Ученые узнали, почему "спят" стволовые клетки

С момента рождения мозг теряет множество нервных клеток, и этот процесс продолжается на протяжении всей жизни. Большинство нейронов формируются еще в утробе матери, и после рождения немалое их количество вырождается, пишет «Популярная механика».

Однако некоторые клетки способны делиться даже в зрелом возрасте - по крайней мере, в мозге мышей. По мнению исследователей из Института иммунобиологии им. Макса Планка во Фрайбурге, существуют некоторые типы нейронных стволовых клеток, способные создавать новые нейроны. Тогда как в молодом организме они постоянно делятся, у взрослых животных большинство этих клеток остаются в «спящем» состоянии. Тем не менее, процесс воспроизводства нейронов может возобновится, например, при повышенной физической активности или в случае эпилептических припадков. Это справедливо для мышей, но также может относиться и к людям, т.к. способные к делению клетки присутствуют и в человеческом мозге.

Говоря «Старую собаку новым фокусам не научишь», мы имеем ввиду частичную утрату способности усваивать новую информацию, приходящую с возрастом. Однако нейронные стволовые клетки, находящиеся в гиппокампе (отделе головного мозга, который играет ключевую роль процессах обучения и запоминания), могут производить нервные клетки на протяжении всей жизни.

Опыты на мышах показали, что новые нейроны встраиваются в нейронную сеть головного мозга и оказывают значительное влияние на способность к обучению. Тем не менее, темпы образования новых клеток снижаются с возрастом, и причины этого до настоящего времени были неизвестны.

Исследователям удалось выявить различные популяции нейронных стволовых клеток и показать, что в гиппокампе существуют активные и спящие (неактивные) стволовые клетки. «У молодых мышей стволовые клетки делятся в четыре раза чаще, чем у старых. При этом число этих клеток у старых животных лишь не намного меньше. Таким образом, нейронные стволовые клетки никуда не пропадают с возрастом, а остаются в резерве», - объясняет Вердон Тейлор из Института Макса Планка.

Факторы, влияющие на возобновление деления спящих клеток, еще недостаточно изучены. Однако возможно, что существует способ заставить их активизироваться. Ученые обнаружили большее количество новых нейронов в мозге физически активных мышей по сравнению с их малоподвижными собратьями. Патологическая активность мозга, например, эпилептический приступ, также вызывает усиленное деление нейронных стволовых клеток.

Возможно, что нейронные стволовые клетки проявляют себя не только в мозге мышей. Присутствие нейронов, сформировавшихся на протяжении жизни, также обнаруживается и в гиппокампе человека. Поэтому ученые предполагают, что группы активных и спящих стволовых клеток присутствуют и в человеческом мозге. Они предполагают провести дальнейшие исследования взаимосвязи образования новых нейронов и появления эпилептических приступов, а также возможностей использования этих знаний для лечения различных повреждений мозга и таких состояний как, например, болезнь Альцгеймера.

Ранее команда ученых из США, Великобритании и Германии обнаружила неизвестные ранее количественные организационные принципы, которые лежат в основе сетевой организации человеческого мозга, микросхемы высокопроизводительных компьютеров и нервной системы червей известных под названием нематоды C. elegans. Используя данные, которые были доступны в свободном доступе (магнитно-резонансная томография мозга человека, карта нервной системы нематодов и стандартный компьютерный чип), ученые изучили как разрозненные элементы взаимодействовали друг с другом в каждой из систем. К своему удивлению, они обнаружили что все три системы объединяли между собой два основных свойства. Во-первых, мозг человека, нервная система нематод и компьютерные чипы по своей архитектуре напоминали матрешку: структура повторялась снова и снова в другом масштабе. Во-вторых, все три подпадают под так называемое масштабирование Рента - правило, которое описывает отношение между количеством элементов на данном участке пространства и числом связей между ними.