Лекция
Привет, сегодня поговорим про нейрогенез, обещаю рассказать все что знаю. Для того чтобы лучше понимать что такое нейрогенез, нейрогенез во взрослом организме , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Психофизиология.
нейрогенез (греч. νεύρο (нерв) + лат. genesis (рождение, возникновение, происхождение)) — комплексный процесс, который начинается с пролиферации клеток-предшественниц, миграции, дифференцировки новообразованных клеток и кончается образованием нового функционирующего и интегрированного в нейрональную сеть нейрона. Наиболее активный во время пренатального развития, нейрогенез ответственен за наполнение растущего мозга.
Бытовало мнение, что нейроны во взрослом состоянии в организме не появляются. Нейроны только погибают, в частности оттого что не используются. Но некоторые эксперименты и наблюдения не совпадали с этой точкой зрения. В частности наблюдения за птицами показали, что репертуар, которым самец привлекает самку, очень разнообразен и меняется с возрастом – пение продукт труда и научения. Этот процесс возобновляется и проходит заново каждый год – птица забывает навыки и учится им заново. У самца участки нейронов в головном мозге, ответственные за пения больше, чем у самки, в период пения, а в спокойный период такого же размера. Это динамическое изменение участка мозга навело исследователей на мысль, что существует механизм, способствующий появлению дополнительных нейронов. Данное предположение было доказано опытами. Исследователи пришли к выводу, что мозг способен к генерации новых нейронов – нейрогенезу. Нейрогенез стимулируется появлением новой функции, для которой нужны дополнительные нейроны.
Нейрогенез у взрослых — это явление, относительно недавно признанное научным сообществом, которое опровергло существовавшую долгое время научную теорию о статичности нервной системы и ее неспособности к регенерации. В течение многих лет только небольшое число нейробиологов рассматривало возможность нейрогенеза. Однако, в последние десятилетия, благодаря развитию иммуногистохимических методов и конфокальной микроскопии, сначала было признано наличие нейрогенеза у певчих птиц, а затем были получены неоспоримые доказательства нейрогенеза в субвентрикулярной зоне и субгранулярной зоне (части зубчатой извилины гиппокампа) у млекопитающих, в том числе у людей . Некоторые авторы предполагают, что образование новых нейронов у взрослых также может происходить и в других областях мозга, включая неокортекс приматов, другие ставят под вопрос научность этих исследований, а некоторые считают, что новые клетки могут оказаться глиальными клетками.
Существует гипотеза, что микроокружение в субвентрикулярной зоне и в зубчатой извилине гиппокампа (так называемая нейрогенная ниша) обладает специфическими факторами, которые необходимы для деления клеток предшественников нейронов, а также дифференцировки и интеграции новообразовавшихся нейронов . Около 50 % новорожденных клеток погибает по механизмам запрограммированной клеточной гибели, но если молодые нейроны образуют синаптические контакты или получают необходимую трофическую поддержку, то они могут выживать в течение долгого времени.
Существует несколько дискретных зон нейрогенеза во взрослом организме:
1)субвентрикулярная зона (в стенках литеральных желудочков), в которой клетки делятся и оттуда новые клетки мигрируют к новой коре и обонятельной луковице;
2)субгранулярная зона (в одном слое зубчатой извилины гиппокампа) откуда клетки мигрируют на небольшое расстояние в гиппокамп;
3)локальные зоны коры – височная кора и префронтальная кора (спорное утверждение, не все с ним согласны).
Процессы памяти стимулируют нейрогенез, каждый раз, когда человек старается что-то запомнить, он стимулирует рождение новых нейронов.
Нейрогенез наиболее интенсивно представлен в гиппокампе, именно он реагирует на новизну и сравнивает полученное с уже имеющимся. Клетки, которые появились в гиппокампе идут именно в гиппокам.
Появление новых нейронов у взрослого организма возникает как компенсаторная на травму, ишемию мозга, возникновение судорожной электрической активности.
Нейрогенез стимулируется:
Нейрогенез идет в несколько этапов:
Не все стволовые клетки способны к делению, деление есть вертикальное (одна остается запасной, а вторая дифференцируется в другую) и горизонтальное (две одинаковые клетки). Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Клетка после деления не имеет отростков, только сома. Дифференциация может проходить уже во время миграции, чем ближе к целевой зоне, тем больше специализируется нейрон. Миграция может происходить во все области коры, например, в случае травмы и необходимости замещения погибших нейронов. Новые нейроны встраиваются в поврежденную зону, приобретают характеристики окружающих нейронов. То есть полную специализацию нейрон приобретает на месте. Сам факт встраивания и специализации многократно доказан. Для движения существует несколько ориентиров в мозге. Для движения необходимы сигналы из среды и рецепторы на клетке, которые примут сигналы. В одних случаях движение нейрона идет по глии, в других растет аксон (по шероховатостям или химическим сигналам), есть еще генетическая программа, которая заставляет замечать маркеры и после них совершать определенные действия.
Химическое вещество, известное как BrdU попадая в мозг, на стадии пролиферации – деления клеток, соединяется с ДНК клеток. Соединяется с новорожденной дочерней клеткой, которая получает таким образом метку.
Процесс дифференциации новых клеток включает экспрессию генов, последовательно захватывающей различные участки ДНК.
Экспрессия вещества ТиЛ – признак принадлежности клетки к нейрону, который находится как на начальной стадии становления, так и на стадии появления его зрелой формы.
Экспрессия NeuN – маркер сформированного нейрона
GFAP – маркер глиальной клетки (астроцита)
CNP – маркер олигодендроглии.
Путь миграции прослеживают с помощью подсчета клеток, отмеченных тем или иным маркером.
Нейрогенез в обонятельной луковице – дочерные клетки идут по пути в обонятельные луковицы, за процесс миграции стволовых клеток ответственен определенный ген. Нокаут гена, ответственного за миграцию нейробластов по ростральному пути в обе обонятельные луковицы приводит к тому, что клетки не идут, а сталкиваются друг с другом, а животное теряет обоняние.
Зоны нейрогенеза различаются интенсивностью и скоростью процесса.
Не все нейроны, которые встроились в структуру выживают. Выживание зависит от того, насколько активно они начинают использоваться. Есть фаза роста, фаза сохранения и фаза гибели новорожденных нейронов.
Депрессия и стресс уменьшают объем гиппокампа и количество новых нейронов.
Антидепрессанты увеличивают число новых нейронов в гиппокампе.
Если заблокировать нейрогенез, то антидепрессанты перестают ослаблять депрессию.
Стресс нарушает нейрогенез в гиппокампе, что проявляется на поведенческом уровне в ухудшении результатов обучения:
Результаты показали, что, несмотря на обучение, нейрогенез ухудшен.
Нейрогенез нарушается так же наркотиками и алкоголем (снижение когнитивных способностей и памяти). Алкоголь не влияет на нейрогенез обонятельной луковицы, но очень сильно снижает нейрогенез гиппокампа. Эффект употребления алкоголя нарастает со временем. Так же под влиянием алкоголя резко снижается выживаемость новорожденных нейронов. Растет число поврежденных клеток, происходит разрушение ядер.
Апаптоз – генетически запрограммированная смерть клетки. Новорожденные нейроны погибают. Чтобы клетка выжила, она должна получить много связей с окружающими клетками. Нужны сильные синапсы, сила определяется тем, насколько сильный сигнал посылает клетка другому нейрону, а соответственно и получает ответ в виде нейротропического фактора, который действует и на ядро клетки. Если этого нет, то клетка гибнет – дефицит нейротропического фактора вызывает запуск генома смерти – апаптоза. Это система утилизации неиспользуемых нейронов.
Существует сходство нейрогенеза во взрослом организме с созреванием нейронов в онтогенезе.
Нейрогенез у взрослых является одним из механизмов пластичности мозга, выражающихся в увеличении количества нейронов и структурной перестройке нейрональных сетей, образовании новых синапсов и изменении синаптической передачи. Добавление новых клеток в обонятельные луковицы и в зубчатую извилину гиппокампа заканчивается функциональной интеграцией клеток с уникальными характеристиками. Например, молодые гранулярные клетки в зубчатой извилине имеют более низкий порог долговременной потенциации, чем более старые клетки. Предполагается, что эта пластичность важна для процессов обучения и памяти.
Множество исследований было направлено на определение и изучение факторов, которые регулируют пролиферацию, выживаемость, миграцию и дифференцировку нейрональных предшественников. Этими факторами являются гормоны, ростовые факторы, нейротрансмиттеры, цитокины, электрофизиологическая активность, стресс и др.
Если нейрогенез изначально присутствует во взрослом мозге на базовом уровне, то можно попытаться усилить его и тем самым компенсировать недостаток нейронов, вызванный нейродегенеративными заболеваниями . Может показаться научной фантастикой, что новообразованные нейроны могут мигрировать в поврежденную область для того, чтобы дифференцироваться в нейроны необходимого фенотипа. Тем не менее, есть группа работ, в которых у животных с паркинсонизмом было использовано управление эндогенными нейрональными предшественниками для попытки восстановления дофаминергической иннервации стриатума[10].
В 2005 году клинические исследования крыс при Университете Саскачевана показали, что использование каннабиноидов приводит к росту новых нейронов в гиппокампе[11]. Исследования показали, что синтетический наркотик, напоминающий ТГК — основной психоактивный ингредиент марихуаны — обеспечивает некоторую защиту мозга от воспаления, что может привести к улучшению памяти в пожилом возрасте. Это связано с рецепторами в организме, которые также могут повлиять на воспроизводство новых нейронов[12].
К сожалению, в одной статье не просто дать все знания про нейрогенез. Но я - старался. Если ты проявишь интерес к раскрытию подробностей,я обязательно напишу продолжение! Надеюсь, что теперь ты понял что такое нейрогенез, нейрогенез во взрослом организме и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Психофизиология
Комментарии
Оставить комментарий
Психофизиология
Термины: Психофизиология