču ne visas cilmes šūnas pārvēršas par nervu sistēmas šūnām – dažas no tām "paslēpjas" un gaida spārnos.
Atmirušās nervu šūnas iznīcina makrofāgi, kas no asinīm nonāk nervu sistēmā.
Nervu caurules veidošanās stadijas cilvēka embrijā.
Ir pierādīts, ka jauni neironi parādās no pieaugušo cilmes šūnām un zemākiem mugurkaulniekiem. Taču bija vajadzīgi gandrīz piecpadsmit gadi, lai pierādītu, ka līdzīgs process notiek arī zīdītāju nervu sistēmā.
Neirozinātnes attīstība 90. gadu sākumā noveda pie "jaundzimušo" neironu atklāšanas pieaugušu žurku un peļu smadzenēs. Tie galvenokārt tika atrasti evolucionāri senajos smadzeņu reģionos: ožas spuldzēs un hipokampu garozā, kas galvenokārt ir atbildīgi par emocionālo uzvedību, reakciju uz stresu un zīdītāju seksuālo funkciju regulēšanu.
Tāpat kā putniem un zemākiem mugurkaulniekiem, arī zīdītājiem neironu cilmes šūnas atrodas netālu no smadzeņu sānu kambara. To deģenerācija neironos ir ļoti intensīva. Pieaugušām žurkām mēnesī no cilmes šūnām veidojas aptuveni 250 000 neironu, kas aizvieto 3% no visiem hipokampā esošajiem neironiem. Šādu neironu dzīves ilgums ir ļoti augsts - līdz 112 dienām. Cilmes neironu šūnas ceļo tālu (apmēram 2 cm). Viņi arī spēj migrēt uz ožas spuldzi, tur pārvēršoties par neironiem.
Zīdītāju smadzeņu ožas spuldzes ir atbildīgas par dažādu smaku uztveri un primāro apstrādi, tostarp feromonu atpazīšanu - vielas, kas pēc ķīmiskā sastāva ir līdzīgas dzimumhormoniem. Grauzēju seksuālo uzvedību galvenokārt regulē feromonu ražošana. Hipokamps atrodas zem smadzeņu puslodēm. Šīs sarežģītās struktūras funkcijas ir saistītas ar īstermiņa atmiņas veidošanos, noteiktu emociju realizāciju un līdzdalību seksuālās uzvedības veidošanā. Pastāvīgas neiroģenēzes klātbūtne žurkām ožas spuldzē un hipokampā ir izskaidrojama ar to, ka grauzējiem šīs struktūras nes galveno funkcionālo slodzi. Tāpēc tajās esošās nervu šūnas bieži mirst, kas nozīmē, ka tās ir jāatjaunina.
Lai saprastu, kādi apstākļi ietekmē neiroģenēzi hipokampā un ožas spuldzē, profesors Geidžs no Solkas universitātes (ASV) uzcēla miniatūru pilsētu. Peles tur spēlējās, gāja fizkultūrā, meklēja izeju no labirintiem. Izrādījās, ka "pilsētas" pelēm jauni neironi radās daudz lielākā skaitā nekā viņu pasīvajos radiniekos, kas iegrimuši rutīnas dzīvē vivārijā.
Cilmes šūnas var ņemt no smadzenēm un pārstādīt uz citu nervu sistēmas daļu, kur tās pārtaps neironos. Profesors Geidžs un viņa kolēģi ir veikuši vairākus līdzīgus eksperimentus, no kuriem iespaidīgākais bija sekojošais. Smadzeņu audu gabals, kas satur cilmes šūnas, tika pārstādīts iznīcinātajā žurkas tīklenē. (Acs gaismai jūtīgajai iekšējai sienai ir "nervu" izcelsme: tā sastāv no modificētiem neironiem - stieņiem un konusiņiem. Kad gaismas jutīgais slānis tiek iznīcināts, iestājas aklums.) Pārstādītās smadzeņu cilmes šūnas pārvērtās par tīklenes neironiem. , to procesi sasniedza redzes nervu, un žurka saņēma viņa redzi! Turklāt, kad smadzeņu cilmes šūnas tika pārstādītas neskartā acī, nekādas transformācijas ar tām nenotika. Iespējams, tīkleni bojājot, rodas kādas vielas (piemēram, tā sauktie augšanas faktori), kas stimulē neiroģenēzi. Tomēr precīzs šīs parādības mehānisms joprojām nav skaidrs.
Zinātnieki saskārās ar uzdevumu parādīt, ka neiroģenēze notiek ne tikai grauzējiem, bet arī cilvēkiem. Lai to paveiktu, pētnieki profesora Geidža vadībā nesen veica sensacionālu darbu. Vienā no Amerikas vēža klīnikām grupa pacientu ar neārstējamiem ļaundabīgiem audzējiem lietoja ķīmijterapijas medikamentu bromdioksiuridīnu. Šai vielai ir svarīga īpašība - spēja uzkrāties dažādu orgānu un audu dalīšanās šūnās. Bromdioksiuridīns tiek iekļauts mātes šūnas DNS un tiek saglabāts meitas šūnās pēc mātes šūnas dalīšanās. Patoanatomiskais pētījums parādīja, ka neironi, kas satur bromdioksiuridīnu, ir atrodami gandrīz visās smadzeņu daļās, tostarp smadzeņu garozā. Tātad šie neironi bija jaunas šūnas, kas radās no cilmes šūnu dalīšanās. Atklājums nepārprotami apstiprināja, ka neiroģenēzes process notiek arī pieaugušajiem. Bet, ja grauzējiem neiroģenēze notiek tikai hipokampā, tad cilvēkiem tā, iespējams, var aptvert lielākus smadzeņu apgabalus, tostarp smadzeņu garozu. Jaunākie pētījumi liecina, ka pieauguša cilvēka smadzenēs jauni neironi var veidoties ne tikai no neironu cilmes šūnām, bet arī no asins cilmes šūnām. Šīs parādības atklāšana izraisīja eiforiju zinātnes pasaulē. Tomēr 2003. gada oktobra publikācija žurnālā Nature daudz palīdzēja atvēsināt entuziasma pilnos prātus. Izrādījās, ka asins cilmes šūnas patiešām iekļūst smadzenēs, taču tās nepārvēršas par neironiem, bet saplūst ar tiem, veidojot binukleāras šūnas. Tad "vecais" neirona kodols tiek iznīcināts, un to aizstāj ar "jauno" asins cilmes šūnu kodolu. Žurkas ķermenī asins cilmes šūnas pārsvarā saplūst ar milzu smadzenīšu šūnām - Purkinje šūnām, lai gan tas notiek diezgan reti: visā smadzenītē var atrast tikai dažas sapludinātas šūnas. Intensīvāka neironu saplūšana notiek aknās un sirds muskuļos. Vēl nav skaidrs, kāda ir tā fizioloģiskā nozīme. Viena no hipotēzēm ir, ka asins cilmes šūnas nes sev līdzi jaunu ģenētisko materiālu, kas, nokļūstot "vecajā" smadzenīšu šūnā, pagarina tās mūžu.
Tātad jauni neironi var rasties no cilmes šūnām pat pieaugušo smadzenēs. Šo parādību jau plaši izmanto dažādu neirodeģeneratīvu slimību (slimību, ko pavada smadzeņu neironu nāve) ārstēšanā. Cilmes šūnu preparātus transplantācijai iegūst divos veidos. Pirmais ir neironu cilmes šūnu izmantošana, kas gan embrijam, gan pieaugušajam atrodas ap smadzeņu kambariem. Otrā pieeja ir embriju cilmes šūnu izmantošana. Šīs šūnas atrodas iekšējā šūnu masā agrīnā embriju veidošanās stadijā. Viņi spēj pārveidoties gandrīz par jebkuru ķermeņa šūnu. Vislielākās grūtības darbā ar embriju šūnām ir panākt, lai tās pārveidotos par neironiem. Jaunās tehnoloģijas padara to iespējamu.
Dažas ASV slimnīcas jau ir izveidojušas no augļa audiem iegūto neironu cilmes šūnu "bibliotēkas" un pārstāda tās pacientiem. Pirmie transplantācijas mēģinājumi dod pozitīvus rezultātus, lai gan mūsdienās ārsti nevar atrisināt šādu transplantāciju galveno problēmu: nekontrolēta cilmes šūnu pavairošana 30-40% gadījumu izraisa ļaundabīgu audzēju veidošanos. Līdz šim nav atrasta pieeja, lai novērstu šo blakusparādību. Taču, neskatoties uz to, cilmes šūnu transplantācija neapšaubāmi būs viena no galvenajām pieejām tādu neirodeģeneratīvu slimību ārstēšanā kā Alcheimera un Parkinsona slimības, kas kļuvušas par attīstīto valstu postu.
