Нынешнее время упоминается, как век исследований мозга. Одной из наиболее интересных тем в области научных исследований этого органа стала способность мозга изменять свои структурные и функциональные свойства в качестве ответа на опыт человека, полученный в течение всей жизни. В большей части истории нейрофизиологи полагали, что основная мозговая структура предопределяется до рождения, и единственные изменения, которые могут в ней произойти, являются дегенеративными, результатами болезней, травм (сотрясений, ЧМТ). Современные ученые направили исследования на восстановление мозга. К каким выводам они пришли? Мозг восстанавливается или нет?

Результаты исследований

Два основных открытия были сделаны учеными, занимающимися нейронными сетями и исследованиями человеческого мозга. Исследование, опубликованное в Cell Stem Cell, сообщают, что японские врачи начали культивировать мозг человека. Журнал Science представил материал о том, как химически удалось предотвратить разрушение путем стимулирования регенерации (обновления) мозговой и спинной нейронной сети.

– это структурная единица нервной ткани, под микроскопом напоминающая тело со щупальцами. Задача нейрона – прием и обработка информации.

Японцы исходили из клеток головного мозга, которые путем соответствующего культивирования размножили в десятикратном размере и обогатили в соответствии со строением мозга человеческого эмбриона. Было также обнаружено, что в возникших частичках мозгового вещества, размер которых составляет 1-2 мм, спонтанно возникает нервная активность, измеряемая в электромагнитных импульсах. Ученые из города Кобе полагают, что в перспективе станет возможным создавать структуры мозговой ткани, которые могут быть имплантированы вместо частей, поврежденных болезнью (ишемическим инсультом, рассеянным склерозом и др.) или травмой.

Мозговые нейроны не способны регенерироваться, как их собратья в нервных окончаниях. Другой способ спасения поврежденных частей головного или спинного мозга (повреждения часто приводят к серьезным последствиям, в т.ч. параличу, коме) заключается в активации возможности регенерации в обоих основных органах нервной системы. В экспериментах на мышах команда, возглавляемая доктором Че Кьяном, работающая в Гарвардской медицинской школе в Бостоне, смогла получить ответ на вопрос, восстанавливаются ли клетки мозга, повлияв на процесс химически. У мышей ученые методом генной инженерии стимулировали высвобождение вещества mTOR, которое отвечает на регенерацию нейронов. Оно присутствует у новорожденного, но разрушается у взрослого человека, особенно после травм. Благодаря этому процессу ученым удалось восстановить почти половину поврежденного зрительного нерва за короткое время (2 недели). Было зарегистрировано даже формирование новых аксонов.

Че Кьян подвел итог: «Мы знали, что после окончания развития сети перестают расти из-за генетических механизмов. Мы считаем, что один из этих механизмов также может восстановить регенерацию, остановить отмирание после травм».

Достижения в области неотложной медицины обеспечили больше выживших пациентов с повреждением головного мозга. Сегодня известно, что мозг взрослого человека способен перестроить свои функциональные связи, создавая новые, изменять физиологические параметры. Это явление называют нейропластичностью, оно стало основой метода лечения заболеваний различного происхождения.

Меньше клеток отмирает и больше формируется у аутистов. Можно сказать, что аутизм, как ни парадоксально, – это расстройство, благотворно воздействующее на мозг.

Гиппокамп и восстановление мозга

Согласно последним данным, человеческий мозг содержит около 85 млрд. нервных клеток (нейронов). Известно, что в течение жизни происходит постепенная потеря этих клеток (они начинают гибнуть около 30-летнего возраста).

Одно из первых исследований, вызвавших интерес к пластичности мозга среди непрофессионалов, провела Элеонор Магуайр из Университетского колледжа Лондона. Она обнаружила, что у лондонских таксистов гораздо более развитый гиппокамп, чем у водителей автобусов. Гиппокамп – это мозговая часть, ответственная, среди прочего, за восприятие пространства. Учитывая тот факт, что водители такси должны помнить много названий улиц, их размещение и связь, родилось предположение, что это изменение вызвано тренировкой в пространственной ориентации, которой водителям автобусов не хватает.

Проблема этого исследования заключается в том, что оно не отличает врожденную и приобретенную функцию. В этом контексте интересные результаты предоставили исследования скрипачей, установившие, что эти музыканты имеют гораздо большую поверхность моторической (двигательной) коры, относящейся к пальцам левой руки. Это соответствует тому, что при игре на скрипке каждый палец левой руки должен сделать самостоятельное движение. При этом на правой руке все пальцы работают совместно. Против возражения о возможности генетической предрасположенности выступает факт, что разница между организацией левого и правого полушария прямо пропорциональна возрасту, когда музыканты начали играть на скрипке.

Реорганизация коры головного мозга наблюдалась также у людей с врожденными зрительными или слуховыми дефектами. Согласно принципу «use it or loose it» (использовать или потерять), незадействованную кору головного мозга может использовать другая функция. Области, первоначально предназначенные для обработки зрительных или слуховых стимулов, лишаются их, а их пространство используется для других функций, например, тактильных. Реорганизация – это результат роста длинных отростков нейронов, аксонов. После травмы головы с поражением мозга нейронные соединения могут быть восстановлены или заменены новыми соединениями, которые компенсируют потерянную функцию другой частью мозга.

Один из величайших сюрпризов последнего времени – открытие того, что взрослый мозг может в некоторых областях создавать совершенно новые нейроны из стволовых клеток, а на этот процесс влияет человеческий опыт.

Нейрогенез

Информация, не известная широкой общественности, заключается в том, что мозг на протяжении всей жизни создает новые клетки. Это явление называется нейрогенезом.

Человеческий мозг состоит из многих частей (но клеточное обновление происходит не во всех). Нейрогенез наблюдается в месте, отвечающем за обонятельные ощущения, и в гиппокампе, играющем важную роль в качестве памяти.

Эксперты также обнаружили, что новые клетки производит и поврежденный мозг. Доказательства более высокого нейрогенеза во время болезни представил новозеландский Университет Окленда, исследовавший людей с болезнью Хантингтона, при которой снижаются умственные способности человека, проявляются нескоординированные движения. Создание новых нейронов было наиболее интенсивным в максимально пораженных тканях. К сожалению, для подавления болезни этого недостаточно. Выявление условий, при которых происходит этот процесс, и его стимулирование может привести к лечению болезни Хантингтона или Паркинсона путем трансплантации стволовых клеток в пораженные участки мозга.

В изучении нейропластичности мозга медицинская наука делает первые шаги. Следующий шаг – точное описание условий, при которых происходят его изменения, определение конкретного влияния на отдельные функции в жизни человека. Для понятия и использования знаний о нейропластичности необходим также анализ генов, связанных с ростом аксонов или нейронов из стволовых клеток.

Важность нейрогенеза

По последним оценкам, ежедневно в гиппокампе производятся около 700 новых клеток головного мозга. На первый взгляд это количество не кажется большим, но создание каждого нового нейрона очень важно, особенно, для психологического состояния человека. Если происходит прекращение формирования новых клеток, начинает проявляться , психоз. Восстановление нейронов головного мозга актуально для обучения, памяти, интеллекта (изучение определенных мест, ориентация в пространстве, качество воспоминаний).

Недавние научные исследования показали, что улучшить производство новых клеток мозга можно самостоятельно, т.е. в домашних условиях. Какие виды деятельности оказывают положительное воздействие на формирование нейронов?

Производство нейронов увеличивает:

• обучение;
• секс;
• тренировка когнитивных функций;
• мнемотехники;
• физическая активность (значительная помощь);
• питание (регулярное питание, более длительные паузы между приемами пищи)
• витамин Р (флавоноиды);
• омега-3 (также хороший антидепрессант).

Производство нейронов уменьшает:

• стресс;
• депрессия;
• отсутствие сна;
• питание, богатое насыщенными жирами;
• наркоз, применяемый по время операции;
• алкоголь;
• наркотики (особенно, Амфетамин);
• курение;
• возраст (с возрастом нейрогенез продолжается, но замедляется).

Нейроны могут погибать при ряде заболеваний:

• эпилепсия – гибель клеток происходит во время приступа;
• шейный остеохондроз – нейроны отмирают из-за нарушения кровообращения;
• гидроцефалия;
• энцефалопатия;
• рассеянный склероз;
• болезнь Паркинсона – заболевание, характерное расстройством подвижности ног, рук, мозжечковыми признаками (из-за поражения миндалевидного тела);
• – заболевание, приводящее к деменции, расстройству речевых функций (из-за повреждения речевых рецепторов).

Нейроны могут временно перестать обновляться при приеме некоторых лекарств от рака. Поэтому после лечения онкологии фармацевтическими препаратами люди страдают от депрессии. После восстановление нейрогенеза депрессия исчезает.

Можно с уверенностью утверждать, что образование новых мозговых клеток у здоровых людей происходит естественным образом. Однако, ускорится или замедлится процесс, во многом зависит от самого человека.

Что поддерживает создание новых нейронов?

В дополнение к возможности самообновления мозг постоянно меняется, адаптируется к внешней среде, оптимизируя свою деятельность в соответствии с жизненными условиями человека. В случае травмы, сильной интоксикации ядами, медикаментами, микроинсульта, происходит нарушение кровообращения (уменьшается приток крови к мозгу), развивается гипоксия (кислородное голодание), из пораженных областей функции могут передаться неповрежденным сегментам, из одного полушария в другое. Так человек способен научиться новым вещам, создать новые привычки в любом возрасте.

На мозг влияет повседневная жизнь, способы действий, постоянные привычки. Для максимального проявления его чудесных способностей необходима активность, стимулирование мозговой деятельности всеми возможными способами.

Электростимуляция

Целенаправленная электростимуляция поддерживает содействие нейронов в определенном центре. Это неинвазивная, немедикаментозная терапия, выполняемая посредством проведения низкого тока через электроды, расположенные на голове. Электростимуляция способна вернуть мозговую активность и восстановить нейроны, избирательно активируя защитные механизмы в мозге, вызывая повышенное выделение эндорфинов, серотонина.

Физическая активность

Физическая активность и процесс нейрогенеза тесно связаны. С увеличением частоты сердечных сокращений и кровотока через сосуды при физических нагрузках увеличиваются уровни факторов, стимулирующих нейрогенез. Физическая активность также способствует выщелачиванию эндорфинов, уменьшению гормонов стресса (особенно кортизола). В то же время повышается уровень тестостерона, что также способствует нейрогенезу.

Для предотвращения негативных последствий старения, как тела, так и мозга, физическая активность – отличный выбор. Она сочетают в себе обе указанные цели. Не обязательно поднимать гантели или делать упражнения в фитнес-центре. Достаточно регулярной энергичной ходьбы, плавания, танцев, велоспорта. Эти действия укрепляют ослабленные мышцы, улучшают кровообращение, умственные способности.

Любое действие, направленное на снижение напряжения, стресса, способствует нейрогенезу. Выберите активность, соответствующую вашим предпочтениям.

Свежесть ума

Есть много способов, как восстановить нейроны, сохраняя свежий, острый ум. Помочь в этом могут различные действия:

• чтение – читайте каждый день; чтение заставляет думать, искать связи, поддерживает воображение, вызывает интерес ко всему, включая другие возможные виды умственной деятельности;
• изучение или развитие знания иностранного языка;
• игра на музыкальном инструменте, прослушивание музыки, пение;
• критическое восприятие реальности, изучение и поиск истины;
• открытость всему новому, чувствительность к окружающей среде, общение с людьми, путешествия, открытие природы и мира, новые интересы и увлечения.

Недооцененный и вместе с тем эффективный метод поддержки мозговой деятельности – ручное письмо. Оно поддерживает память, развивает воображение, активизирует мозговые центры, координируя движение мышц, участвующих в процессе письма (до 500). Другое преимущество ручного письма – сохранение эластичности, подвижности суставов, мышц кисти, координация тонкой моторики.

Питание

В связи с рассматриваемой темой, надо сказать, что человеческий мозг на 70% состоит из жира. Жир – это часть каждой клетки тела, в т.ч. мозговой ткани, где в форме миелина представляет собой изоляцию, окружающую нервные окончания. Мозговые клетки создают его из сахара, т.е. не ждут поступления жира из пищи. Но важно употреблять здоровые жиры, не способствующие возникновению и развитию воспаления. Пользу здоровью приносят, прежде всего, жиры, содержащие омега-3.

Многие люди, слыша слово «жир», невольно вздрагивают. В попытках сохранить стройную талию, они покупают обезжиренные продукты. Эта пища нездорова, часто даже вредна, потому что жир заменяется сахаром или другими ингредиентами.

Исключение жира из рациона – ошибка. Его ограничение должно быть строго избирательным. Гидрогенизированные жиры, содержащиеся в маргаринах, промышленно обработанных пищевых продуктах, вредны для организма. Ненасыщенные жирные кислоты, наоборот, полезны. Без жира организм неспособен поглощать витамины A, D, E, K. Они растворимы только в жире, имеющие большое значение для мозговой активности. Но нужны также насыщенные жиры, содержащиеся в животных источниках (яйца, сливочное масло, сыр).

Низкокалорийное питание – это хорошо, но оно должно быть разнообразным, сбалансированным. Известно, что мозг потребляет много энергии. Обеспечьте ее утром. Овсяные хлопья с йогуртом и ложкой меда – идеальный вариант завтрака.

Как восстановить мозг с помощью продуктов и народных средств:

• Куркума. Куркумин влияет на нейрогенез, увеличивает проявление нейропатического фактора, необходимого для ряда неврологических функций.
• Черника. Содержащиеся в чернике флавоноиды стимулируют рост новых нейронов, улучшают распознавательные функции мозга.
• Зеленый чай. Этот напиток содержит EGCG (эпигаллокатехин галлат), способствующий росту новых нейронов головного мозга.
• Брахми. Клинические исследования, изучающие влияние на функции мозга растения брахми (бакопа Монье) показали, что через 12 недель использования у добровольцев значительно улучшилось словесное обучение, память, повысилась скорость обработки полученной информации.

• Солнце. Здоровое воздействие солнечных лучей на тело – 10-15 минут в день. Это способствует формированию витамина D, влияет на секрецию серотонина, рост мозговых факторов, непосредственно воздействующих на нейрогенез.
• Сон. Его достаток или недостаток существенно влияют на деятельность мозга. Отсутствие сна вызывает ингибирование нейрогенеза в гиппокампе, нарушает баланс гормонов, уменьшает степень мыслительной деятельности.
• Секс. Половая активность увеличивает секрецию гормонов счастья, эндорфинов, уменьшает беспокойство, напряжение, стресс, способствует нейрогенезу.

Положительные воздействия медитации на человеческий мозг и здоровье в целом научно задокументированы. Неоднократно доказано, что регулярная медитация приводит к росту серого вещества в нескольких областях мозга, включая гиппокамп.

• Медитация стимулирует развитие определенных познавательных способностей, особенно внимания, памяти, концентрации.
• Медитация улучшает понимание реальности, сосредоточение на настоящем, препятствует обременению ума страхами прошлого или будущего.
• Во время медитации мозг работает в другом ритме. В первых фазах возникает повышенная активность, что проявляется более высокой амплитудой α-волн. В процессе медитации (в ходе следующих фаз) возникают δ-волны, связанные с регенерацией тела, реабилитацией после болезней.
• Медитация, проводимая вечером, стимулирует мозг, увеличивая производство мелатонина, что является частью процесса нейрогенеза. Тело расслабляется.

Моноатомное золото

Ормус, моноатомное (одноатомное) золото часто ассоциируется с увеличением интеллекта, общим здоровьем мозга. Дэвид Хадсон, открывший ормус и начавший его анализ, сказал, что вещество способно восстановить тело на генетическом уровне. Профессионалы, которые занимаются ормусом, также утверждают, что моноатомное золото может исправить ошибки ДНК и даже активировать «спящую» ДНК.

Чего не делать?

Психическое здоровье (по словам специалистов) более важно, чем само физическое состояние. Итак, как поддержать функцию мозга? Прежде всего, надо знать, что ему вредит.

Загрязненный воздух

Мозг потребляет значительное количество кислорода, необходимого для его правильной работы. Но современный человек постоянно подвергается воздействию загрязненного воздуха (выхлопы транспортных средств, пыль от промышленного производства). У людей из более крупных городов возникают частые головные боли, кратковременные расстройства памяти. Более длительное вдыхание загрязненного воздуха вызывает постоянные изменения в мозге.

Алкоголь и сигареты

Как показывают новые исследования, в дополнение к возникновению рака, сердечных заболеваний и ряда других проблем со здоровьем, алкоголь и никотин могут нарушить функционирование мозга.

В противовес алкоголю, никотиновые соединения не повреждают мозговые клетки непосредственно, но приводят к другим неврологическим расстройствам, в т.ч. к рассеянному склерозу. Долгосрочное потребление алкоголя, длительные запои, кроме «белой горячки» вызывают химический дисбаланс, приводящий к структурным нарушениям. Было показано, что у алкоголиков уменьшается объем черепа.

Недостаток сна

Тело, включая мозг, максимально восстанавливается во время сна. Длительный дефицит сна может нанести ущерб важнейшему органу. Тело не успевает создавать новые нейроны, а старые теряют способность взаимодействовать с нервными клетками. При бессоннице, вызванной перенапряжением, лучше выпить таблетку снотворного.

Релаксация для нейронов

На голове есть несколько точек, стимулирующих перенапряженную нервную систему. Поместите пальцы обеих рук чуть выше ушей, осторожно массируйте кожу, создавая легкое давление. То же самое сделайте на верхней части головы. Наконец помассируйте виски и жевательные мышцы на щеках.

Не закрывайте голову

И одна интересная вещь. Тот факт, что мозг нуждается в достаточном количестве кислорода, объяснен выше. Но знаете ли вы, что с этим могут иметь проблемы дети? Им нравится прятаться под одеялом, часто так засыпая. Во время сна увеличивается количество выдыхаемого углекислого газа. Это снижает уровень кислорода, что нарушает правильное функционирование мозга.

Это относится и к взрослым. Во время сна обеспечьте достаточный запас свежего воздуха.

Измените мозг

Выводы ученых значительны для всех. Исследования показывают, что люди любого возраста могут изучать новые вещи, формировать новые привычки. То, чему мы учимся в жизни, кем себя окружаем, что и как решаем делать, как думаем, определяет, кто мы, какое у нас видение мира. Чем более человек открыт новым стимулам и знаниям, тем больше он развивает свой мозг.

Всем известно такое крылатое выражение, как «нервные клетки не восстанавливаются». Его абсолютно все люди с самого детства воспринимают в качестве непреложной истины. Но на самом же деле эта существующая аксиома является не более чем простым мифом, так как новые научные данные в результате проведенных исследований ее полностью опровергают.

Эксперименты над животными

Каждый день в человеческом организме погибает множество нервных клеток. А за год мозг человека может потерять до одного процента и даже больше от общего их числа, и этот процесс запрограммирован самой природой. Поэтому восстанавливаются ли нервные клетки или нет - вопрос, волнующий многих.

Если провести эксперимент над низшими животными, к примеру, над круглыми червями, то у них совсем отсутствует какая-либо гибель нервных клеток. Другой вид червей, аскарида, имеет сто шестьдесят два нейрона при рождении, и умирает с таким же их количеством. Подобная картина и у многих других червей, моллюсков и насекомых. Из этого можно сделать вывод, что нервные клетки восстанавливаются.

Число и принцип расположения нервных клеток у этих низших животных твердо заданы генетическим образом. При этом особи, имеющие неправильную нервную систему, очень часто просто не выживают, но четкие ограничения в структуре нервной системы не позволяют таким животным учиться и изменять свое привычное поведение.

Неизбежность гибели нейронов, или почему нервные клетки не восстанавливаются?

Человеческий организм, если сравнивать его с низшими животными, рождается уже с большим преобладанием нейронов. Этот факт запрограммирован с самого начала, так как природой закладывается в мозг человека огромный потенциал. Абсолютно все нервные клетки мозга случайным образом развивают большое количество связей, однако, прикрепляются только те из них, которые применяются при обучении.

Восстанавливаются ли нервные клетки - очень актуальный вопрос во все времена. Нейроны образуют точку опоры или связь с остальными клетками. Потом организмом производится твердый отбор: умерщвляются нейроны, которые не образовывают достаточного числа связей. Их количество является показателем уровня активности нейронов. В том случае, когда они отсутствуют, нейрон не принимает участия в процессе обработки информации.

Присутствующие нервные клетки в организме и без того являются довольно дорогими по степени наличия кислорода и питательных веществ (по сравнению с большинством других клеток). Кроме того, они употребляют множество энергии даже в те моменты, когда человек отдыхает. Именно поэтому человеческий организм избавляется от свободных неработающих клеток, и восстанавливаются нервные клетки.

Интенсивность гибели нейронов у детей

Большинство нейронов (семьдесят процентов), которые заложены еще в эмбриогенезе, погибают еще до непосредственного рождения младенца. И этот факт считается полностью нормальным, так как именно в этом детском возрасте уровень способности к

Обучению должен быть максимальным, поэтому мозг должен иметь самые значительные резервы. Они, в свою очередь, в процессе обучения постепенно сокращаются, и соответственно, снижается нагрузка на весь организм в целом.

Другими словами, чрезмерное количество нервных клеток является необходимым условием для обучения и для многообразия возможных вариантов процессов развития человека (его индивидуальность).

Пластичность заключается в том, что многочисленные функции умерших нервных клеток ложатся на оставшиеся живые, которые увеличивают свои размеры и образуют уже новые связи, при этом компенсируют потерянные функции. Интересный факт, но одна живая нервная клетка заменяет собой девять умерших.

Значение возраста

Во взрослом возрасте гибель клеток продолжается не так стремительно. Но когда мозг не нагружается новой информацией, то он оттачивает старые присутствующие навыки и сокращает число нервных клеток, которые необходимы для их реализации. Таким образом, клетки будут уменьшаться, а связи их с остальными клетками - увеличиваться, что является совершенно нормальным процессом. Поэтому вопрос о том, почему нервные клетки не восстанавливаются, отпадет сам собой.

У пожилых людей нейроны в мозгу присутствуют в существенном меньшем количестве, чем, скажем, у младенцев или молодых. При этом соображать они могут значительно быстрее и намного больше. Так происходит благодаря тому, что в простроенной при обучении архитектуре присутствует отличная связь между нейронами.

В старости, к примеру, если отсутствует обучение, человеческий мозг и весь организм начинают специальную программу свёртывания, другими словами - процесс старения, который приводит к смерти. При этом, чем меньше уровень востребованности в различных системах организма или физические и интеллектуальные нагрузки, а также, если присутствует движения и общения с остальными людьми, тем быстрее будет процесс. Вот почему требуется постоянно осваивать новую информацию.

Нервные клетки способны восстанавливаться

Сегодня установлено наукой, что нервные клетки восстанавливаются и генерируются сразу в трех местах организма человека. Они не возникают в процессе деления (по сравнению с другими органами и тканями), а появляются при нейрогенезе.

Это явление является самым активным в период внутриутробного развития. Оно берет начала с деления предшествующих нейронов (стволовых клеток), впоследствии проходящих миграцию, дифференциацию и в результате образующих в полной мере работающий нейрон. Поэтому на вопрос о том, нервные клетки восстанавливаются или нет, можно ответить, что да.

Понятие нейрона

Нейрон представляет собой особенную клетку, у которой есть свои отростки. Они имеют длинные и короткие размеры. Первые носят название «аксоны», а вторые, более разветвленные, — «дендриты». Любые нейроны провоцируют генерацию нервных импульсов и передают их к соседним клеткам.

Средние диаметры тел нейронов равны примерно одной сотой миллиметра, а общее число таких клеток в головном мозге человека составляет порядком сто миллиардов штук. При этом если все тела присутствующих в организме нейронов мозга построить в одну сплошную линию, ее длина будет ровняться тысяче километров. Нервные клетки восстанавливаются или нет - вопрос, волнующих многих ученых.

Человеческие нейроны отличаются друг от друга по своим размерам, уровню разветвленности присутствующих дендритов, а также длине аксонов. Наиболее длинные аксоны имеют размер, равный одному метру. Они являются аксонами огромных пирамидных клеток в коре больших полушарий. Тянутся они непосредственно к нейронам, расположенным в нижних отделах спинного мозга, которые контролируют всю двигательную активность туловища и мышц конечностей.

Немного истории

В первый раз новость о присутствии новых нервных клеток у взрослого организма млекопитающих услышали в 1962 году. Однако в то время результаты эксперимента Джозефа Олтмана, которые были опубликованы в журнале «Science», народ не воспринял слишком серьезно, поэтому нейрогенез тогда не был признан. Случилось это почти двадцать лет спустя.

С того самого времени прямые доказательства того, что нервыне клетки восстанавливаются, были зафиксированы у птиц, амфибий, грызунов и других животных. Позже в 1998 году ученые смогли продемонстрировать появление новых нейронов у человека, чем доказали непосредственное существование в головном мозге нейрогенеза.

Сегодня исследование такого понятия, как нейрогенез, является одним из главных направлений среди нейробиологии. Многие ученые находят в нем огромный потенциал, чтобы лечить дегенеративные заболевания нервной системы (болезнь Альцгеймера и Паркинсона). Кроме того, многих специалистов действительно волнует вопрос, как восстанавливаются нервные клетки.

Миграция стволовых клеток в организме

Установлено, что у млекопитающих, также как у низших позвоночных животных и птиц, стволовые клетки находятся в непосредственной близости с боковыми желудочками мозга. Их превращение в нейроны проходит довольно сильно. Так, к примеру, у крыс за один месяц из имеющихся у них в мозгу стволовых клеток получается примерно двести пятьдесят тысяч нейронов. Уровень продолжительности жизни подобных нейронов довольно высок и составляет порядком ста двенадцати дней.

Кроме того, доказано не только то, что восстановление нервных клеток вполне реально, но и то, что стволовые клетки способны мигрировать. В среднем они преодолевают путь, равный двум сантиметрам. А в том случае, когда они находятся в обонятельной луковице, то перевоплощаются там уже в нейроны.

Перемещение нейронов

Стволовые клетки вполне можно достать из мозга и поместить совершенно в другое место нервной системы, в котором они станут нейронами.

Сравнительно недавно были проведены специальные исследования, которые показали, что новые нервные клетки в мозге взрослого человека могут появляться не только из нейрональных клеток, но из стволовых соединений в крови. Но такие клетки не могут превращаться в нейроны, они только способны сливаться с ними, при этом образуя другие двухъядерные компоненты. После этого прежние ядра нейронов разрушаются и замещают новые.

Неспособность нервных клеток погибать от стресса

Когда присутствует какой-либо стресс в жизни человека, клетки могут гибнуть совсем не от избыточного напряжения. Они вообще не имеют способности погибать от любой

перегрузки. Нейроны могут просто тормозить свою непосредственную деятельность и отдыхать. Поэтому восстановление нервных клеток головного мозга все-таки возможно.

Нервные клетки погибают от развивающегося недостатка различных питательных веществ и витаминов, а также вследствие нарушения процесса кровоснабжения в тканях. Как правило, они приводят в результате к интоксикации и гипоксии организма благодаря продуктам жизнедеятельности, а еще из-за употребления разнообразных лекарственных средств, крепких напитков (кофе и чай), курения, принятия наркотиков и алкоголя, а также при существенных физических нагрузках и перенесенных инфекционных болезнях.

Как восстановить нервные клетки? Это очень просто. Для этого достаточно все время и непрерывно учиться и развивать большую уверенность в себе, получая крепкие связи эмоций со всеми близкими людьми.

Доктор медицинских наук В. ГРИНЕВИЧ.

Крылатое выражение "Нервные клетки не восстанавливаются" все с детства воспринимают как непреложную истину. Однако эта аксиома - не более чем миф, и новые научные данные его опровергают.

Схематическое изображение нервной клетки, или нейрона, которая состоит из тела с ядром, одного аксона и нескольких дендритов.

Нейроны отличаются друг от друга по размеру, разветвленности дендритов и длине аксонов.

Понятие "глии" включает все клетки нервной ткани, не являющиеся нейронами.

Нейроны генетически запрограммированы на миграцию в тот или иной отдел нервной системы, где с помощью отростков они устанавливают связи с другими нервными клетками.

Погибшие нервные клетки уничтожаются макрофагами, попадающими в нервную систему из крови.

Этапы образования нервной трубки в зародыше человека.

Природа закладывает в развивающийся мозг очень высокий запас прочности: при эмбриогенезе образуется большой избыток нейронов. Почти 70% из них гибнут еще до рождения ребенка. Человеческий мозг продолжает терять нейроны и после рождения, на протяжении всей жизни. Такая гибель клеток генетически запрограммирована. Конечно же погибают не только нейроны, но и другие клетки организма. Только все остальные ткани обладают высокой регенерационной способностью, то есть их клетки делятся, замещая погибшие. Наиболее активно процесс регенерации идет в клетках эпителия и кроветворных органах (красный костный мозг). Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы. Помимо нейронов к таким клеткам относятся клетки сердечной мышцы. Как же люди умудряются сохранить интеллект до весьма преклонных лет, если нервные клетки погибают и не обновляются?

Одно из возможных объяснений: в нервной системе одновременно "работают" не все, а только 10% нейронов. Этот факт часто приводится в популярной и даже научной литературе. Мне неоднократно приходилось обсуждать данное утверждение со своими отечественными и зарубежными коллегами. И никто из них не понимает, откуда взялась такая цифра. Любая клетка одновременно и живет и "работает". В каждом нейроне все время происходят обменные процессы, синтезируются белки, генерируются и передаются нервные импульсы. Поэтому, оставив гипотезу об "отдыхающих" нейронах, обратимся к одному из свойств нервной системы, а именно - к ее исключительной пластичности.

Смысл пластичности в том, что функции погибших нервных клеток берут на себя их оставшиеся в живых "коллеги", которые увеличиваются в размерах и формируют новые связи, компенсируя утраченные функции. Высокую, но не беспредельную эффективность подобной компенсации можно проиллюстрировать на примере болезни Паркинсона, при которой происходит постепенное отмирание нейронов. Оказывается, пока в головном мозге не погибнет около 90% нейронов, клинические симптомы заболевания (дрожание конечностей, ограничение подвижности, неустойчивая походка, слабоумие) не проявляются, то есть человек выглядит практически здоровым. Значит, одна живая нервная клетка может заменить девять погибших.

Но пластичность нервной системы - не единственный механизм, позволяющий сохранить интеллект до глубокой старости. У природы имеется и запасной вариант - возникновение новых нервных клеток в головном мозге взрослых млекопитающих, или нейрогенез.

Первое сообщение о нейрогенезе появилось в 1962 году в престижном научном журнале "Science". Статья называлась "Формируются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?". Ее автор, профессор Жозеф Олтман из Университета Пердью (США) с помощью электрического тока разрушил одну из структур мозга крысы (латеральное коленчатое тело) и ввел туда радиоактивное вещество, проникающее во вновь возникающие клетки. Через несколько месяцев ученый обнаружил новые радиоактивные нейроны в таламусе (участок переднего мозга) и коре головного мозга. В течение последующих семи лет Олтман опубликовал еще несколько работ, доказывающих существование нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих. Однако тогда, в 1960-е годы, его работы вызывали у нейробиологов лишь скепсис, их развития не последовало.

И только спустя двадцать лет нейрогенез был вновь "открыт", но уже в головном мозге птиц. Многие исследователи певчих птиц обращали внимание на то, что в течение каждого брачного сезона самец канарейки Serinus canaria исполняет песню с новыми "коленами". Причем новые трели он не перенимает у собратьев, поскольку песни обновлялись и в условиях изоляции. Ученые стали детально изучать главный вокальный центр птиц, расположенный в специальном отделе головного мозга, и обнаружили, что в конце брачного сезона (у канареек он приходится на август и январь) значительная часть нейронов вокального центра погибала, - вероятно, из-за избыточной функциональной нагрузки. В середине 1980-х годов профессору Фернандо Ноттебуму из Рокфеллеровского университета (США) удалось показать, что у взрослых самцов канареек процесс нейрогенеза происходит в вокальном центре постоянно, но количество образующихся нейронов подвержено сезонным колебаниям. Пик нейрогенеза у канареек приходится на октябрь и март, то есть через два месяца после брачных сезонов. Вот почему "фонотека" песен самца канарейки регулярно обновляется.

В конце 1980-х годов нейрогенез был также обнаружен у взрослых амфибий в лаборатории ленинградского ученого профессора А. Л. Поленова.

Откуда берутся новые нейроны, если нервные клетки не делятся? Источником новых нейронов и у птиц, и у амфибий оказались нейрональные стволовые клетки стенки желудочков мозга. Во время развития зародыша именно из этих клеток образуются клетки нервной системы: нейроны и клетки глии. Но не все стволовые клетки превращаются в клетки нервной системы - часть из них "затаивается" и ждет своего часа.

Как было показано, новые нейроны появляются из стволовых клеток взрослого организма и у низших позвоночных. Однако потребовалось почти пятнадцать лет, чтобы доказать, что аналогичный процесс происходит и в нервной системе млекопитающих.

Развитие нейробиологии в начале 1990-х годов привело к обнаружению "новорожденных" нейронов в головном мозге взрослых крыс и мышей. Их находили большей частью в эволюционно древних отделах головного мозга: обонятельных луковицах и коре гиппокампа, которые отвечают главным образом за эмоциональное поведение, реакцию на стресс и регуляцию половых функций млекопитающих.

Так же, как у птиц и низших позвоночных, у млекопитающих нейрональные стволовые клетки располагаются поблизости от боковых желудочков мозга. Их перерождение в нейроны идет очень интенсивно. У взрослых крыс за месяц из стволовых клеток образуется около 250 000 нейронов, замещая 3% всех нейронов гиппокампа. Продолжительность жизни таких нейронов очень высока - до 112 дней. Стволовые нейрональные клетки преодолевают длинный путь (около 2 см). Они также способны мигрировать в обонятельную луковицу, превращаясь там в нейроны.

Обонятельные луковицы головного мозга млекопитающих отвечают за восприятие и первичную обработку различных запахов, включая и распознавание феромонов - веществ, которые по своему химическому составу близки к половым гормонам. Сексуальное поведение у грызунов регулируется в первую очередь выработкой феромонов. Гиппокамп же расположен под полушариями мозга. Функции этой сложноорганизованной структуры связаны с формированием краткосрочной памяти, реализацией некоторых эмоций и участием в формировании полового поведения. Наличие у крыс постоянного нейрогенеза в обонятельной луковице и гиппокампе объясняется тем, что у грызунов эти структуры несут основную функциональную нагрузку. Поэтому нервные клетки в них часто гибнут, а значит, их необходимо обновлять.

Для того чтобы понять, какие условия влияют на нейрогенез в гиппокампе и обонятельной луковице, профессор Гейдж из Университета Салка (США) построил миниатюрный город. Мыши там играли, занимались физкультурой, отыскивали выходы из лабиринтов. Оказалось, что у "городских" мышей новые нейроны возникали в гораздо большем количестве, чем у их пассивных сородичей, погрязших в рутинной жизни в виварии.

Cтволовые клетки можно извлечь из мозга и пересадить в другой участок нервной системы, где они превратятся в нейроны. Профессор Гейдж с коллегами провел несколько подобных экспериментов, наиболее впечатляющим среди которых был следующий. Участок мозговой ткани, содержащий стволовые клетки, пересадили в разрушенную сетчатку глаза крысы. (Светочувствительная внутренняя стенка глаза имеет "нервное" происхождение: состоит из видоизмененных нейронов - палочек и колбочек. Когда светочувствительный слой разрушается, наступает слепота.) Пересаженные стволовые клетки мозга превратились в нейроны сетчатки, их отростки достигли зрительного нерва, и крыса прозрела! Причем при пересадке стволовых клеток мозга в неповрежденный глаз никаких превращений с ними не происходило . Вероятно, при повреждении сетчатки глаза вырабатываются какие-то вещества (например, так называемые факторы роста), которые стимулируют нейрогенез. Однако точный механизм этого явления до сих пор не ясен.

Перед учеными встала задача показать, что нейрогенез идет не только у грызунов, но и у человека. Для этого исследователи под руководством профессора Гейджа недавно выполнили сенсационную работу. В одной из американских онкологических клиник группа больных, имеющих неизлечимые злокачественные новообразования, принимала химиотерапевтический препарат бромдиоксиуридин. У этого вещества есть важное свойство - способность накапливаться в делящихся клетках различных органов и тканей. Бромдиоксиуридин включается в ДНК материнской клетки и сохраняется в дочерних клетках после деления материнской. Патологоанатомическое исследование показало, что нейроны, содержащие бромдиоксиуридин, обнаруживаются практически во всех отделах мозга, включая кору больших полушарий. Значит, эти нейроны были новыми клетками, возникшими при делении стволовых клеток. Находка безоговорочно подтвердила, что процесс нейрогенеза происходит и у взрослых людей. Но если у грызунов нейрогенез идет только в гиппокампе, то у человека, вероятно, он может захватывать более обширные зоны головного мозга, включая кору больших полушарий. Недавно проведенные исследования показали, что новые нейроны во взрослом мозге могут образовываться не только из нейрональных стволовых, но из стволовых клеток крови. Открытие этого феномена вызвало в научном мире эйфорию. Однако публикация в журнале "Nature" за октябрь 2003 года во многом остудила восторженные умы. Оказалось, что стволовые клетки крови действительно проникают в мозг, но они не превращаются в нейроны, а сливаются с ними, образуя двуядерные клетки. Затем "старое" ядро нейрона разрушается, а его замещает "новое" ядро стволовой клетки крови. В организме крысы стволовые клетки крови в основном сливаются с гигантскими клетками мозжечка - клетками Пуркинье, правда, происходит это довольно редко: во всем мозжечке можно обнаружить лишь несколько слившихся клеток. Более интенсивное слияние нейронов происходит в печени и сердечной мышце. Пока совершенно непонятно, какой в этом физиологический смысл. Одна из гипотез заключается в том, что стволовые клетки крови несут с собой новый генетический материал, который, попадая в "старую" клетку мозжечка, продлевает ей жизнь.

Итак, новые нейроны могут возникать из стволовых клеток даже в мозге взрослого человека. Этот феномен уже достаточно широко применяется для лечения различных нейродегенеративных заболеваний (заболеваний, сопровождающихся гибелью нейронов головного мозга). Препараты стволовых клеток для трансплантации получают двумя способами. Первый - это использование нейрональных стволовых клеток, которые и у эмбриона, и у взрослого человека располагаются вокруг желудочков головного мозга. Второй подход - использование эмбриональных стволовых клеток. Эти клетки располагаются во внутренней клеточной массе на ранней стадии формирования зародыша. Они способны превращаться практически в любые клетки организма. Наибольшая сложность в работе с эмбриональными клетками - заставить их трансформироваться в нейроны. Новые технологии позволяют сделать это.

В некоторых лечебных учреждениях в США уже сформированы "библиотеки" нейрональных стволовых клеток, полученных из зародышевой ткани, и проводятся их пересадки пациентам. Первые попытки трансплантации дают положительные результаты, хотя на сегодняшний день врачи не могут разрешить основную проблему подобных пересадок: безудержное размножение стволовых клеток в 30-40% случаев приводит к образованию злокачественных опухолей. Пока не найдено подхода к предотвращению подобного побочного эффекта. Но, несмотря на это, трансплантация стволовых клеток, несомненно, будет одним из главных подходов в терапии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, ставших бичом развитых стран.

"Наука и жизнь" о стволовых клетках:

Белоконева О., канд. хим. наук. Запрет для нервных клеток. - 2001, № 8.

Белоконева О., канд. хим. наук. Праматерь всех клеток. - 2001, № 10.

Смирнов В., акад. РАМН, член-корр. РАН. Восстановительная терапия будущего. - 2001, № 8.

Десятилетия дискуссий, давно вошедшие в обиход поговорки, эксперименты на мышах и овцах - но все-таки может ли мозг взрослого человека образовывать новые нейроны взамен утраченных? И если может, то как? А если не может - почему?

Порезанный палец заживет за несколько дней, сломанная кость срастется. Мириады эритроцитов сменяют друг друга короткоживущими поколениями, растут под нагрузкой мышцы: наш организм обновляется постоянно. Долгое время считалось, что на этом празднике перерождения остается один аутсайдер - головной мозг. Его важнейшие клетки, нейроны, слишком высокоспециализированны, чтобы делиться. Количество нейронов падает год от года, и хотя они так многочисленны, что потеря нескольких тысяч штук не оказывает заметного влияния, способность восстанавливаться после повреждений не помешала бы и мозгу. Однако ученым долго не удавалось обнаружить присутствия новых нейронов в зрелом мозге. Впрочем, не было и достаточно тонких инструментов, позволяющих найти такие клетки и их «родителей».

Ситуация поменялась, когда в 1977 году Майкл Каплан и Джеймс Хиндс использовали радиоактивный [ 3 H]-тимидин, способный встраиваться в новую ДНК. Ее цепочки активно синтезируют делящиеся клетки, удваивая свой генетический материал и заодно накапливая радиоактивные метки. Месяц спустя после введения препарата взрослым крысам ученые получали срезы их головного мозга. Авторадиография показала, что метки находятся в клетках зубчатой извилины гиппокампа. Все-таки они размножаются, и «взрослый нейрогенез» существует.

О людях и мышах

В ходе этого процесса зрелые нейроны не делятся, как не делятся и клетки мышечных волокон, и эритроциты: за их образование отвечают различные стволовые клетки, сохраняющие «наивную» способность размножаться. Один из потомков разделившейся клетки-предшественника становится молодой специализированной клеткой и дозревает до полнофункционального взрослого состояния. Другая дочерняя клетка остается стволовой: это позволяет поддерживать популяцию клеток-предшественников на постоянном уровне, не жертвуя обновлением окружающей их ткани.

Клетки-предшественницы нейронов нашлись в зубчатой извилине гиппокампа. Позже их обнаружили и в других частях головного мозга грызунов, в обонятельной луковице и подкорковой структуре стриатума. Отсюда молодые нейроны могут мигрировать в нужную область мозга, уже на месте дозревать и встраиваться в существующие системы связей. Для этого новая клетка доказывает соседям свою полезность: ее способность к возбуждению повышена, так что даже слабое воздействие заставляет нейрон выдавать целый залп электрических импульсов. Чем активнее клетка, тем больше связей она образует с соседями и тем быстрее стабилизируются эти связи.

Взрослый нейрогенез у людей удалось подтвердить лишь пару десятилетий спустя с помощью сходных радиоактивных нуклеотидов - в той же зубчатой извилине гиппокампа, а затем и в стриатуме. Обонятельная луковица у нас, по всей видимости, не обновляется. Однако насколько активно проходит этот процесс и как он меняется во времени, точно не ясно и сегодня.

Например, исследование 2013 года показало, что до глубокой старости каждый год обновляется примерно 1,75% клеток зубчатой извилины гиппокампа. А в 2018-м появились результаты, согласно которым образование нейронов здесь прекращается уже в подростковом возрасте. В первом случае измерялось накопление радиоактивных меток, а во втором использовались красители, избирательно связывающиеся с молодыми нейронами. Сложно сказать, какие выводы ближе к истине: трудно сопоставить редкие результаты, полученные совершенно разными методами, а тем более экстраполировать на человека работы, выполненные на мышах.

Проблемы моделей

Большинство исследований взрослого нейрогенеза проводят на лабораторных животных, которые быстро размножаются и просты в содержании. Такое сочетание признаков встречается у тех, кто имеет небольшие размеры и живет совсем недолго, - у мышей и крыс. Но в нашем мозге, который лишь заканчивает созревание к 20 годам, все может происходить совершенно иначе.

Зубчатая извилина гиппокампа - это часть коры головного мозга, хотя и примитивная. У нашего вида, как и у других долгоживущих млекопитающих, кора развита заметно сильнее, чем у грызунов. Возможно, нейрогенез охватывает весь ее объем, реализуясь по какому-нибудь собственному механизму. Прямых подтверждений этому пока нет: исследования взрослого нейрогенеза в коре больших полушарий не выполнялись ни на людях, ни на других приматах.

Зато проведены такие работы с копытными. Изучение срезов мозга новорожденных ягнят, а также овец чуть постарше и половозрелых особей не нашло делящихся клеток - предшественников нейронов в коре больших полушарий и подкорковых структурах их мозга. С другой стороны, в коре животных даже старшего возраста обнаружились уже родившиеся, но недозревшие молодые нейроны. Скорее всего, они готовы в нужный момент завершить специализацию, образовав полноценные нервные клетки и заняв место погибших. Конечно, это не совсем нейрогенез, ведь новых клеток при таком процессе не образуется. Однако интересно, что такие молодые нейроны присутствуют в тех областях мозга овец, которые у человека отвечают за мышление (кора больших полушарий), интеграцию сенсорных сигналов и сознание (клауструм), эмоции (миндалевидное тело). Велика вероятность, что и у нас в аналогичных структурах найдутся незрелые нервные клетки. Но зачем они могут понадобиться взрослому, уже обученному и опытному мозгу?

Гипотеза о памяти

Число нейронов так велико, что частью из них можно безболезненно пожертвовать. Однако, если клетка выключилась из рабочих процессов, это еще не значит, что она умерла. Нейрон может перестать генерировать сигналы и реагировать на внешние стимулы. Накопленная им информация не пропадает, а «консервируется». Этот феномен позволил Кэрол Барнс, нейрофизиологу из Аризонского университета, выдвинуть экстравагантное предположение о том, что именно так мозг накапливает и разделяет воспоминания о различных периодах жизни. По мнению профессора Барнс, время от времени в зубчатой извилине гиппокампа появляется группа молодых нейронов для записи нового опыта. Через некоторое время - недели, месяцы, а может, и годы - все они переходят в состояние покоя и сигналов больше не подают. Именно поэтому память (за редчайшими исключениями) не сохраняет ничего, что происходило с нами до третьего года жизни: доступ к этим данным в какой-то момент оказывается заблокирован.

Учитывая, что зубчатая извилина, как и гиппокамп в целом, отвечает за перенос информации из кратковременной памяти в долговременную, такая гипотеза выглядит даже логичной. Однако требуется еще доказать, что гиппокамп взрослых людей действительно образует новые нейроны, причем в достаточно большом количестве. Для проведения экспериментов имеется лишь весьма ограниченный набор возможностей.

История со стрессом

Обычно препараты человеческого мозга получают во время вскрытия или нейрохирургических операций, как при височной эпилепсии, припадки которой не поддаются медикаментозному лечению. Оба варианта не позволяют проследить, как интенсивность взрослого нейрогенеза влияет на работу мозга и поведение.

Такие эксперименты проводились на грызунах: образование новых нейронов подавлялось направленным гамма-излучением или выключением соответствующих генов. Это воздействие повышало склонность животных к депрессии. Неспособные к нейрогенезу мыши почти не радовались подслащенной воде и быстро оставляли попытки держаться на плаву в заполненной водой емкости. Содержание в их крови кортизола - гормона стресса - оказывалось даже выше, чем у мышей, стрессированных обычными методами. Они были более склонны впадать в зависимость от кокаина и хуже восстанавливались после инсульта.

К этим результатам стоит сделать одно важное замечание: возможно, что показанная связь «меньше новых нейронов - острее реакция на стресс» замыкается сама на себя. Неприятные события жизни снижают интенсивность взрослого нейрогенеза, из-за чего животное становится чувствительнее к стрессам, поэтому скорость образования нейронов в мозге падает - и так далее по кругу.

Бизнес на нервах

Несмотря на отсутствие точных сведений о взрослом нейрогенезе, уже появились бизнесмены, готовые построить на нем доходное дело. Еще с начала 2010-х компания, продающая воду из родников Канадских Скалистых гор, выпускает бутылки Neurogenesis Happy Water . Утверждается, что напиток стимулирует образование нейронов за счет содержащихся в нем солей лития. Литий в самом деле считается полезным для мозга препаратом, хотя в таблетках его куда больше, нежели в «счастливой воде». Действие чудо-напитка проверили нейробиологи из Университета Британской Колумбии. 16 дней они поили крыс «счастливой водой», а контрольную группу - простой, из-под крана, а потом рассмотрели срезы зубчатых извилин их гиппокампа. И хотя у грызунов, пивших Neurogenesis Happy Water , новых нейронов появилось на целых 12% больше, их общее число оказалось невелико и говорить о статистически достоверном преимуществе нельзя.

Пока мы можем лишь констатировать, что взрослый нейрогенез в головном мозге представителей нашего вида однозначно существует. Возможно, он продолжается до глубокой старости, а может, только до подросткового возраста. На самом деле это не так важно. Интереснее то, что рождение нервных клеток в зрелом мозге человека вообще происходит: от кожи или от кишечника, обновление которых идет постоянно и интенсивно, главный орган нашего тела отличается количественно, но не качественно. И когда сведения о взрослом нейрогенезе сложатся в цельную детальную картину, мы поймем, как перевести это количество в качество, заставив мозг «ремонтироваться», восстанавливать работу памяти, эмоций - всего того, что мы зовем своей жизнью.