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?
Нервной клетке мало просто родиться — ей предстоит выжить и приобрести функциональность зрелых нейронов. А умирают они чаще, чем можно подумать: почти половина клеток гиппокампа, возникших в ходе взрослого нейрогенеза у крыс, погибает в течение месяца после появления. У мышей потери достигают 75% - зато тем, кто продержался этот срок, смерть больше не угрожает, и к концу его новые нейроны уже полностью включаются в работу. У макак с их более крупным мозгом созревание новых нейронов и их встраивание в структуры для обработки данных занимает куда больше времени, около полугода.
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.
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.
Огромный резерв нейронов закладывается на генетическом уровне в период эмбрионального развития. При наступлении неблагоприятных факторов нервные клетки гибнут, но на их месте образуются новые. Однако в результате масштабных исследований выявлено, что естественная убыль несколько превышает появление новых клеток. Важно то, что вопреки ранее существующей теории доказано, что нервные клетки восстанавливаются. Эксперты разработали рекомендации по активизации мыслительной деятельности, которые позволяют сделать процесс восстановления нейронов еще более эффективным.
Нервные клетки восстанавливаются: доказано учеными
У человека огромный резерв нервных клеток закладывается еще на генетическом уровне в период эмбрионального развития. Учеными доказано, что эта величина постоянная и при утрате нейроны не восстанавливаются. Однако нас месте мертвых клеток образуются новые. Это происходит на протяжении всей жизни и каждый день. В течение 24 часов мозг человека производит до нескольких тысяч нейронов.
Выявлено, что естественная убыль нервных клеток несколько превышает образование новых. Теория о том, что нервные клетки восстанавливаются, действительно имеет место. Каждому индивиду важно препятствовать нарушению естественного равновесия между гибелью и восстановление нервных клеток. Сохранить нейропластичность, то есть способность к мозговой регенерации помогут четыре фактора:
- постоянство социальных связей и положительная направленность в общении с близкими людьми;
- способность к обучению и умение ее реализовывать на протяжении всей жизни;
- устойчивое мировоззрение;
- равновесие между желаниями и реальными возможностями.
В результате масштабных исследований было доказано, что любое количество алкоголя убивает нейроны. После употребления алкоголя происходит склеивание эритроцитов крови, это препятствует попаданию питательных веществ в нервные клетки и они погибают практически за 7-9 минут. При этом концентрация спирта в крови абсолютно не имеет значения. Женские клетки головного мозга боле восприимчивы, чем у мужчин, тем самым алкогольная зависимость развивается при меньших дозах.
Особенно восприимчивы клетки мозга к любым стрессовым состояниям у беременных женщин. Нервозность может спровоцировать не только ухудшение самочувствия самой женщины. Велик риск развития у плода различных патологий, в том числе шизофрении и умственной отсталости. Во время беременности повышенная нервная возбудимость грозит тем, что у эмбриона будет происходить запрограммированная клеточная гибель 70% уже сформировавшихся нейронов.
Правильное питание
Опровергая известную теорию о том, что нервные клетки не восстанавливаются, последние научные исследования доказывают - регенерация клеток возможна. Для этого не требуются дорогостоящие лекарства или сложное медицинское оборудование. Эксперты утверждают, что восстановить нейроны можно с помощью правильного питания. В результате клинических исследований с участием добровольцев выявлено, что положительно влияние на головной мозг оказывает низкокалорийная и богатая витаминами и минералами диета.
Повышается сопротивляемость заболеваниям невротического характера, увеличивается продолжительность жизни и происходит стимулирование производства нейронов из стволовых клеток. Также рекомендуется увеличивать интервал времени между приемами пищи. Это улучшит общее самочувствие эффективнее, чем ограничение калорий. Ученые утверждают, что неполноценное питание в виде неправленых диет снижает выработку тестостерона и эстрогена, тем самым снижая сексуальную активность. Оптимальный вариант - есть хорошо, но реже.
Аэробика для мозга
Ученые доказали, что для восстановления нервных клеток важно ежеминутно задействовать максимальное число участков головного мозга. Простые приемы такой тренировки объединены в общий комплекс под названием нейробика. Слово довольно просто расшифровывается. «Нейро» означает нейроны, которые представляют собой клетки головного мозга нервные клетки. «Обика» - упражнение, гимнастика. Несложные нейробические упражнения, выполняемые человеком, позволяют на высоком уровне активировать не только мозговую деятельность.
В тренировочный процесс задействуются все клетки организма, в том числе нервные. Для положительного эффекта важно помнить, что «гимнастика для мозга» должна стать неотъемлемой частью жизни, и тогда мозг действительно будет находиться в состоянии постоянной активности. Эксперты доказали, что многие ежедневные привычки человека настолько автоматизированы, что выполняются практически на бессознательном уровне.
Человек не задумывается над тем, что происходит в его головном мозге при определенных действиях. Являясь неотъемлемой частью повседневной жизни, многие привычки просто тормозят работу нейронов, ведь выполняются без минимального мыслительного напряжения. Улучшить ситуацию можно, если изменить устоявшийся ритм жизни и распорядок дня. Устранение предсказуемости в действиях - один из приемов нейробики.
Ритуал утреннего пробуждения
У большинства людей одно утро похоже на другое вплоть до малейших делателей. Выполнение утренних процедур, кофе, завтрак, пробежка - все действия расписаны буквально по секундам. Для того чтобы обострить органы чувств, можно проделать весь утренний ритуал, например, с закрытыми глазами.
Необычные эмоции, подключение воображения и фантазии способствуют активизации мозга. Непривычные задания станут нейробикой для клеток и новым этапом в совершенствовании мыслительной деятельности. Специалисты рекомендуют заменить традиционный крепкий кофе ароматным травяным чаем. Вместо яичницы можно позавтракать бутербродами. Необычность привычных действий станет лучшим способом для восстановления нейронов.
Новый маршрут на работу
Привычной до мелочей является дорога на работу и обратно. Рекомендуется изменить свой привычный путь, позволяя подключиться клеткам мозга для запоминания нового маршрута. Уникальным методом признано подсчитывание шагов от дома до автостоянки. Рекомендуется обратить внимание на вывеску ближайшего магазина или на надпись на рекламном щите. Акцент на окружающих мелочах - еще один верный этап нейробики.
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
Многих пациентов интересует вопрос, восстанавливаются ли нервные клетки. Данный процесс зависит от множества факторов, именно знание особенностей гибели и способов восстановления нервной системы, способствует сохранению здоровья нервной системы.
На состояние нервных клеток влияет множество факторов. Пациентов беспокоит роль возраста в скорости гибели нервных клеток, а также восстанавливаются ли нервные клетки у человека в зависимости от возраста. Ученые сделали вывод, в результате проведённых исследований, что в зрелом и пожилом возрасте степень разрушения и повреждения нервных клеток несколько снижена, по сравнению с молодыми людьми. Во многом данных процесс объясняется снижением количества поступающей информации, а также отсутствием необходимости мозга ее воспринимать и анализировать. Пациенты не сталкиваются с ежедневными перенапряжениями и стрессовыми ситуациями. В результате количество нервных клеток, которые необходимы для того, чтобы реализовать полученную информацию сокращается.
Отличительной особенностью для лиц взрослого населения является более быстрая скорость передачи нервных импульсов. В результате данного фактора отмечается лучший характер межнейрональной связи.
Тем не менее, в пожилом возрасте происходит быстрый процесс старения и гибели нейронов при отсутствии необходимости в запоминании информации, а также необходимости обучения. Скорость гибели данного клеточного состава зависит от уровня физических и интеллектуальных нагрузок и необходимости общения в различных коллективах. Для того, чтобы решить вопрос о том, как помочь нервной системе восстановиться, требуется регулярно получать новую информацию и анализировать ее.
Гибель нервных клеток в детском организме
Особенностями эмбриогенеза человеческого организма являются заложение большого количества нервных клеток на этапе внутриутробного развития. Постепенно, ещё до рождения ребёнка, происходит гибель нейронов. Данный процесс является физиологическим, и он не носит в себе патологического характера. При вопросе о том, восстанавливается ли нервная система, необходимо учитывать особенности их развития в эмбриональном периоде.
До момента рождения наблюдается гибель большого количества нейронов, что не сказывается на общем самочувствии ребёнка и уровне его дальнейшего развития.
В первые годы жизни происходит максимальное поглощение информации и возрастает нагрузка на клеточный состав для осуществления анализа. Именно за счёт большого объёма информации происходит уничтожение функционально неактивных элементов. После их гибели идёт увеличение размера клеток, усиление новых связей и компенсация новых связей.
Факторы, влияющие на гибель нейронов
Пациентам, которые обеспокоены гибелью нервных клеток необходимо учитывать не только факторы, влияющие на состояние психического здоровья, но и влияние патогенных воздействий, способных ухудшать физическое здоровье.
Среди основных факторов, влияющих на физические показатели здоровья и способные вызывать избыточную гибель клеточного состава нервной системы выделяют:
- Качество воздуха. Для осуществления полноценной работы мозгу требуется регулярное поступление воздуха, содержащего достаточное количество кислорода. Именно кислород необходим для полноценной работы головного мозга, в частности корковых структур. За счёт загрязнённого воздуха с большим количеством выхлопных газов и пыли, происходит вдыхание воздушной смеси, содержащей более низкий процент кислорода с примесью различных химических элементов. Именно поэтому, люди, живущие в местности с высоким процентом загрязнения воздуха, часто отмечают развитие головных болей, расстройств памяти, а также усталости и слабости. За счёт длительного и регулярного влияния данного фактора отмечается развитие постоянных изменений в мозговых структурах с уничтожением клеточных элементов.
- Употребление алкоголя и курение.В результате регулярного курения происходит не только вдыхание токсических веществ, но и недостаточное поступление кислорода. Также курение вызывает повреждение сосудов и других систем организма, что препятствует достаточному поступлению питательных веществ к нервным клеткам. Употребление алкоголя не вызывает непосредственной гибели, но может вызывать токсический эффект, который формирует другие патологии, опосредованно уничтожающие структуры на различном этапе. Люди, регулярно употребляющие алкоголь сталкиваются с такими состояниями, как отек головного мозга с постепенным уменьшением его размеров. В данном случае большое значение уделяется длительности употребления и объёму алкоголя. К снижению количества клеток приводит длительное злоупотребление, а также частое потребление больших дозировок, вызывающих энцефалопатию на фоне похмелья.
- Недостаточный сон. Организму человека необходим достаточный промежуток времени, для восстановления организма. Для того, чтобы это произошло, требуется регулярно спать. Средняя продолжительность сна должна составлять 7-8 часов. В этом момент все структуры погружаются в период наименьшей активности. В данном состоянии происходит множество процессов, среди которых такие процессы, как восстановление нервной системы и накопление питательных веществ. При возникающих проблемах со сном, пациенту рекомендуют обратиться к специалисту, с целью подбора препаратов, улучшающих засыпание и снятие нервного перенапряжения.
Самостоятельное восстановление нервных клеток
Учёны развеян миф о полном отсутствии восстановления нервных окончаний и клеток. Процессы регенерации данных структур организма происходят в трёх участках. Отличительной особенностью является отсутствие процесса деления, свойственного для других органов и тканей, но при этом отмечается процесс нейрогенеза.
Данное состояние наиболее типично для стадий внутриутробного развития. В последствии они происходят при делении стволовых клеток, которые подвергаются миграции и дифференциации, на конечном этапе которого образуются новые нейроны.
Данные процессы протекают очень медленно, и на их скорость могут дополнительно воздействовать внешние и внутренние факторы. Именно это решает вопрос о том, сколько восстанавливается нервная система.
Способы восстановления нервной системы
Помимо самостоятельного восстановления, необходимо включать некоторые процедуры, позволяющие запустить процессы сохранения и регенерации. Среди них выделяют:
Физические упражнения
Уровень физической активности тесно связан с процессами нейрогенеза. Частота сердечных сокращений и кровоток, изменяющиеся на фоне физических нагрузок, влияют процессы нейрогенеза. Достаточный уровень физической активности вызывает выщелачивание эндорфинов, что приводит к снижению уровня гормона стресса, а также повышению уровня тестостерона. Для того, чтобы предотвратить негативные воздействия на клеточные структуры, необходимо включить в образ жизни физические упражнения, позволяющих сохранить нервные клетки. Для пациента может быть достаточно регулярно ходить в быстром темпе, плавать или танцевать.
Тренировка умственных способностей
Для поддержания достаточного уровня функциональной активности клеток головного мозга требуется регулярно проводить тренировки памяти и интеллекта. Среди данных способов выделяют:
- Попытки изучения иностранных языков. Обучение иностранному языку заставляет человека не только запоминать большое количество слов, увеличивая словарный запас, но и пытаться точно формулировать необходимые фразы.
- Регулярные чтения. Чтение не только активирует мыслительные процессы, но также и приводит к стимуляции поиска различных связей, поддержанию воображения и повышению интереса к поиску новой информации.
- Обучение игре на музыкальных инструментах, прослушивания песен.
Получение новой информации за счёт путешествий, получения новых интересов и увлечений. - Одним из ежедневных и эффективных способов сохранения и тренировки клеток нервной системы является письмо. За счёт ручного письма происходит не только развитие воображения, активация мозговых центров и координации двигательных мышц.
Электростимуляция
Данный не инвазивный метод построен на поддержании клеток нервной системы в определенных центрах. Ее механизм действия построен на проведении токов низкой частоты между электродами, которые закрепляют на различных участках головы пациента. В результате выполнения нескольких курсов данной немедикаментозной терапии происходит стимуляция мозговой активности, а также восстановление нейронов, за счёт избирательной активности защитных механизмов в клетках мозга. Отмечается также и рост уровня эндорфина с серотонином.
Питание
Из-за того, что нервные клетки имеют преимущественно жировой состав, в частности структуры миелиновой оболочки, обеспечивающие передачу нервных импульсов, организму требуется ежедневное употребление данного нутриента. Полезным для клеток мозга и восстановления миелина является употребление полезного жира, который не вызывает воспалительных реакций. Наибольшей пользой обладают омега 3 жирные кислоты. Употребление обезжиренных продуктов ведёт к разрушению структур, входящих в состав нервной системы.
Полностью требуется исключить лишь гидрогенезированный жир, который содержится в большом количестве в маргарине, а также продуктах, которые подвергаются промышленной обработке. Наибольшую пользу проявляют ненасыщенные жиры, которые поступают из яиц, сливочного масла и сыра. Кроме того, для восстановления нервных клеток следует употреблять:
- Куркуму. Она увеличивает проявления нейропатических факторов, для того, чтобы осуществлять неврологические функции.
- Чернику. Ее польза достигается за счёт содержащихся флавоноидов, стимулирующих процессы роста новых нейронов.
- Зелёный чай. Данный продукт вызывает рост новых клеток в головном мозге.
Народные средства
Данные методы позволяют добиться расслабления, снятия усталости и уменьшения стрессовых воздействий, посредством улучшения качества сна. Среди них:
- Употребление тёплого молока, смешанного с чайной ложкой мёда.
- Смесь орехов, сухофруктов, мёда и лимона. Данные продукты содержат большое количество полезных жиров, необходимых миелиновой оболочке, кроме того, в них сосредоточен запах питательных веществ, что предотвращает развитие гипогликемии, вызывающей гибель или истощение клеток головного мозга.
В качестве растительных средств широкой популярностью пользуются:
- Чаи с добавлением мяты, мелиссы, а также валерианы.
- Ванны, изготовленные на основе отвара березового листа, а также хвои.
- Настои с боярышником, валерианой, а также пустырником.
Лекарственная терапия
Медикаментозные средства, назначенные для различных патологических состояний, способны усилить процессы регенерации. Среди них группы:
- Снотворных препаратов.
- Ноотропы.
- Антидепрессанты.
- Витамины.
Прием препаратов должен проводиться только по медицинским показаниям после проведенной диагностики.
При наличии вопросов о том, восстанавливаются или нет нервные клетки, необходимо проконсультироваться со специалистом и проводить мероприятия, направленные на запуск защитных процессов.
Видео: Как восстановить нервную систему