Может ли мозг взрослого восстанавливаться? Исследователи открыли новую страницу нейронауки

Новое исследование, которое передает LiveScience, демонстрирует веские доказательства в пользу того, что взрослые люди могут образовывать новые нейронные связи. Это происходит в гиппокампе - области мозга, ответственной за память, обучение и эмоции. Этот процесс известен как нейрогенез. Большую часть прошлого века он оставался спорным в научной среде.

Исследователи из Каролинского института в Стокгольме проанализировали более 400 000 индивидуальных клеточных ядер из образцов гиппокампа 24 человек в возрасте от 0 до 78 лет, используя методы одноядерного РНК-секвенирования, машинное обучение - тип искусственного интеллекта (ИИ), который обрабатывает большие объемы данных, и визуализацию клеток с использованием флуоресцентной маркировки. Кроме этого, они изучили дополнительно, с помощью другого метода, образцы мозга еще 10 взрослых.

По результатам исследования, которое опубликовали в журнале Science, в тканях мозга взрослого человека присутствуют делящиеся клетки-предшественники рядом с полностью сформированными нейронами. Новые клетки заметили не только в детском мозге, но и у подростков и взрослых. Девять из 14 взрослых образцов по одной методике и все 10 по другой имели признаки нейрогенеза.

"Мы видели эти делящиеся клетки-предшественники не только у младенцев и маленьких детей - мы также нашли их у подростков и взрослых. К ним относятся стволовые клетки, которые могут обновляться и давать начало другим клеткам мозга", - рассказала соавтор исследования Марта Патерлини.

По мнению Патерлини, многие трудности типа задержки фиксации образцов или толщина срезов мешали выявить нейрогенез у человека раньше. А сейчас их удалось преодолеть благодаря современным подходам, в частности, благодаря машинному обучению, что помогло компьютерному алгоритму распознать клетки, которые превратятся в новые нейроны.

Ученые, не связанные с исследованием, поддерживают такие результаты: "Это весомое доказательство в пользу идеи, что стволовые клетки и их предшественники существуют и размножаются в мозге взрослого человека", - подтвердил доктор Раджив Ратан, генеральный директор Неврологического института Берка в Медицинском колледже Вейля Корнелла.

Ранее считалось, что только грызуны и некоторые приматы способны продуцировать нейроны во взрослом возрасте, но для людей было сложно найти убедительные доказательства из-за ограничений в количестве образцов и отсутствия необходимых технологий. Теперь ученые стоят перед новым вызовом: исследовать, зависит ли нейрогенез от возраста, состояния здоровья мозга, например при болезни Альцгеймера или при когнитивной устойчивости в старости.

"Они смогли найти эти иглы в куче сена", - заметил доктор В. Тейлор Кимберли из Массачусетского университета Генерала Бригема, который не принимал непосредственного участия в исследовании. Он добавил, что теперь исследователям станет возможным проследить регуляцию этих клеток во времени и изучить их роль в здоровом старении или болезнях.

В итоге, само присутствие нейрогенеза в мозге взрослых меняет основные представления об обучении, восстановлении после травм и пластичности мозга в течение всей жизни. Как заключает Патерлини: "Сам факт того, что наш взрослый мозг может проращивать новые нейроны, меняет наше представление о потенциале для обучения и восстановления".

Американские ученые обнаружили, что мозг начинает формировать план действий еще до того, как человек осознает свой выбор. Недавнее исследование показало, что во время принятия решений нейроны активируются последовательно и согласованно, и это можно отследить заранее. Такие результаты помогают лучше понять, как работает мозг, и могут стать полезными в исследовании психических расстройств.