VAI NEIRONI ATJAUNOJAS? - NEIROPSIHOLOĢIJA - 2025

Vai neironi atjaunojas? Vienmēr ir domāts, ka nē. Liekas, ka vairums mūsu neironu ir dzimuši, kad mēs joprojām atrodamies mātes dzemdē, un laika gaitā tie nevairojas, bet pamazām mirst.

Tomēr parastās situācijās tas nav bijis iemesls bažām. Parasti katru dienu tiek zaudēts liels daudzums neironu, un patoloģiskais sāk būt pārmērīgs zaudējums, piemēram, demences gadījumā.

Bet neironu zaudēšana, kas tiek uzskatīta par normālu, neietekmē mūsu kognitīvās spējas. Faktiski neironi nepārtraukti reorganizē savus savienojumus, lai vienmēr stiprinātu visnoderīgāko un atbrīvotos no bezjēdzīgā.

Bet ko tad, ja es jums teiktu, ka ir atrasti pierādījumi, ka neironi atjaunojas? Vai jūs zināt, ka ir dažas mūsu smadzeņu zonas, kurās šīs šūnas reproducē, kaut arī mēs esam pieauguši?

Neironu reģenerācija hipokampā

Šķiet, ka lielākajā daļā zīdītāju neiroņi atjaunojas hipokampā un ožas spuldzē. Hipokampam ir būtiska nozīme mācīšanās, atmiņas un telpiskās orientācijas nodrošināšanā, savukārt ožas spuldzei ir jēga no informācijas, ko mūsu smarža uztver.

Tam ir jēga, jo mūsu smadzenēm, kas ražo jaunus neironus, tiek izskaidrots, ka tām jāuztur šūnu komplekts ar īpašām īpašībām, taču tām ir ierobežots laiks. Turklāt tie ir nepieciešami, jo tie ir specializēti ļoti specifiskas neironu apstrādes veikšanai.

Acīmredzot daudzos pētījumos tiek apgalvots, ka neironi ir dzimuši sānu kambara daļā un pēc tam migrē uz ožas spuldzi. Tur viņi integrēsies ar esošajām šūnām un piedalīsies ožas atmiņā un baiļu kondicionēšanā caur smaržu.

Viņi var arī migrēt uz hipokampu dentate gyrus, iegūstot nozīmīgu lomu telpiskajā mācībā un kontekstuālo atslēgu atmiņā.

Cilvēki no citiem zīdītājiem atšķiras ar to, ka ožas spuldzē viņiem nav reģenerācijas. Tomēr ir pierādīts, ka šī reģenerācija notiek hipokampā. Liekas, ka tas izskaidro, kāpēc mēs neesam tik atkarīgi no ožas kā citi dzīvnieki, kamēr mums ir augstāka kognitīvās adaptācijas pakāpe.

Pirms 1998. gada jau bija zināms, ka neiroģenēze (jaunu neironu dzimšana) pastāv pieaugušiem grauzējiem un pērtiķiem. Bet kā ir ar cilvēkiem?

Tajā gadā Eriksons un viņa komanda bija pirmie, kas parādīja, ka cilvēka hipokampā notiek neironu reģenerācija. Viņi izmantoja postmortem cilvēka smadzeņu audus, pierādot, ka neironi visu mūžu reproducējas dentatētajā gyrusā.

Tādējādi hipokampu šūnu gada apgrozījuma līmenis ir 1,75%. Tomēr cilvēka neiroģenēze smadzeņu garozā notiek tikai mūsu agrīnā attīstībā un netiek uzturēta pieaugušā vecumā.

Neironu reģenerācija striatumā

Svītrots kodols (striatum)

2014. gadā Karolinska institūta zinātnieku grupa atklāja, ka neiroģenēze pastāv pieaugušu cilvēku smadzenēs.

Šie pētnieki atrada neiroblastus mūsu sānu kambara sienā. Mēs varam teikt, ka neiroblasti ir primitīvas šūnas, kas vēl nav attīstījušās, un nākotnē tās diferencēsies neironos vai glia šūnās.

Bet tas vēl nav viss, viņi arī atklāja, ka šie neiroblasti aug un integrējas tuvējā apvidū: striatumā. Šī mūsu smadzeņu daļa ir būtiska, lai kontrolētu mūsu kustības, un bojājumi šajā vietā radītu motora izmaiņas, piemēram, trīci un tici.

Faktiski tie paši autori atklāja, ka Hantingtona slimības gadījumā, kad rodas motorika, gandrīz neironi atjaunojas striatumā. Arī progresējošās slimības stadijās reģenerācija pilnībā apstājas.

Reģenerācija citās smadzeņu zonās

Ir autori, kuri ir atraduši pieaugušo neironu reģenerāciju citās netradicionālās zonās, piemēram, neokorteksā, piriformisa garozā un limbiskās struktūrās, piemēram, amigdālā, hipotalāmā vai preoptiskajā apgabalā. Pēdējiem ir būtiska loma sociālajā uzvedībā.

Tomēr ir pētnieki, kuri ir ieguvuši pretrunīgus rezultātus vai ir izmantojuši neprecīzas metodes, kuras ir spējušas mainīt rezultātus. Tādēļ, lai apstiprinātu šos secinājumus, ir jāveic turpmāki pētījumi.

No otras puses, jāpiemin, ka pastāvošo ētisko ierobežojumu dēļ ir grūti izpētīt neironu atjaunošanos cilvēkiem. Šī iemesla dēļ dzīvnieku jomā ir vairāk sasniegumu.

Tomēr ir izstrādāta neinvazīva metode, ko sauc par magnētiskās rezonanses spektroskopiju un kas var izpētīt cilmes šūnu esamību dzīvās cilvēka smadzenēs.

Cerams, ka nākotnē šīs metodes var tikt pilnveidotas, lai uzzinātu vairāk par pieaugušo cilvēku neiroģenēzi.

Faktori, kas pastiprina neironu atjaunošanos pieaugušajiem

- bagātināta vide un fiziskās aktivitātes

Šķiet, ka sarežģītāka vide palielina iespēju dzīvot pieredzē un rada sensoro, izziņas, sociālo un motorisko stimulāciju.

Šis konkrētais fakts, šķiet, nepalielina neiroģenēzi, bet tas palielina hipokampu šūnu izdzīvošanu grauzējiem un viņu specializācijas līmeni.

Tomēr ir pierādīts, ka tikai brīvprātīgas fiziskās aktivitātes palielina neiroģenēzi papildus šo šūnu izdzīvošanai pieaugušām pelēm.

Ja mēs uzskatām, ka bagātinātā vide ir lielākas iespējas mācīties, ir apstiprināts, ka pats mācīšanās ir izšķirīgs hipokampu neiroģenēzē.

- Mācību uzdevumi

1999. gada pētījumā, ko veica Gould et al, tika pierādīts, ka mācīšanās uzlabo neiroģenēzi hipokampā. Viņi iezīmēja žurku jaunās šūnas un novēroja, kurp dodas, veicot dažādus mācību uzdevumus.

Tādējādi viņi atklāja, ka reģenerēto neironu skaits dubultojās dentatētajā gyrusā, kad žurkas veica mācību uzdevumus, kas bija saistīti ar hipokampu. Lai arī darbībās, kurās hipokampis nepiedalījās, šis pieaugums nenotika.

To apstiprina citi pētījumi, piemēram, Shors et al. 2000. gadā vai līdzīgi kā Van Praag et al. (2002), lai gan viņi piebilst, ka jaunas šūnas attīstās un kļūst par funkcionālām nobriedušām šūnām, kas ir līdzīgas tām, kas jau pastāv dentatētajā gyrusā.

Attiecībā uz mācību aktivitātēm, kurās ir iesaistīts hipokamps, mēs atrodam: mirgošanu kondicionēšana, priekšroka ēdienam, vai telpiskās navigācijas apguve.

- Sociālā mijiedarbība

Interesantajā Lieberwirth & Wang (2012) pētījumā tika atklāts, ka pozitīvas sociālās mijiedarbības (piemēram, pārošanās) palielina pieaugušo neiroģenēzi limbiskajā sistēmā, bet negatīvās mijiedarbības (piemēram, izolācija) to samazina.

Tomēr šie rezultāti ir jāsaskaņo ar jauniem pētījumiem, kas jāapstiprina.

- neirotrofiski faktori

Vai arī vielas, kas veicina nervu augšanu, ir tādas, kā BDNF (no smadzenēm iegūts neirotrofisks faktors), CNTF (ciliāru neirotrofisks faktors), IGF-1 (insulīnam līdzīgs augšanas faktors I tips) vai VEGF (endotēlija augšanas faktors) asinsvadu).

- neirotransmiteri

Ir noteikti neirotransmiteru veidi, kas regulē šūnu proliferāciju.

Piemēram, GABA, kas ir inhibējoša, regulē hipokampu neiroģenēzi. Precīzāk, tas to samazina, bet tajā pašā laikā palielina jauno neironu integrāciju ar vecajiem.

Vēl viens neirotransmiters, glutamāts, palēnina neironu reģenerāciju. It kā tiek injicēta viela ar pretēju efektu (antagonistu), atjaunošanās atkal palielinās.

No otras puses, serotonīns palielina neiroģenēzi hipokampā, bet tā neesamība to samazina.

- antidepresanti

Malberga et al. (2000) ir parādījuši, ka ilgstoša antidepresantu iedarbība palielina šūnu proliferāciju hipokampā. Tomēr tas ir atrasts tikai žurkām.

Faktori, kas kavē neironu atjaunošanos pieaugušajiem

- Stress

Neskaitāmi pētījumi liecina, ka stresa palielināšanās ievērojami samazina hipokampu neironu reģenerāciju.

Turklāt, ja stress ir hronisks, tas samazina gan šo šūnu neiroģenēzi, gan izdzīvošanu.

- Steroīdi

Kortikosteroīdi, piemēram, glikokortikoīdi, kas izdalās stresa reakcijas laikā, izraisa hipokampu neiroģenēzes samazināšanos. Pretēji notiek, ja tiek samazināts šīs vielas līmenis.

Kaut kas līdzīgs notiek ar gonādu steroīdiem. Faktiski sievietēm neironu proliferācija mainās atkarībā no steroīdu līmeņa katrā hormonālā cikla fāzē.

Ja sievietēm tiek ievadīti estrogēni mazāk nekā 4 stundas, palielinās neironu proliferācija. Tomēr, ja ievadīšana turpinās līdz 48 stundām, šī izplatīšanās tiek nomākta.

- Fiziskā izolācija

Šķiet, ka sociālā mazspēja, tāpat kā izolācija, samazina neironu reģenerāciju un izdzīvošanu tādiem dzīvniekiem kā pērtiķiem, pelēm, žurkām un slīpām.

- narkotiku lietošana

Neiroģenēzes un šūnu izdzīvošanas samazināšanās ir pierādīta alkohola, kokaīna, ekstazī, nikotīna un opioīdu hroniskas lietošanas dēļ.

Atsauces

1. Eriksons, PT, Ekaterina P., Björk-Eriksson, T., Alborn, AM, Nordborg, C., Peterson, DA & Gage, FH (1998). Neiroģenēze pieauguša cilvēka hipokampā. Nature Medicine, 4, 1313-1317.
2. Ernsts, AA, Alkass, KA, Bernard, SA, Salehpour, MA, Perl, SA, Tisdale, JA, &… Upsala universitet, TO (2014). Neiroģenēze pieauguša cilvēka smadzeņu striatumā. Šūna, 1072.
3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A. & Shors, TJ (1999). Mācīšanās veicina pieaugušo neiroģenēzi hipokampu veidošanās laikā. Nature Neuroscience, 2, 260–265.
4. Lībervords, C. un Vangs, Z. (2012). Sociālā vide un neiroģenēze pieaugušo zīdītāju smadzenēs. Priekšējais hum. Neurosci., 6, lpp. 1-19.
5. Lieberwirts, C., Pans, Y., Liu, Y., Zhang, Z., & Wang, Z. (2016). Hipokampāla pieaugušo neiroģenēze: tā regulēšana un iespējamā loma telpiskajā mācībā un atmiņā. Smadzeņu izpēte, 1644: 127-140.
6. Malbergs JE, Eisch AJ, Nestler EJ, Duman RS (2000). Hroniska antidepresantu terapija palielina neiroģenēzi pieaugušu žurku hipokampā. J. Neurosci., 20, lpp. 9104-9110.
7. Shors, TJ, Miesegaes, G., Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T., & Gould, E. (2001). Neiroģenēze pieaugušajam ir iesaistīta pēdu atmiņu veidošanā. Daba, 410 (6826), 372.
8. Van Praag H., Schinder AF, Christie BR, Toni N., Palmer TD, Gage FH (2002). Funkcionālā neiroģenēze pieaugušā hipokampā. Daba; 415 (6875): 1030–4.
9. Yuan, T., Li, J., Ding, F., & Arias-Carrion, O. (2014). Pierādījumi par pieaugušo neiroģenēzi primātiem, kas nav cilvēkveidīgie primāti un cilvēki. Šūnu un audu izpēte, (1), 17.