Нервные клетки человеческого мозга все-таки восстанавливаются, утверждают шведские ученые

Нервные клетки человека вопреки прежним представлениям восстанавливаются так же, как у животных, утверждают шведские ученые. Как выяснилось, в отделе мозга человека, который отвечает за обоняние, из клеток-предшественниц образуются зрелые нейроны. Однажды они смогут помочь "починить" травмированный мозг.

Понятие 'глии' включает все клетки нервной ткани, не являющиеся нейронами.

Нейроны генетически запрограммированы на миграцию в тот или иной отдел нервной системы, где с помощью отростков они устанавливают связи с другими нервными клетками.

Погибшие нервные клетки уничтожаются макрофагами, попадающими в нервную систему из крови.

Однако недавно появилось новое указание на то, что и человеческий мозг способен на производство новых нервных клеток. Ответственными за это являются стволовые клетки. Во время внутриутробного развития плода они отвечают за созревание мозга, но и позднее решают не менее важные задачи, как утверждают в последнем номере специализированного журнала Science ученые из университетов Окленда (Новая Зеландия) и Гетеборга в Швеции: клетки могут трансформироваться у взрослого человека в зрелые нейроны.

Кора состоит из двух полушарий, соединённых между собой пучком нервных волокон — мозолистым телом (corpus callosum). Левое полушарие ответственно за правую половину тела, правое — за левую. У человека правое и левое полушарие имеют разные функции.

Зрительные сигналы поступают в зрительный отдел коры (в затылочной доле), тактильные в соматосенсорную кору (в теменной доле), обонятельные — в обонятельную кору и т. д. В ассоциативных же областях коры происходит интеграция сенсорных сигналов разных типов (модальностей).

Моторные области коры (первичная моторная кора и другие области лобных долей) ответственны за регуляцию движений.

Префронтальная кора (развитая у приматов) предположительно отвечает за мыслительные функции.

Области коры взаимодействуют между собой и с подкорковыми структурами — таламусом, базальными ганглиями, ядрами ствола мозга и спинным мозгом. Каждая из этих структур, хоть и более низкая по иерархии, выполняет важную функцию, а также может действовать автономно. Так, в управлении движениями задействованы базальные ганглии, красное ядро ствола мозга, мозжечок и другие структуры, в эмоциях — амигдала, в управлении вниманием — ретикулярная формация, в краткосрочной памяти — гиппокамп.

С одной стороны, существует локализация функций в отделах головного мозга, с другой — все они соединены в единую сеть.

Важно поддерживать в пределах нормы артериальное давление; уровень холестерина и уровнем сахара в крови; вести подвижный образ жизни; следить за весом и диетой, избегая излишне жирной пищи; отказаться от вредных привычек(например, курения, которое способствует повреждению сосудов). Также важно избегать стрессов, которые приносят немало вреда организму.

При наличии хронических заболеваний(особенно заболеваний сердца, атеросклероза, артериальной гипертензии или сахарного диабета) важно регулярно посещать врача, чтобы держать ситуацию под контролем и вовремя скорректировать отклонения(например, подобрать дозу гипотензивного препарата или получить рекомендации по корректированию диеты).

Посмотрите: белые пятна на рисунке – поврежденные области, а вот бледно-голубые – области, где клетки восстановились. Чтобы не было недопонимания: они тоже были белыми! Восстановление произошло не благодаря лечению, нет, доктора тут ни при чем. Это поразительно. В основе процесса лежит способность стволовых клеток генерировать новый миелин, прикрывать им поврежденные участки. В чем сенсационность: во-первых, таким образом была опровергнута аксиома всех времен и народов. Мы точно знали, когда учились на медиков, что нервные клетки не восстанавливаются, в отличие, скажем, от клеток печени или костной ткани. А вообще-то – да, восстанавливаются, просто медленно. Во-вторых, это задает нам совершенно определенное направление для поиска новых способов лечения. Много ума не надо, чтобы понять: мы должны просто потенцировать процесс восстановления клеток, который и без нас происходит.

Так почему же, спросите вы, до сих пор нет эффективной терапии? Ведь не только что же все это выяснилось. Отвечу: все дело в том, что разработка лекарственных препаратов – невероятно сложный и полный рисков процесс, ставки здесь высоки, а шансы на успех невелики. Надо отбросить 10 тысяч неподходящих вариантов, чтобы найти один работающий и безопасный. Можно потратить пятнадцать лет и более миллиарда долларов, но так и не добиться успеха.

Загадочные нейроны

Есть и еще один момент. В тибетской медицине считается, что недостаток физической и умственной активности негативно влияет на нервную систему.

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.

В современной неврологии сложилось два направления по восстановлению спинальных больных и функций поврежденного спинного мозга.

Первое включает создание локальных искусственных условий вокруг разрушенного спинного мозга, благодаря которым может произойти регенерация – анатомическое восстановление целостности нервной системы с прорастанием аксонов через дефект. А второе новое направление связано с нейропластичностью спинного мозга - это способность структур мозга изменяться под действием опыта. С помощью специального робота можно заставить травмированных животныхактивно двигаться. В отсутствии связи с головным мозгом спинной мозг начинает самостоятельно обучаться давать сигналы к движению и помогать роботу обеспечивать активные перемещения животных. На основе этого направления возможно создать достаточно совершенные нейропротезы (neuroprosthesis) - устройства, которые могут восстанавливать двигательные, сенсорные и когнитивные функции, которые были утрачены в результате травмы или болезни спинного мозга.

Марк Тушинский (Mark H. Tuszynski) профессор неврологии, директор Центра нейронной регенерации

Профессор Тушинский разрабатывает программу управления репаративной регенерацией в области повреждения спинного мозга. Для этого необходимо в определенной последовательности, с учетом периода раневого процесса, создавать местные благоприятные условия для восстановления, а именно: увеличить концентрации биологически активных веществ, оказывающих благоприятное влияние на регенерацию аксонов, и уменьшить присутствие тормозящих факторов. А так же изменить структуру зоны травмы, чтобы прорастание нервных волокон состоялось. Для доставки полезных нейтрофинов (BDNF и NT-3) - белков, которые влияют на рост, выживание и дифференциацию нервных клеток применен метод генной инженерии. Создан специальный вирусный вектор (аденоассоциированный вирус, лентивирус), который вводится в место повреждения спинного мозга и трансфецирует клетки в области регенерации, заставляяих производить большие количества нужных нейтрофинов в течение длительного времени. Для уменьшения количеств мешающих нервной регенерации веществ используются ферменты, которые расщепляют,например, протеогликаны, углеводная часть, которых представлена хондроитин сульфатом. Изменяют уровни циклических нуклеотидов. Чтобы направить регенерирующие аксоны в правильном направлении используется структурированные волокна агарозы, которые имплантируются в область дефекта.

Грегуар Куртине (Gregoire Courtine), нейрофизиолог, профессор Цюрихского университета

Известно, что головной и спинной мозг обладают способностью адаптироваться к небольшим повреждениям за счет нейропластичности, поэтому часто небольшие структурные нарушения мозга не приводят к заметным изменениям функций. Исследования Куртине показали, что высокотехнологичная нейрореабилитация может восстановить функции ЦНС после сильных повреждений, например, вернуть возможность двигаться парализованным крысам. Благодаря специальной электрической стимуляции и приему медикаментов крысы стали ходить на задних лапах по беговой дорожке с помощью робота спустя всего неделю после начала лечения. А через несколько недель физической терапии грызуны смогли ходить и бегать по специальной дорожке, не спотыкаясь, в течение получаса. Важным было открытие, что животные могли скорректировать свои движения в ответ на раздражители, несмотря на отсутствие обмена сигналами с головным мозгом.

Крыса с травмой спинного мозга подвешена к манипулятору робота