Вопрос, может ли мозг создавать новые нейроны, - это новая область научных исследований. Сегодня я расскажу вам об одном из самых замечательных участков мозга, где и создаются новые нейроны, - гиппокампе (др.-греч. «морской конек» ). Свое название он получил из-за сходства с этим морским животным. Гиппокамп - центр лимбической системы, куда также входят базальные ядра, лимбический мозг и кортекс.
Лимбический мозг напрямую отвечает за управление эмоциями. А гиппокамп - за все, что связано с обучением, запоминанием и настроением. За последние пару лет исследования обнаружили, что это единственный участок мозга взрослого человека, где каждый день вырабатываются новые нейроны.
С детства мы все знаем, что у каждого из нас определенное количество нейронов (приблизительно 87 млрд) и со временем мы их теряем. Это объясняло проблемы с памятью или более выраженные перепады настроения у пожилых людей. Благодаря современной нейронауке ученые обнаружили, что в день гиппокамп производит до 700 новых нейронов.
Можно подумать, что 700 - это совсем немного, если сравнивать с 87 млрд. Но задумайтесь вот о чем: к 50 годам благодаря нейрогенезу наш мозг заменяет все нейроны, которые были у нас с рождения. И все эти новые нейроны были созданы во взрослом мозге!
Почему новые нейроны важны?
Они особенно важны для процесса обучения и памяти. Исследования взрослого мозга с блокированной способностью производить новые нейроны выявило, что отсутствие новых нейронов неизменно отражается на запоминании.
Эта способность памяти особенно важна для ориентирования в пространстве. Например, благодаря ей вы ориентируетесь в знакомом городе. Поэтому люди, у которых происходит нейродеградация (например, из-за болезни Альцгеймера), имеют проблемы с ориентацией и часто не могут найти дорогу домой.
Последние открытия показали, что создание новых нейронов важно не просто для способности запоминать, но также для качества памяти. Нейрогенез помогает нам различать воспоминания, которые могут казаться одинаковыми на первый взгляд. Например, когда вечером вы ставите свою машину на парковку, у вас есть привычка оставлять ее в определенной части паркинга, но всякий раз на разных местах. Именно благодаря нейрогенезу у вас будет возможность удерживать в памяти новое место.
Обнаружение производства нейронов в гиппокампе позволило нам сделать настоящие открытия. Например, существует прямая связь между нейрогенезом и депрессией. Человек в депрессии или в состоянии эмоционального выгорания всегда имеет более низкий уровень производства новых нейронов.
Именно поэтому, чтобы улучшить память, настроение, избежать проблем в мозге, вызванных старением и стрессом, надо исследовать нейрогенез более подробно.
Можно ли контролировать нейрогенез и содействовать ему?
И здесь у меня для вас хорошая новость: это возможно! Вот что вы можете делать, чтобы способствовать образованию новых нейронов.
Обучение
Больше всего стимулирует производство новых нейронов обучение. Так происходит процесс адаптации нашего мозга к окружающим условиям. Чем больше ваше сознание открыто для нового, чем больше вы учитесь, тем больше нейронов будет создавать ваш мозг. В точности как с мышцами: чем больше вы заставляете их работать, тем больше они развиваются.
Сексуальные отношения
Вас может удивить, что сексуальные отношения тоже усиливают нейрогенез. Это действительно так! Но речь не идет о случайных связях: отношения должны быть качественными, с человеком, которого вы любите. У вас должен быть настоящий обмен любовью, тогда это будет способствовать интенсивному нейрогенезу.
Вспомните свое состояние, когда вы чувствовали себя невероятно влюбленным. Вам казалось, что у вас словно выросли крылья, и вы чувствовали себя особенно уверенно.
Проводить время в постели с любимым человеком - прекрасно! Но имейте в виду, что это надо делать не за счет сна. Потому что недостаток сна - главный тормоз нейрогенеза. Очень важно отдыхать и спать столько, сколько требуется вашему организму.
Вообще просто запомните: как только мы чувствуем себя хорошо в своем теле, как только начинаем что-то узнавать и изучать, когда оказываемся в приятных нам отношениях, нейрогенез всегда усиливается.
Игры
Любые игры - также значительный катализатор нейрогенеза. Обращаюсь сейчас ко всем родителям: когда ваш ребенок играет в видеоигры, он, представьте себе, создает новые нейроны!
Да, я знаю: когда наблюдаешь за современными подростками, со стороны они часто похожи на зомби с гаджетами. И тем не менее это тоже способ производить новые нейроны! Но стоит обратить внимание, что переизбыток компьютерных игр негативно влияет на сон, что сводит весь положительный эффект на ноль.
Спорт
Позволяют значительно усилить нейрогенез бег, плавание и вообще любой спорт.
Новизна
Есть одна очень важная маленькая деталь: обязательно варьируйте удовольствия. Если вы бегаете, регулярно меняйте маршрут. В любую тренировку вносите какие-нибудь изменения. Так мозг будет продолжать создавать новые нейроны, потому что будет вынужден адаптироваться к изменяющимся условиям.
Позитивные связи
Благоприятствуют нейрогенезу позитивные связи со своим окружением и людьми из вашего круга общения.
Что тормозит и полностью блокирует выработку новых нейронов?
Важно не только выполнять действия, которые стимулируют нейрогенез, но и избегать тех, что его тормозят.
Недосыпание
Я уже говорил о недостатке сна. Добавлю, что речь идет о глубоком, восстанавливающем сне. Это не вопрос времени, которое вы проспали. Сегодня мы знаем критерии качества сна: просыпаться в форме, иметь достаточно энергии, чтобы хорошо функционировать в течение дня и не уставать слишком быстро. Только такой сон способствует нейрогенезу.
Стресс
Продолжительный и сильный стресс мешает производству новых нейронов. Это сказывается на настроении и создает эффект хронической усталости. Вы и сами замечали, что, как только оказываетесь в стрессе или сильно устаете, ваше настроение всегда автоматически портится.
Прекращение обучения
Принято считать, что старение тоже должно замедлять нейрогенез. Влияние возраста и правда прослеживается, но только в том случае, когда человек выпадает из процесса обучения. Факт, что с возрастом наша память ослабевает, связан в первую очередь с тем, что мы недостаточно нагружаем свой мозг, а не с количеством прожитых лет.
Статичное окружение
В ходе одного исследования подопытных мышей рассадили по двум разным клеткам. В каждой клетке было по колесу - все мыши имели возможность бегать и получали необходимую физическую нагрузку. Но в одной из клеток больше не происходило ничего, а в другой все время что-то меняли: устанавливали какие-то новые лабиринты, меняли ходы, добавляли разные «игрушки». И нейрогенез у мышей из этой клетки был иногда в семь (!) раз выше по сравнению с мышами в клетке без изменений.
Поэтому для образования новых нейронов важно иметь окружение, которое регулярно меняется. Если вы замечали, даже в магазинах в среднем раз в три года полностью меняют торговый зал. Как маркетинговый прием это применяется не случайно.
Негативные эмоции
Когда вы испытываете гнев, фрустрацию, страх, в вашем организме вырабатывается кортизол. У кортизола есть свойство немедленно атаковать нейроны в гиппокампе. То есть у вас не только сокращается выработка новых нейронов, но и старые оказываются под ударом.
Как питание влияет на нейрогенез?
Что и как мы едим, тоже сказывается на выработке мозгом новых нейронов.
Калорийность и режим питания
Я вам сообщу еще одну вещь, которая может показаться совсем уж невероятной. Ограничение дневного рациона на 20–30% калорийности усиливает нейрогенез. Регулярные короткие голодания и растягивание времени между приемами пищи тоже способствуют выработке новых нейронов.
Черный шоколад и черника
Эта информация должна особенно понравиться женщинам: потребление черного шоколада и черники способствует увеличению нейрогенеза. За это отвечают флавоноиды, которые содержатся в этих продуктах.
Жиры
Все продукты, которые содержат жирные кислоты омега-3 (например, жирная рыба), помогают нейрогенезу. С другой стороны, пищевой режим, богатый насыщенными жирами (например, красное мясо, пальмовое масло и т.д.), крайне негативно отражается на производстве новых нервных клеток.
Алкоголь
Небольшая деталь. Если вы пьете вино, для вас есть хорошая новость. В нем содержится вещество, поддерживающее жизнь нейронов. Поэтому вином можно наслаждаться в небольших количествах, помня о вредности этанола.
Твердая и хрустящая пища
Расскажу о последнем исследовании, проведенном в Японии. Японцы просто обожают сочетать в еде самые разные текстуры. Например, они могут соединить что-то липкое и тягучее с твердым и хрустящим и т.д. Так вот, ученые из этой страны выяснили, что мягкие продукты замедляют нейрогенез, а твердые и хрустящие, которые приходится тщательно пережевывать, ускоряют его.
Здоровое питание
Здоровая пища и сырые продукты полезны для организма и стимулируют нейрогенез. Неправильное питание, пища с чрезмерным содержанием кислоты не только провоцируют развитие депрессивных состояний, но также ухудшают память и настроение, замедляют выработку нейронов в гиппокампе.
Гигиена жизни
С информацией, которую я дал вам, у вас есть возможность осознанно подойти к оздоровлению своей жизни, заполнить ее новыми впечатлениями, удовольствиями и открытиями, обучением и любовью.
Итак, держите курс на более здоровую и расслабленную жизнь без стрессов, по максимуму оградите себя от тревоги и беспокойства. Потому что теперь вы знаете, что в долгосрочной перспективе пострадает гиппокамп, и это будет иметь крайне негативные последствия для организма в целом.
Кажется, что все, что я здесь рассказал, и так все знают и практикуют. Но, когда начинаешь вдаваться в детали, мало кто может похвастаться тем, что ведет здоровую, счастливую жизнь. Не надо себя винить и заниматься самобичеванием. Надо чаще задавать себе вопрос: вдохновляет ли меня то, что я делаю?
Отдавайте предпочтение тем видам деятельности, которые увеличивают количество вырабатываемых вашим мозгом нейронов. Это позволит вам:
Быть счастливыми в повседневной жизни;
Поддерживать свою память;
Хорошо управлять своими эмоциями;
Улучшить качество своего обучения;
И в особенности гарантировать себе хорошее старение.
По поводу последнего пункта замечу, что разрушительные процессы в мозге начинаются задолго до того дня, как врачи диагностируют болезнь Альцгеймера, - лет за 15–17, не меньше. Поэтому заботиться о мозге надо начинать уже сейчас, не ожидая прихода старости.
От редакции
Сексуальные отношения с любимым человеком поднимают настроение и улучшают нейрогенез. Но, увы, случается так, что многие пары долгие годы живут вообще без секса. Кто виноват в неконсуммированном браке и что делать, рассуждает популярный блогер Екатерина Безымянная : .
Спорт и любая физическая активность - плюс для нейрогенеза и общего здоровья организма. Если вы решили попробовать себя в тренажерном зале, важно понимать, как подходить к тренировкам правильно. Что делать, если вы новичок в тренажерке, и как себе не навредить, рассказывает тренер Ольга Куркулина : .
Говоря о стрессах, нелишним будет отметить печальный факт: подавляемые, не проживаемые негативные эмоции убивают не только психику, но и организм в целом. Специалист психологического консультирования Ольга Спиридонова утверждает, что это одна из причин, почему продолжительность жизни мужчин меньше, чем у женщин: .
Американский журналист Скотт Стоссел знает об этом не понаслышке: с детства он находится под наблюдением психиатров. И он не одинок в этой проблеме - по некоторым данным, каждый шестой житель Земли страдает от неврозов. Стоссел решил собрать в своей книге «Век тревожности. Страхи, надежды, неврозы и поиски душевного покоя» способы борьбы с тревожными расстройствами и хроническим стрессом: .
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.
Как говорил герой Леонида Броневого, уездный доктор: «голова - предмет тёмный, исследованию не подлежит… ». Компактное скопление нервных клеток, называемое мозгом, хотя и давно исследуется нейрофизиологами, но ответов на все вопросы, связанные с функционированием нейронов ученые получить еще не смогли.
Суть вопроса
Некоторое время назад – вплоть до 90-х годов прошлого века, считалось, что количество нейронов в организме человека имеет постоянную величину и при утрате восстановить поврежденные нервные клетки мозга невозможно. Отчасти это утверждение действительно верно: во время развития эмбриона природой закладывается огромный резерв клеток.
Новорождённый ребенок еще до рождения теряет в результате запрограммированной клеточной гибели – апоптоза, практически 70% из сформировавшихся нейронов. Гибель нейронов продолжается в течение всей жизни.
Начиная с тридцатилетнего возраста этот процесс активизируется – человек ежедневно теряет до 50000 нейронов. В результате таких потерь мозг старого человека уменьшается примерно на 15% по сравнению с его объемом в юности и зрелых годах.
Характерно, что это явление ученые отмечают только у человека – у других млекопитающих, и в том числе и приматов, возрастного уменьшения мозга, и как следствие, старческого слабоумия не наблюдается. Возможно, это связано с тем, что животные в природе не доживают до преклонных лет.
Ученые считают, что старение мозговой ткани – естественный процесс, заложенный природой, и является следствием приобретенного человеком долголетия. На работу мозга тратится очень много энергии организма, поэтому когда в повышенной активности необходимость отпадает, природа уменьшает энергопотребление мозговой ткани, расходуя энергию на поддержание других систем организма.
Эти данные действительно подтверждают расхожее выражение, что нервные клетки не восстанавливаются. А зачем, если организму в нормальном состоянии нет необходимости восстанавливать погибшие нейроны – имеется запас клеток, с избытком рассчитанный на всю жизнь.
Наблюдение за пациентами, страдающими болезнью Паркинсона, показали, что клинические проявления заболевания проявляются, когда погибнет почти 90% нейронов среднего мозга, отвечающего за управление движениями. При гибели нейронов их функции берут на себя соседние нервные клетки. Они увеличиваются в размерах и формируют новые связи между нейронами.
Так что, если в жизни человека «…все идет по плану» , нейроны, теряемые в генетически заложенных количествах, не восстанавливаются – в этом просто нет необходимости.
Точнее, образование новых нейронов происходит. На протяжении всей жизни вырабатывается постоянно некоторое количество новых нервных клеток. Мозг приматов, в том числе и человека, производит несколько тысяч нейронов каждый день. Но естественная убыль нервных клеток все же значительно больше.
Но план может и нарушиться. Может произойти массовая гибель нейронов. Конечно, не из-за отсутствия положительных эмоций, а, например, в результате механических повреждений при травмах. Вот тут-то и вступает в действие способность к регенерации нервных клеток. Исследования ученых доказывают, что возможна пересадка тканей мозга, при которой не только не отторгается трансплантат, — внесение донорских клеток приводит к восстановлению нервной ткани реципиента.
Прецедент Тери Уоллиса
Кроме опытов над мышами, в качестве доказательства для ученых может служить случай с Терри Уоллисом, проведшим в коме после сильной автомобильной аварии двадцать лет. Родственники отказались отключить Терри от аппаратов жизнеобеспечения, после того, как медики диагностировали вегетативное состояние.
После двадцатилетнего перерыва Терри Уоллис пришел в сознание. Сейчас он уже может произносить осмысленные слова, шутить. Постепенно восстанавливаются и некоторые двигательные функции, хотя это осложняется тем, что за столь долгое время бездействия у мужчины атрофировались все мышцы тела.
Исследования мозга Терри Уоллиса, проводимые учеными, демонстрируют феноменальные явления: мозг Терри выращивает новые нервные структуры взамен утраченных при аварии.
Причем новые образования имеют форму и местоположение, отличные от обычных. Похоже, мозг выращивает новые нейроны там, где ему удобнее, не пытаясь восстановить утраченные при травме. Эксперименты, проведенные с больными, находящимися в вегетативном состоянии, доказали, что пациенты способны отвечать на вопросы и реагировать на просьбы. Правда, зафиксировать это можно только по активности мозговой системы при помощи магниторезонансной томографии. Это открытие может в корне перевернуть отношение к пациентам, впавшим в вегетативное состояние.
Увеличению количества погибающих нейронов может способствовать не только экстремальные ситуации вроде черепно-мозговых травм. Стрессы, неправильное питание, экология – все эти факторы могут увеличивать количество нервных клеток, теряемых человеком. Состояние стресса снижает и образование новых нейронов. Стрессовые ситуации, пережитые во время внутриутробного развития и в первое время после рождения, способны вызвать снижение количества нервных клеток в будущей жизни.
Как восстановить нейроны
Вместо того чтобы задаваться проблемой, можно ли вообще восстановить нервные клетки, может быть, стоит решить – а стоит ли? В докладе профессора Г.Хютера на Всемирном конгрессе психиатров рассказывалось о наблюдении над послушницами монастыря в Канаде. Многим наблюдавшимся женщинам было более ста лет. И все они демонстрировали отличное психическое и умственное здоровье: в их мозгу не было обнаружены характерных старческих дегенеративных изменений.
По мнению профессора, для сохранения нейропластичности – способности к мозговой регенерации, способствуют четыре фактора:
- прочность социальных связей и доброжелательное отношение с близкими;
- способность к обучению и реализация этой способности на протяжении всей жизни;
- равновесие между желаемым и имеющимся в реальности;
- устойчивое мировоззрение.
Все эти факторы как раз и имелись у монахинь.
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?
Нервной клетке мало просто родиться — ей предстоит выжить и приобрести функциональность зрелых нейронов. А умирают они чаще, чем можно подумать: почти половина клеток гиппокампа, возникших в ходе взрослого нейрогенеза у крыс, погибает в течение месяца после появления. У мышей потери достигают 75% - зато тем, кто продержался этот срок, смерть больше не угрожает, и к концу его новые нейроны уже полностью включаются в работу. У макак с их более крупным мозгом созревание новых нейронов и их встраивание в структуры для обработки данных занимает куда больше времени, около полугода.
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.