Несмотря на тот факт, что нейрогенез продолжительное время считался фантастикой, а биологи в один голос утверждали, будто восстановить потерянные нейроны невозможно, все же на деле это оказалось вовсе не так. Человеку необходимо просто придерживаться здоровых привычек в своей жизни.
Нейрогенез – это сложный процесс, в котором мозг человека создает новые нейроны и их соединения.
Обычному человеку, на первый взгляд, вышеописанный процесс может показаться слишком сложным для восприятия. Еще буквально вчера, ученые со всего мира выдвигали тезис о том, что к преклонному возрасту мозг человека теряет свои нейроны: они расщепляются и процесс этот необратим.
Более того, предполагалось, что травма или злоупотребление алкоголем обрекали человека на неизбежную потерю гибкости сознания (маневренность и активность мозга), которая характеризует здорового человека, придерживающегося здоровых же привычек.
Но сегодня уже сделан шаг по направлению к слову, которое вселяет в нас надежду: и слово это - нейропластичность.
Да, это абсолютная правда, что с возрастом наш мозг меняется, что повреждения и вредные привычки (алкоголь, табак) наносят ему вред. Но мозг обладает способностью к регенерации, он может вновь создавать нервные ткани и мостики-связи между ними.
Но для того чтобы это удивительное действие случилось, нужно, чтобы человек действовал, чтобы он был активным и всячески стимулировал природные способности своего мозга.
- все, что вы делаете и о чем вы думаете, реорганизует ваш мозг
- человеческий мозг весит всего килограмм-полтора, и при этом потребляет почти 20% всей имеющейся в организме энергии
- все, что мы делаем - читаем, изучаем или даже просто разговариваем с кем-то, - вызывает удивительные изменения в структуре мозга. То есть абсолютно все, что мы делаем и что думаем, идет на пользу
- если наша повседневная жизнь наполнена стрессом или тревогами, которые буквально захватывают нас, то, как правило, такие регионы, как гиппокамп (связанный с памятью) неизбежно поражаются
- мозг подобен скульптуре, которая формируется из наших эмоций, мыслей, действий и ежедневных привычек
- такая внутренняя карта требует огромного количества «ссылок», связей, «мостов» и «магистралей», а также сильных импульсов, которые позволяют нам оставаться на связи с реальностью
5 принципов для стимулирования нейрогенеза
1. Физические упражнения
Физическая активность и нейрогенез напрямую связаны.
Всякий раз, как мы заставляем работать свое тело (будь то прогулка, плавание или тренировка в тренажерном зале), мы способствуем оксигенации своего мозга, то есть насыщаем его кислородом.
В дополнение к тому, что к мозгу приливает более чистая и более насыщенная кислородом кровь, стимулируется еще и выработка эндорфинов.
Эндорфины улучшают наше настроение, и, таким образом, позволяют бороться со стрессом, позволяя укреплять многие нервные структуры.
Другими словами, любая деятельность, которая снижает уровень стресса, способствует нейрогенезу. Вам остается лишь найти подходящий вид занятий (танцы, ходьба, езда на велосипеде и т.д.).
2. Гибкий ум - сильный мозг
Существует множество способов поддержания гибкости ума. Для этого его нужно стараться поддерживать в режиме бодрствования, тогда он будет способен быстро «обрабатывать» все входящие данные (которые поступают из окружающей среды).
Добиться этого можно при помощи различных занятий. Оставляя в стороне вышеупомянутые физические нагрузки, отметим следующие:
- чтение - читайте каждый день, это поддерживает ваш интерес и любознательность ко всему происходящему вокруг (и к новым дисциплинам, в частности).
- изучение иностранного языка.
- игра на музыкальном инструменте.
- критическое восприятие вещей, поиски правды.
- открытость ума, восприимчивость ко всему окружающему, социализация, путешествия, открытия, увлечения.
3. Рацион питания
Одним из главных врагов для здоровья мозга является пища, богатая насыщенными жирами. Потребление полуфабрикатов и ненатуральных продуктов питания замедляет нейрогенез.
- Очень важно стараться придерживаться низкокалорийной диеты. Но при этом питание должно быть разнообразным и сбалансированным, чтобы не было дефицита питательных веществ.
- Всегда помните, что наш мозг нуждается в энергии, и по утрам, к примеру, он будет нам очень благодарен за что-нибудь сладенькое.
- Тем не менее, эту глюкозу желательно предоставить ему посредством кусочка фрукта или темного шоколада, ложечкой меда или чашкой овсянки…
- А продукты, богатые жирными кислотами Омега-3, несомненно, являются наиболее подходящими для поддержания и активизации нейрогенеза.
4. Секс тоже помогает
Секс - еще один великий архитектор нашего мозга, естественный двигатель нейрогенеза. Не можете угадать причину такой связи? А дело вот в чем:
- Секс не только снимает напряжение и регулирует стресс, но и обеспечивает нас мощным энергетическим зарядом, который стимулирует отделы мозга, отвечающие за память.
- А такие гормоны, как серотонин, дофамин или окситоцин, вырабатываемые в моменты половой близости с партнером идут на пользу для создания новых нервных клеток.
5. Медитация
Польза медитации для нашего мозга неоспорима. Эффект настолько же удивителен, насколько и прекрасен:
- Медитация способствует развитию определенных познавательных способностей, а именно вниманию, памяти, концентрации.
- Она позволяет нам лучше понимать реальность и правильно направлять свои тревоги, управлять стрессом.
- Во время медитации наш мозг работает в другом ритме: он производит более высокие альфа-волны, которые постепенно генерируют гамма-волны.
- Данный тип волн способствует расслаблению, одновременно стимулируя нейрогенез и нейронную связь.
Несмотря на то что медитировать нужно научиться (это займет какое-то время), обязательно сделайте это, так как это прекрасный подарок для вашего ума и общего благополучия.
В заключение отметим, что все эти 5 принципов, о которых мы говорили на самом деле вовсе не так сложны, как можно было предположить. Попробуйте реализовать их на практике и позаботьтесь о здоровье своего мозга.
Будьте спокойными вместе с
Десятилетия дискуссий, давно вошедшие в обиход поговорки, эксперименты на мышах и овцах - но все-таки может ли мозг взрослого человека образовывать новые нейроны взамен утраченных? И если может, то как? А если не может - почему?
Порезанный палец заживет за несколько дней, сломанная кость срастется. Мириады эритроцитов сменяют друг друга короткоживущими поколениями, растут под нагрузкой мышцы: наш организм обновляется постоянно. Долгое время считалось, что на этом празднике перерождения остается один аутсайдер - головной мозг. Его важнейшие клетки, нейроны, слишком высокоспециализированны, чтобы делиться. Количество нейронов падает год от года, и хотя они так многочисленны, что потеря нескольких тысяч штук не оказывает заметного влияния, способность восстанавливаться после повреждений не помешала бы и мозгу. Однако ученым долго не удавалось обнаружить присутствия новых нейронов в зрелом мозге. Впрочем, не было и достаточно тонких инструментов, позволяющих найти такие клетки и их «родителей».
Ситуация поменялась, когда в 1977 году Майкл Каплан и Джеймс Хиндс использовали радиоактивный [ 3 H]-тимидин, способный встраиваться в новую ДНК. Ее цепочки активно синтезируют делящиеся клетки, удваивая свой генетический материал и заодно накапливая радиоактивные метки. Месяц спустя после введения препарата взрослым крысам ученые получали срезы их головного мозга. Авторадиография показала, что метки находятся в клетках зубчатой извилины гиппокампа. Все-таки они размножаются, и «взрослый нейрогенез» существует.
О людях и мышах
В ходе этого процесса зрелые нейроны не делятся, как не делятся и клетки мышечных волокон, и эритроциты: за их образование отвечают различные стволовые клетки, сохраняющие «наивную» способность размножаться. Один из потомков разделившейся клетки-предшественника становится молодой специализированной клеткой и дозревает до полнофункционального взрослого состояния. Другая дочерняя клетка остается стволовой: это позволяет поддерживать популяцию клеток-предшественников на постоянном уровне, не жертвуя обновлением окружающей их ткани.
Клетки-предшественницы нейронов нашлись в зубчатой извилине гиппокампа. Позже их обнаружили и в других частях головного мозга грызунов, в обонятельной луковице и подкорковой структуре стриатума. Отсюда молодые нейроны могут мигрировать в нужную область мозга, уже на месте дозревать и встраиваться в существующие системы связей. Для этого новая клетка доказывает соседям свою полезность: ее способность к возбуждению повышена, так что даже слабое воздействие заставляет нейрон выдавать целый залп электрических импульсов. Чем активнее клетка, тем больше связей она образует с соседями и тем быстрее стабилизируются эти связи.
Взрослый нейрогенез у людей удалось подтвердить лишь пару десятилетий спустя с помощью сходных радиоактивных нуклеотидов - в той же зубчатой извилине гиппокампа, а затем и в стриатуме. Обонятельная луковица у нас, по всей видимости, не обновляется. Однако насколько активно проходит этот процесс и как он меняется во времени, точно не ясно и сегодня.
Например, исследование 2013 года показало, что до глубокой старости каждый год обновляется примерно 1,75% клеток зубчатой извилины гиппокампа. А в 2018-м появились результаты, согласно которым образование нейронов здесь прекращается уже в подростковом возрасте. В первом случае измерялось накопление радиоактивных меток, а во втором использовались красители, избирательно связывающиеся с молодыми нейронами. Сложно сказать, какие выводы ближе к истине: трудно сопоставить редкие результаты, полученные совершенно разными методами, а тем более экстраполировать на человека работы, выполненные на мышах.
Проблемы моделей
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?
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.
Бизнес на нервах
Несмотря на отсутствие точных сведений о взрослом нейрогенезе, уже появились бизнесмены, готовые построить на нем доходное дело. Еще с начала 2010-х компания, продающая воду из родников Канадских Скалистых гор, выпускает бутылки Neurogenesis Happy Water . Утверждается, что напиток стимулирует образование нейронов за счет содержащихся в нем солей лития. Литий в самом деле считается полезным для мозга препаратом, хотя в таблетках его куда больше, нежели в «счастливой воде». Действие чудо-напитка проверили нейробиологи из Университета Британской Колумбии. 16 дней они поили крыс «счастливой водой», а контрольную группу - простой, из-под крана, а потом рассмотрели срезы зубчатых извилин их гиппокампа. И хотя у грызунов, пивших Neurogenesis Happy Water , новых нейронов появилось на целых 12% больше, их общее число оказалось невелико и говорить о статистически достоверном преимуществе нельзя.
Пока мы можем лишь констатировать, что взрослый нейрогенез в головном мозге представителей нашего вида однозначно существует. Возможно, он продолжается до глубокой старости, а может, только до подросткового возраста. На самом деле это не так важно. Интереснее то, что рождение нервных клеток в зрелом мозге человека вообще происходит: от кожи или от кишечника, обновление которых идет постоянно и интенсивно, главный орган нашего тела отличается количественно, но не качественно. И когда сведения о взрослом нейрогенезе сложатся в цельную детальную картину, мы поймем, как перевести это количество в качество, заставив мозг «ремонтироваться», восстанавливать работу памяти, эмоций - всего того, что мы зовем своей жизнью.
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
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.
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?
Схематическое изображение нервной клетки, или нейрона, которая состоит из тела с ядром, одного аксона и нескольких дендритов
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.
Нейроны отличаются друг от друга по размеру, разветвленности дендритов и длине аксонов.
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.
Понятие "глии" включает все клетки нервной ткани, не являющиеся нейронами.
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.
Нейроны генетически запрограммированы на миграцию в тот или иной отдел нервной системы, где с помощью отростков они устанавливают связи с другими нервными клетками.
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.
Погибшие нервные клетки уничтожаются макрофагами, попадающими в нервную систему из крови.
Этапы образования нервной трубки в зародыше человека.
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.