Gjør neuroner regenerere?

Gjør neuroner regenerere? Det har alltid vært tenkt ikke. Det ser ut som at de fleste av våre nevroner er født når vi fortsatt er i mors mors liv, og med tiden går de ikke til gjengivelse, men dør litt etter litt.

Dette har imidlertid ikke vært grunn til bekymring i normale situasjoner. Det er vanlig å miste en generøs mengde nevroner hver dag, det som begynner å være patologisk er et overdrevet tap som det som skjer i demens.

Men tapet av nevroner som regnes som normalt påvirker ikke våre kognitive evner. Faktisk reorganiserer nevronene deres forbindelser kontinuerlig, for alltid å sikre det mest nyttige hvert øyeblikk og kaste bort de ubrukelige.

Men hva om jeg fortalte deg at bevis har blitt funnet at nevroner regenerere? Vet du at det er visse områder av hjernen der disse cellene reproduserer, selv om vi er voksne?

Regenerering av nevroner i hippocampus

Det ser ut til at i de fleste pattedyr regenereres nevroner i hippocampus og i olfaktorisk pære. Hippocampus er avgjørende for læring, minne og romlig orientering, mens olfaktorisk pære gir mening til informasjonen som fanger vår luktesans.

Dette er fornuftig fordi forklaringen gitt til hjernen som produserer nye nevroner, er at den trenger å opprettholde et sett med celler med spesifikke egenskaper, men disse varer en begrenset tid. I tillegg er de avgjørende fordi de er spesialiserte for å utføre en veldig spesifikk nevronbehandling.

Tilsynelatende hevder mange studier at nevroner er født i en del av lateral ventrikel og deretter migrere til olfaktorisk pære. Der vil de integrere med eksisterende celler og delta i det olfaktoriske minnet og i konditionering av frykt gjennom lukt.

De kan også migrere til hippocampusens dentate gyrus, få en viktig rolle i romlig læring og tilbakekalling av kontekstuelle tegn.

Mennesker skiller seg fra andre pattedyr fordi de ikke har regenerering i olfaktorisk pære. Det har imidlertid vist seg at denne regenereringen skjer i hippocampus. Det virker som forklarer hvorfor vi ikke er så avhengige av lukt som andre dyr, mens vi har en større grad av kognitiv tilpasning.

Før 1998 var det allerede kjent at det var neurogenese (fødsel av nye neuroner) hos gnagere og voksne aper. Men, og hos mennesker?

I det året var Eriksson og hans team de første som demonstrerte at nevronregenerasjon skjer i den menneskelige hippocampus. De brukte postmortem menneskelig hjernevev, noe som viste at i løpet av livet reproduserer neuroner i dentate gyrus.

Hippokampceller har således en årlig fornyelseshastighet på 1,75%.

Men human neurogenese i hjernebarken oppstår bare i vår tidlige utvikling og forblir ikke i voksen alder.

Regenerering av nevroner i striatumet

I 2014 oppdaget en gruppe forskere fra Karolinska Instituttet at det er neurogenese i hjernen hos voksne mennesker.

Disse forskerne fant neuroblaster i veggen av vår laterale ventrikel. Vi kan si at nevoblastene er primitive celler som ennå ikke har utviklet seg, og at de i fremtiden vil skille seg inn i nevroner eller glialceller.

Men det er ikke alt, de fant også at disse neuroblastene vokser og integreres i et nærliggende område: den strikkede kjernen. Denne delen av hjernen vår er grunnleggende for å kontrollere våre bevegelser, og skade på dette stedet vil produsere motoriske endringer som tremor og tics.

Faktisk oppdaget de samme forfattere at i Huntington's sykdom, hvor det er motordefekter, er nevroner knapt regenerert i striatumet. I tillegg, i avanserte stadier av sykdommen, opphører regenerering fullstendig.

Regenerering i andre hjerneområder

Noen forfattere har funnet voksen neuronal regenerering i andre ukonvensjonelle områder, for eksempel neocortex, piriform cortex og limbiske strukturer som amygdala, hypothalamus og preoptic området. Sistnevnte har en viktig rolle i sosial atferd.

Det er imidlertid forskere som har fått motstridende resultater eller har brukt unøyaktige metoder som har vært i stand til å endre resultatene. Derfor er det nødvendig å fortsette å undersøke for å bekrefte disse funnene.

På den annen side er det nødvendig å nevne at det er komplisert å studere hos mennesker regenerering av nevroner ved de eksisterende etiske grensene. Av den grunn er det flere fremskritt på dyreområdet.

Imidlertid er en ikke-invasiv teknikk kalt magnetisk resonansspektroskopi som kan undersøke forekomsten av stamceller i den menneskelige hjerne, utviklet..

Det er håpet at i fremtiden kan disse teknikkene bli perfeksjonert for å lære mer om neurogenese hos voksne mennesker.

Faktorer som forbedrer neuronal regenerering hos voksne

- Beriket miljø og fysisk aktivitet

Det ser ut til at et mer komplekst miljø øker muligheten til å leve opplevelser, og produserer sensorisk, kognitiv, sosial og motorisk stimulering.

Dette faktum ser ikke ut til å øke nevogenesen, men det øker overlevelsen av hippocampale celler hos gnagere og deres spesialiseringsnivå.

Imidlertid har bare frivillig fysisk aktivitet vist seg å øke nevogenesen, i tillegg til overlevelse av disse cellene i voksne mus.

Hvis vi anser det berikede miljøet som større muligheter til å lære, har det blitt bekreftet at læring selv er avgjørende for hippocampal neurogenese..

- Læringsoppgaver

I en studie fra 1999 av Gould et al ble det vist at læring forbedrer neurogenese i hippocampus. De markerte de nye cellene i rotter og observert hvor de gikk mens de gjorde forskjellige læringsoppgaver.

Dermed bekreftet de at antallet regenererte nevroner doblet i dentate gyrus når rotter utførte læringsoppgaver som involverte hippocampus. Mens i aktiviteten der hippocampus ikke deltok, oppsto denne økningen ikke.

Dette er bekreftet i andre studier, som for eksempel Shors et al. i 2000, eller lignende Van Praag et al (2002), selv om de legges det nye celler utvikle seg og bli funksjonelle modne celler tilsvarende de som allerede eksisterer i gyrus dentatus.

Når det gjelder læringsaktivitetene der hippocampus er involvert, finner vi: kondisjonering av flimmer, helst til maten, eller læring av romnavigasjon.

- Sosiale interaksjoner

I en interessant studie av Lieberwirth & Wang (2012) fant vi at positive sosial interaksjon (for eksempel parring) øker voksen nevrogenesen i det limbiske system, mens negative interaksjoner (for eksempel isolasjon) avtar.

Imidlertid må disse resultatene motvirkes med nye studier som skal bekreftes.

- Neurotrofiske faktorer

O-stoffer som fremmer nervevekst ville være slike som BDNF (hjerne-avledet neurotrofisk faktor), CNTF (ciliær neurotrofisk faktor), IGF-1 (faktor lignende vekst type I insulin), eller VEGF (endotelial vekstfaktor vaskulær).

- nevrotransmittere

Det er visse typer neurotransmittere som regulerer celleproliferasjon.

For eksempel regulerer GABA, som er hemmende, hippocampal neurogenese. Nærmere bestemt reduseres det, men samtidig øker det integrasjonen av nye nevroner med de forrige.

En annen nevrotransmitter, glutamat, reduserer neuronal regenerering. Akkurat som om du injiserer et stoff med motsatt effekt (antagonist), øker regenerasjonen igjen.

På den annen side øker serotonin neurogenese i hippocampus, mens fraværet reduserer det.

- antidepressiva

I en studie av Malberg et al. (2000) har det vist seg at en langvarig eksponering mot antidepressiva øker celleproliferasjonen i hippocampus. Dette har imidlertid bare blitt bevist hos rotter.

Faktorer som hemmer neuronal regenerering hos voksne

- stresset

Tallrike studier viser at en økning i stress gir en signifikant reduksjon i neuronal regenerering av hippocampus.

I tillegg, hvis stresset er kronisk, reduserer det både nevrogenesen og overlevelse av disse cellene.

- steroid

Kortikosteroider, som glukokortikoider, som frigjøres under stressresponsen, gir en reduksjon i hippocampal neurogenese. Det motsatte skjer hvis nivåene av dette stoffet er redusert.

Noe lignende skjer med gonadale steroider. Faktisk varierer nerveproliferasjon hos kvinner avhengig av nivåene av steroider i hver fase av hormonelle syklusen.

Hvis det administreres til østrogenhunner i mindre enn 4 timer, øker nevronproliferasjonen. Men hvis administrasjonen fortsetter til 48 timer, blir denne spredning undertrykt.

- Sosial isolasjon

Det ser ut som at samfunnssvikt, som isolasjon, reduserer nevronregenerasjon og overlevelse hos dyr som aper, mus, rotter og skruer.

- Narkotikamisbruk

En reduksjon i nevrogenese og celleoverlevelse på grunn av kronisk bruk av alkohol, kokain, ecstasy, nikotin og opioider har blitt påvist.

referanser

1. Eriksson, P.T., Ekaterina P., Bjørk-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A. & Gage, F.H. (1998). Neurogenese i den voksne humane hippocampus. Naturmedisin, 4, 1313-1317.
2.  Ernst A. A., Alkass, K. A., Bernard, S. A., Salehpour, M. A., Perl, S. A., Tisdale, J. A., & ... Uppsala University, T. O. (2014). Neurogenese i Striatum av den voksne menneskelige hjerne. Cell, 1072.
3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A. & Shors, T.J. (1999). Læring forbedrer voksen neurogenese i hippocampal formasjonen. Natur Neurovitenskap, 2, 260 - 265.
4. Lieberwirth, C. & Wang, Z. (2012). Det sosiale miljøet og nevrogenesen i den voksne pattedyrhjernen. Front Hum. Neurosci., 6, pp. 1-19.
5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu, Y., Zhang, Z., & Wang, Z. (2016). Hippokampal voksen neurogenese: Dens regulering og potensiell rolle i romlig læring og minne. Brain Research, 1644: 127-140. 
6. Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. (2000). Kronisk antidepressiv behandling øker neurogenesen i voksen rottehippocampus. J. Neurosci., 20, pp. 9104-9110.
7. Shors, T.J., Miesegaes, G. Beylin, A., Zhao, M., Rydel, T., & Gould, E. (2001). Neurogenese hos voksne er involvert i dannelsen av sporminner. Nature, 410 (6826), 372.
8. Van Praag H., Schinder A. F., Christie B.R., Toni N., Palmer T.D., Gage F.H. (2002). Funksjonell neurogenese i den voksne hippocampus. Nature; 415 (6875): 1030-4.
9. Yuan, T., Li, J., Ding, F., og Arias-Carrion, O. (2014). Bevis på voksen neurogenese hos ikke-menneskelige primater og menneske. Cell and Tissue Research, (1), 17.