Не нервничай нервные клетки восстанавливаются. Способны ли нервные клетки восстанавливаться. Способы восстановления нервной системы

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.

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.

Доктор медицинских наук В. Гриневич

У человека насчитывается больше ста миллиардов нейронов. Каждый из них состоит из отростков и тела - как правило, из нескольких дендритов, коротких и разветвленных, и одного аксона. Посредством отростков осуществляется контакт нейронов друг с другом. При этом формируются круги и сети, по которым происходит циркуляция импульсов. С давних времен ученых волнует вопрос, восстанавливаются ли нервные клетки.

В течение всей жизни в мозг теряет нейроны. Эта гибель запрограммирована генетически. Однако в отличие от прочих клеток, они не имеют способности делиться. В таких случаях начинает действовать другой механизм. Функции потерянных клеток начинают выполнять близлежащие, которые, увеличиваясь в размерах, начинают формировать новые связи. Таким образом, компенсируется бездействие погибших нейронов.

Ранее было принято считать, что не восстанавливаются. Однако это утверждение опровергается современной медициной. Несмотря на отсутствие способности к делению, нервные клетки восстанавливаются и развиваются в мозге даже взрослого человека. Кроме того, нейроны могут регенерировать потерянные отростки и связь с прочими клетками.

Самое значительное скопление нервных клеток располагается в головном мозге. За счет отходящих многочисленных отростков формируются контакты с соседними нейронами.

Черепные, вегетативные и спинномозговые окончания и нервы, обеспечивающие проведение импульсов к тканям, внутренним органам и конечностям, образуют периферическую часть

В здоровом организме является системой слаженной. Однако если в сложной цепи одно из звеньев перестает выполнять свои функции, может страдать все тело. Тяжелые мозговые поражения, сопровождающие болезнь Паркинсона, инсульт, приводят к ускоренной потере нейронов. В течение многих десятилетий ученые пытаются ответить на вопрос, как нервные клетки восстанавливаются.

Сегодня известно, что зарождение нейронов в мозге взрослых млекопитающих может осуществляться при помощи особых стволовых клеток (так называемых нейрональных). На данный момент установлено, что нервные клетки восстанавливаются в субвентрикулярной области, гиппокампе (зубчатой извилине) и коре мозжечка. В последнем участке отмечается наиболее интенсивный нейрогенез. Мозжечок участвует в приобретении и сохранении информации о навыках автоматизированных и бессознательных. Например, разучивая движения танца, человек постепенно перестает задумываться о них, совершая их автоматически.

Наиболее интригующим ученые считают регенерацию нейронов в зубчатой извилине. В этой области происходит рождение эмоций, хранение и обработка пространственной информации. Ученым пока не удалось до конца разобраться, как образованные вновь нейроны воздействуют на воспоминания уже сформированные, и каким образом происходит их взаимодействие со зрелыми нейронами в этом отделе мозга.

Ученые отмечают, что нервные клетки восстанавливаются в тех зонах, которые отвечают непосредственно за выживание в физическом плане: ориентацию в пространстве, по запаху, образование двигательной памяти. Формирование проходит активно в молодом возрасте, во время роста мозга. При этом нейрогенез связан со всеми зонами. По достижению зрелого возраста развитие мыслительных функций осуществляется за счет перестройки между нейронами контактов, но не вследствие образования новых клеток.

Следует отметить, что ученые продолжают поиски ранее неизвестных очагов нейрогенеза, даже несмотря на несколько довольно неудачных попыток. Данное направление имеет актуальность не только в фундаментальной науке, но и прикладных исследованиях.

В научном сообществе довольно долго господствовала теория о статичности и невозобновляемости нервной системы. Было принято считать, что на протяжении всей жизни мозг человека оперирует тем количеством нейронов (нервных клеток), которые ему достались при рождении. Широкое распространение получил миф о том, что нервные клетки не восстанавливаются, который подогревался информацией о закономерной гибели нейронов с первых дней жизни.

Дело в том, что новые нервные клетки не появляются в ходе деления, как это происходит в других органах и тканях организма, а образуются в ходе нейрогенеза. Этот процесс начинается с деления клеток-предшественников нейронов (или нейронных стволовых клеток). Далее они мигрируют, дифференцируются и образуют полностью функционирующий нейрон. Нейрогенез наиболее активен во время внутриутробного развития.

Впервые сообщение об образовании новых нервных клеток во взрослом организме млекопитающих появилось ещё в 1962 году. Но тогда результаты работы Джозефа Олтмана (Joseph Altman), опубликованные в журнале Science, не были восприняты всерьёз, и признание нейрогенеза отложилось почти на двадцать лет.

С тех пор неоспоримые доказательства существования этого процесса во взрослом организме были получены для певчих птиц, грызунов, амфибий и некоторых других животных. И только в 1998 году нейробиологам во главе с Питером Эрикссоном (Peter Eriksson) и Фредом Гейгом (Fred Gage) удалось продемонстрировать образование новых нейронов в гиппокампе человека, чем было доказано существование нейрогенеза в головном мозге взрослых людей.

Сейчас исследование нейрогенеза является одним из самых приоритетных направлений в нейробиологии. В частности, учёные и медики видят в нём большой потенциал для лечения дегенеративных заболеваний нервной системы, таких как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона.

Вплоть до настоящего момента считалось, что нейрогенез в головном мозге взрослых млекопитающих локализован в двух областях, которые связанны с памятью (гиппокамп) и обонянием (обонятельные луковицы).

Но в последние несколько лет нейробиологи из Университета Мичигана (MSU) впервые показали, что мозг млекопитающих на протяжении периода полового созревания наращивает количество клеток в миндалевидном теле (миндалине) и взаимосвязанных с ним областях. Причём происходит как увеличение числа нейронов, так и клеток нейроглии – вспомогательных клеток нервной ткани.

Миндалины реагируют на зрительные, слуховые, обонятельные и кожные раздражения, а также на сигналы внутренних органов. На основе полученной информации они участвуют в формировании эмоциональных и двигательных реакций, оборонительного и полового поведения, и многого другого. Миндалевидное тело играет важную роль в восприятии неких социальных ориентиров. Например, хомяки с его помощью анализируют запах феромонов, что обеспечивает общение между животными, а люди воспринимают мимику и язык тела друг друга на основе зрительной информации.

«Мы предположили, что новые нейроны, которые добавляются в эти области головного мозга в период полового созревания, могут оказывать непосредственное влияние на репродуктивную функцию взрослых особей», ‒ рассказывает ведущий автор исследования Мэгги Мор (Maggie Mohr).

Для проверки своей гипотезы Мор в сотрудничестве с профессором психологии Шерил Сиск (Cheryl Sisk) вводили юным самцам сирийских хомячков (Mesocricetus auratus) химический маркер, с помощью которого можно отслеживать появление и дальнейшие перемещения новых нейронов. Инъекции делали с 28 по 49 день после рождения. Через четыре недели после последнего введения препарата, при достижении половой зрелости грызунам дали возможность спариться, после чего проанализировали их мозг.

Согласно данным, опубликованным в журнале PNAS, новые нервные клетки, появившиеся в период полового созревания, были доставлены прямиком в миндалины и смежные области мозга хомячков. А некоторые из них были включены в нейронные сети, которые обеспечивают социальное и сексуальное поведение.

В официальном пресс-релизе исследователи подчёркивают, что им не только удалось доказать выживание новых клеток в зрелом возрасте, но и показать, что они включаются в работу мозга и предназначены для адаптации к «взрослой» жизни.

Авторы работы настроены весьма оптимистично и надеются, что их работа прольёт свет и на человеческий мозг. Ведь, несмотря на более сложные взаимоотношения между людьми, функции миндалин у нас и хомячков весьма схожи. Вполне вероятно, что именно процесс образования новых нейронов в период полового созревания оказывается решающим в способности людей социализироваться во взрослом человеческом обществе.

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.

Мозг новорожденного младенца содержит 100 миллиардов нервных клеток - нейронов. Считается, что их количество остается неизменным в течение всей жизни. По мере взросления человека и развития его интеллекта увеличивается не число нейронов, а число и сложность соединений между ними. Гибель нервных клеток в результате болезни или травмы невосполнима - человек теряет способность думать, чувствовать, говорить, двигаться - в зависимости от того, какие части мозга повреждены. Поэтому и бытует выражение: "нервные клетки не восстанавливаются".

На вопрос: можно ли восстановить поврежденную нервную ткань? - наука долгое время отвечала отрицательно. Однако исследования академика Российской академии естественных наук, члена Международных институтов эмбриологии и биологии развития Льва Владимировича Полежаева свидетельствуют о другом: в некоторых условиях нервные клетки могут быть восстановлены.

Академик Л. ПОЛЕЖАЕВ.

Загадки нейронов

Медикам давно известно, что при повреждении разных отделов мозга у человека нервные клетки (нейроны) теряют способность проводить электрические импульсы. Кроме того, при травмах мозга нейроны сильно изменяются: их многочисленные ветвистые отростки, принимающие и передающие нервные импульсы, исчезают, клетки сморщиваются и уменьшаются в размере. После такого превращения нейроны уже не способны выполнять свою главную работу в организме. А не работают нервные клетки - нет и мышления, эмоций, сложных проявлений психической жизни человека. Поэтому травмирование нервной ткани, особенно в головном мозге, и приводит к непоправимым последствиям. Это касается не только человека, но и млекопитающих.

А как обстоит дело с другими животными - у всех ли нервная ткань не восстанавливается после повреждения? Оказывается, у рыб, тритонов, аксолотлей, саламандр, лягушек и ящериц нервные клетки мозга способны к восстановлению.

Почему же у одних животных нервная ткань обладает способностью к регенерации, а у других нет? И так ли это на самом деле? Этот вопрос долгие годы занимал умы ученых.

Что такое, вообще, восстановление нервной ткани? Это либо появление новых нервных клеток, которые возьмут на себя функции погибших нейронов, либо возвращение изменившихся в результате травмы нервных клеток в исходное рабочее состояние.

Источником восстановления нервной ткани могут стать еще не развитые клетки глубоких слоев мозга. Они превращаются в так называемые нейробласты - предшественники нервных клеток, а затем уже - в нейроны. Это явление обнаружил в 1967 году немецкий исследователь В. Кирше - сначала у лягушек и аксолотлей, а потом еще и у крыс.

Был замечен и другой путь: после повреждения мозга сохранившиеся нервные клетки светлеют, внутри них формируются два ядра, далее разделяется пополам цитоплазма, и в результате этого разделения получается два нейрона. Так появляются новые нервные клетки. Российский биолог И. Рампан, работавший в Институте мозга, в 1956 году первым открыл именно такой способ восстановления нервной ткани у крыс, собак, волков и других видов животных.

В 1981-1985 годах американский исследователь Ф. Ноттебом обнаружил, что сходные процессы протекают у поющих самцов канареек. У них сильно увеличиваются области мозга, отвечающие за пение - как оказалось, за счет того, что в этих областях появляются новые нейроны.

В 70-е годы в Киевском и Саратовском университетах, в Московском медицинском институте исследователи изучали крыс и собак с повреждениями различных участков мозга. Под микроскопом удалось проследить, как по краям раны нервные клетки размножаются и появляются новые нейроны. Однако нервная ткань в области травмы полностью не восстанавливалась. Напрашивался вопрос: нельзя ли как-то стимулировать процесс деления клеток и тем самым вызвать появление новых нейронов?

Трансплантация нервной ткани
Ученые пытались решить проблему восстановления нервной ткани таким путем - пересадить нервную ткань, взятую от взрослых млекопитающих, в головной мозг других животных того же вида. Но эти попытки не привели к успеху - пересаженная ткань рассасывалась. В 1962-1963 годах автор статьи и его сотрудница Э. Н. Карнаухова пошли другим путем - они осуществили пересадку кусочка мозга от одной крысы к другой, используя для трансплантации растертую, бесклеточную нервную ткань. Опыт оказался удачным - ткань мозга у животных восстановилась.

В 70-е годы во многих странах мира стали проводить пересадки в головной мозг нервной ткани не взрослых животных, а зародышей. При этом эмбриональная нервная ткань не отторгалась, а приживлялась, развивалась и соединялась с нервными клетками мозга хозяина, то есть чувствовала себя как дома. Этот парадоксаль ный факт исследователи объяснили тем, что эмбриональная ткань более устойчива, чем взрослая.

Кроме того, у этого метода были и другие преимущества - кусочек эмбриональной ткани не отторгался при трансплантации. Почему? Все дело в том, что ткань мозга отделена от остальной внутренней среды организма так называемым гематоэнцефалическим барьером. Этот барьер не пропускает в мозг крупные молекулы и клетки из других частей тела. Гематоэнцефалический барьер состоит из плотно сомкнутых клеток внутренней части тонких кровеносных сосудов мозга. Нарушенный во время пересадки нервной ткани гематоэнцефалический барьер через некоторое время восстанавливается. Все, что расположено внутри барьера - в том числе и пересаженный кусочек эмбриональной нервной ткани, - организм считает "своим". Этот кусочек оказывается как бы в привилегированном положении. Поэтому иммунные клетки, обычно способствующие отторжению всего чужеродного, на этот кусочек не реагируют, и он успешно приживается в мозге. Пересаженные нейроны своими отростками соединяются с отростками нейронов хозяина и буквально врастают в тонкую и сложную структуру коры головного мозга.

Важную роль играет и такой факт: при трансплантации из разрушенной нервной ткани и хозяина, и трансплантата выделяются продукты распада нервной ткани. Они каким-то образом омолаживают нервную ткань хозяина. В результате мозг практически полностью восстанавливается.

Этот метод пересадки нервной ткани стал быстро распространяться в разных странах мира. Оказалось, что трансплантацию нервной ткани можно осуществлять и у людей. Так появилась возможность лечить некоторые неврологические и психические заболевания.

Например, при болезни Паркинсона у больного разрушается особый отдел мозга - черная субстанция. В ней вырабатывается вещество - дофамин, которое у здоровых людей передается по нервным отросткам в соседнюю часть мозга и осуществляет регуляцию разнообразных движений. При болезни Паркинсона этот процесс нарушается. Человек не может совершать целенаправленные движения, руки его дрожат, тело постепенно теряет подвижность.

Сегодня с помощью эмбриональной трансплантации в Швеции, Мексике, США, на Кубе прооперирова но уже несколько сотен пациентов с болезнью Паркинсона. Они вновь обрели способность двигаться, а некоторые вернулись к работе.

Пересадка эмбриональной нервной ткани в область раны может помочь и при тяжелых травмах головы. Такая работа проводится сейчас в Институте нейрохирургии в Киеве, которым руководит академик А. П. Ромоданов, и в некоторых американских клиниках.

С помощью эмбриональной трансплантации нервной ткани удалось улучшить состояние пациентов с так называемой болезнью Гентингтона, при которой человек не может контролировать свои движения. Это связано с нарушением работы некоторых частей мозга. После трансплантации эмбриональной нервной ткани в пораженную область больной постепенно обретает контроль над своими движениями.

Возможно, что медикам удастся с помощью пересадки нервной ткани улучшить память и познаватель ные способности тех пациентов, чей мозг разрушен болезнью Альцгеймера.

Нейроны могут восстанавливаться
В лаборатории экспериментальной нейрогенетики Института общей генетики им. Н. И. Вавилова АН СССР несколько лет проводили опыты на животных, чтобы установить причины гибели нервных клеток и понять возможности их восстановления. Автор статьи и его сотрудники обнаружили, что в условиях острого кислородного голодания некоторые нейроны сморщивались или растворялись, остальные же как-то боролись с нехваткой кислорода. Однако при этом в нейронах резко снижалась выработка белка и нуклеиновых кислот, и клетки теряли способность проводить нервные импульсы.

После кислородного голодания в головной мозг крыс пересаживали кусочек эмбриональной нервной ткани. Трансплантаты успешно приживлялись. Отростки их нейронов соединялись с отростками нейронов мозга хозяина. Исследователи обнаружили, что этот процесс как-то усиливают продукты распада нервной ткани, которые выделяются при операции. По-видимому, именно они стимулировали регенерацию нервных клеток. Благодаря каким-то веществам, содержащимся в разрушенной нервной ткани, сморщенные и уменьшившиеся в размере нейроны постепенно восстанавливали свой обычный внешний вид. В них начиналась активная выработка биологически важных молекул, и клетки снова становились способными проводить нервные импульсы.

Какой же именно продукт распада нервной ткани мозга дает толчок регенерации нервных клеток? Поиски постепенно привели к выводу: наиболее важна информационная РНК ("дублер" молекулы наследственности ДНК). На основе этой молекулы в клетке из аминокислот синтезируются специфические белки. Введение в мозг этой РНК привело к полному восстановлению изменившихся после кислородного голодания нервных клеток. Поведение животных после инъекции РНК было таким же, как у их здоровых собратьев.

Гораздо удобнее было бы вводить РНК в кровеносные сосуды животных. Но сделать это оказалось непросто - крупные молекулы не проходили сквозь гематоэнцефалический барьер. Однако проницаемость барьера можно регулировать, например, с помощью инъекции раствора соли. Если таким путем временно раскрыть гематоэнцефалический барьер, а потом сделать инъекцию РНК, то молекула РНК достигнет цели.

Автор статьи вместе с химиком-органиком из Института судебной психиатрии В. П. Чехониным решили усовершенствовать метод. Они соединили РНК с поверхност ноактивным веществом, которое служило как бы "буксиром" и позволило крупным молекулам РНК пройти в мозг. В 1993 году опыты увенчались успехом. С помощью электронной микроскопии удалось проследить, как клетки капилляров мозга как бы "заглатыва ют" и затем выбрасывают в мозг РНК.

Таким образом, был разработан метод регенерации нервной ткани, совершенно безопасный, безвредный и очень простой. Есть надежда, что этот метод даст в руки врачам оружие против тяжелых психических болезней, которые сегодня считаются неизлечимыми. Однако для применения этих разработок в клинике требуется, согласно указаниям Минздрава России и Фармкомитета, провести проверку препарата на мутагенность, канцерогенность и токсичность. Проверка займет 2-3 года. К сожалению, в настоящее время экспериментальная работа приостановлена: нет финансирования. Между тем эта работа имеет огромное значение, так как больных шизофренией, старческим слабоумием, маниакально-депрессивным психозом в нашей стране немало. Во многих случаях врачи бессильны что-либо сделать, а больные медленно погибают.

Литература

Полежаев Л. В., Александрова М. А. Трансплантация ткани мозга в норме и патологии . М., 1986.

Полежаев Л. В. и др. Трансплантация ткани мозга в биологии и медицине . М., 1993.

Полежаев Л. Трансплантация лечит мозг. "Наука и жизнь" № 5, 1989.

Нейроны и мозг

В головном мозге человека и млекопитающих ученые выделяют области и ядра - плотные скопления нейронов. Различают также кору мозга и подкорковые области. Все эти участки мозга состоят из нейронов и связаны между собой отростками нейронов. Каждый нейрон имеет один аксон - длинный отросток и множество дендритов - коротких отростков. Специфические соединения между нейронами называются синапсами. Нейроны окружены клетками другого рода - глиоцитами. Они играют роль поддерживающих и питающих нейроны клеток. Нейроны легко повреждаются, очень ранимы: через 5-10 минут после того, как перестал поступать кислород, они погибают.

Словарик к статье

Нейроны - нервные клетки.

Гематоэнцефалический барьер - структура из клеток внутренней части капилляров мозга, которая не пропускает в мозг крупные молекулы и клетки из других частей тела.

Синапс - особое соединение нервных клеток.

Гипоксия - нехватка кислорода.

Трансплантат - кусочек ткани, который пересаживается другому животному (реципиенту).

РНК - молекула, дублирующая наследственную информацию и служащая основой для синтеза белков.