Šie nauji neuronai auga hipokampe – svarbioje smegenų dalyje, susijusioje su mokymusi, atmintimi ir emocijomis.
„Trumpai tariant, mūsų darbas užbaigia ilgametes diskusijas apie tai, ar suaugusio žmogaus smegenys gali auginti naujus neuronus“, – sako viena iš pagrindinių tyrimo autorių, Stokholmo Karolinskos instituto mokslininkė Marta Paterlini.
Kiti ekspertai sutinka, kad šis darbas pateikia tvirtus įrodymus apie suaugusiųjų neurogenzę.
Nors vienas tyrimas nėra absoliutus įrodymas, „tai stiprus įrodymas, patvirtinantis idėją“, kad kamieninės ląstelės ir naujų neuronų pirmtakai egzistuoja bei dauginasi suaugusio žmogaus smegenyse, sako tyrime nedalyvavęs, Burke Neurologijos instituto prie Weillo Cornello Medicinos centro generalinis direktorius dr. Rajivas Ratanas.
„Tai puikus pavyzdys, kaip puikus mokslas išjudina klinikinių neurologijos mokslų bendruomenę“, – sako jis.
Naujų technologijų panaudojimas
Tyrėjai, siekdami surūšiuoti ir ištirti smegenų audinio mėginius iš tarptautinių biobankų, panaudojo pažangius metodus, įskaitant vieno branduolio RNR sekos nustatymą ir mašininį mokymąsi, nurodoma liepos 3 d. žurnale „Science“ paskelbtame straipsnyje. RNR – DNR giminaitė – atspindi ląstelėse įjungtus genus, o mašininis mokymasis yra dirbtinio intelekto rūšis, dažnai naudojama didžiuliams duomenų rinkiniams apdoroti.
Nuo septintojo dešimtmečio mokslininkai žinojo, kad pelės, žiurkės ir kai kurie nežmogiškieji primatai visą gyvenimą kuria naujas smegenų ląsteles hipokampo dalyje. Tačiau gauti kokybiškų suaugusio žmogaus smegenų audinio mėginių yra labai sudėtinga.
„Žmonių audiniai gaunami iš autopsijų arba operacijų, todėl tai, kaip su jais elgiamasi – prieš kiek laiko jie fiksuojami konservantais, kokie chemikalai naudojami, kiek ploni griežinėliai – gali paslėpti tas naujai gimusias ląsteles“, – sako M. Paterlini. Naudodama naujas technologijas komanda galėjo įveikti šį iššūkį.
Jie išanalizavo daugiau kaip 400 000 atskirų hipokampo ląstelių branduolių iš 24 žmonių, be to, kitais metodais ištyrė 10 kitų smegenų. Smegenys buvo nuo 0 iki 78 metų amžiaus žmonių, įskaitant šešis vaikus ir keturis paauglius.
Taikydama du pažangiausius atvaizdavimo metodus, komanda nustatė, kur audinyje yra naujų ląstelių. Jie pamatė besidalijančių pirmtakų ląstelių grupes, esančias visai šalia visiškai susiformavusių neuronų, t. y. tose pačiose vietose, kuriose, kaip parodė tyrimai su gyvūnais, gyvena suaugusios kamieninės ląstelės.
„Šias besidalijančias pirmtakų ląsteles pastebėjome ne tik kūdikiuose ir mažuose vaikuose, bet ir paaugliuose bei suaugusiuose“, – sako M. Paterlini. – Tarp jų yra kamieninių ląstelių, kurios gali atsinaujinti ir duoti pradžią kitoms smegenų ląstelėms.“
Naujesnės technologijos leido mokslininkams aptikti naujas smegenų ląsteles įvairiais vystymosi etapais ir atlikti tyrimus, kurie prieš kelerius metus nebūtų buvę įmanomi, pridūrė dr. R. Ratanas.
Komanda taip pat naudojo fluorescencines žymes besidauginančioms ląstelėms žymėti. Tai leido jiems sukurti mašininio mokymosi algoritmą, kuris, remiantis ankstesniais graužikų tyrimais, nustatė ląsteles, kurios, kaip jie žinojo, virs neurogeninėmis kamieninėmis ląstelėmis. Dr R. Ratanas sako, kad tai buvo „protingas metodas“, padedantis spręsti paauglių ir suaugusiųjų smegenų ląstelių formavimosi tyrimo uždavinius.
Kaip ir tikėtasi, vaikų smegenyse atsirado daugiau naujų smegenų ląstelių nei paauglių ar suaugusiųjų smegenyse. Tuo tarpu devyniose iš keturiolikos suaugusiųjų smegenų, analizuotų vienu metodu, buvo neurogenezės požymių, o dešimtyje iš dešimties suaugusiųjų smegenų, analizuotų kitu metodu, atrasta naujų ląstelių. Kalbėdama apie kelias smegenis, kuriose nebuvo naujų ląstelių, M. Paterlini sakė, kad dar per anksti daryti išvadas apie skirtumus tarp suaugusiųjų smegenų, kuriose buvo naujų ląstelių požymių, ir tų, kuriose jų nebuvo.
Toliau mokslininkai galėtų ištirti, ar suaugusieji, kurie gamino naujas smegenų ląsteles, tai darė reaguodami į neurologinę ligą – pavyzdžiui, Alzheimerio ligą – ar suaugusiųjų neurogenezė yra geros smegenų sveikatos požymis, sako tyrime nedalyvavęs Masačiusetso bendrosios ligoninės (JAV) Brighamo neurokritinės priežiūros skyriaus vedėjas dr. W. Tayloras Kimberly.
„Jie sugebėjo rasti šias adatas šieno kupetoje“, – sako jis. Pasak mokslininko, aptikę jas, sužinoję apie jas ir supratę jų reguliavimą, mokslininkai gali tirti, kaip sekti pirmtakų ląsteles laike ir stebėti, kaip jų buvimas susijęs su liga.
Jis įsivaizdavo, kad demencija sergančius pacientus būtų galima palyginti su „super senjorais“, kurie senatvėje yra kognityviai atsparūs. Jei pavyktų atskleisti neurogenezės ir ligos ryšį, galbūt tai atvertų duris gydymui.
„Nors tikslios gydymo strategijos žmonėms vis dar aktyviai tyrinėjamos, – pastebi M. Paterlini, – pats faktas, kad mūsų suaugusiųjų smegenys gali auginti naujus neuronus, keičia mūsų požiūrį į mokymąsi visą gyvenimą, atsigavimą po traumų ir neišnaudotą nervų plastiškumo potencialą.“
Parengta pagal „Live Science“.