Мозг и бомба: Возрождение нейронов

Многочисленные ядерные «грибы», выросшие во время холодной войны, десятилетия спустя помогли ученым разрешить давний спор: появляются ли новые нейроны в мозге взрослого человека?
Мозг и бомба: Возрождение нейронов

В течение долгого времени в научном мире властвовала догма, что взрослый мозг не производит новые нейроны. Но в 1998 году группа шведских исследователей обнаружила обратное. Ученые вводили людям, давшим свое согласие на исследования мозга после смерти, препарат, который обычно использовался для наблюдений за делением раковых клеток. Вещество-маркер сохранялось в тканях пациента на протяжении всей жизни, что позволило выявить рождение новых нейронов в зрелом возрасте. Новые нейроны появлялись в гиппокампе — глубоко расположенной структуре мозга, участвующей в процессах обучения и запоминания. Однако позже оказалось, что используемое для исследований соединение токсично, и результаты экспериментов так и не были подтверждены независимыми группами ученых. Поэтому, несмотря на то что были получены аналогичные результаты в опытах на мышах, вопрос о том, образуются ли новые нейроны в зрелом человеческом мозге, долгое время оставался открытым.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Более десяти лет назад Кирсти Сполдинг (Kirsty Spalding), молекулярный биолог из Каролинского института (Швеция), начала работу над проектом, который должен был разрешить этот спор, используя нетрадиционный подход. В основе метода лежит использование радиоактивного изотопа углерода-14 в качестве индикатора возраста клеток. Массовые выбросы в атмосферу углерода-14 связаны с сотнями ядерных взрывов, проведенных во время испытаний ядерного оружия в 1950-х и начале 1960-х годов. После моратория на подобные испытания, принятого в 1963 году, количество углерода-14 стабильно снижается. Зарождающаяся живая клетка может включить в свой состав как стабильный углерод-12, так и радиоактивный углерод-14. Поэтому количественный изотопный анализ способен выявить возраст отдельных клеток.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сполдинг использовала эту методику для определения возраста зубов в ходе судебно-медицинских экспертиз и оценки скорости восстановления клеток жировой ткани. Но для того, чтобы провести анализ крошечного объема ткани гиппокампа, потребовалось долгие годы работать над увеличением чувствительности методики.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сначала необходимо отделить около 20 млн нейронов от других типов клеток, встречающихся в образце (для этого Сполдинг использовала автоматическую сортировку на основе искусственно созданной флюоресценции клеток), затем выделить и очистить ДНК и провести анализ изотопов углерода с помощью мощных ускорителей частиц (для этого образцы были направлены в Ливерморскую национальную лабораторию).

Исследователи наконец получили независимое подтверждение результатов эксперимента 1998 года: в гиппокампе действительно регулярно зарождаются новые нейроны. Около трети от их общего числа в этой мозговой структуре постоянно обновляется, примерно 1400 новых нейронов в день появляется на смену погибшим.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Впрочем, по мнению некоторых ученых, производство новых нейронов является скорее эволюционным рудиментом, чем действительно необходимой функцией. Для выживания вида человеку гораздо важнее сохранить старые клетки и вместе с ними — накопленные воспоминания. В отличие от рыб, земноводных, рептилий и птиц, которые порой способны вырастить заново целые структуры мозга, в человеческом мозгу в некоторой степени восстанавливается только крошечный гиппокамп. Что это — рудиментарная функция или необходимый процесс, обусловленный пока неизвестными науке причинами?