Чи може мозок дорослого відновлюватися? Дослідники відкрили нову сторінку нейронауки

Нове дослідження, яке передає LiveScience, демонструє вагомі докази на користь того, що дорослі люди можуть утворювати нові нейронні зв’язки. Це відбувається в гіпокампі – ділянці мозку, відповідальній за пам’ять, навчання та емоції. Цей процес відомий як нейрогенез. Більшу частину минулого століття він залишався спірним у науковому середовищі.

Дослідники з Каролінського інституту в Стокгольмі проаналізували понад 400 000 індивідуальних клітинних ядер зі зразків гіпокампа 24 осіб віком від 0 до 78 років, використовуючи методи одноядерного РНК‑секвенування, машинне навчання – тип штучного інтелекту (ШІ), який обробляє великі об’єми даних, та візуалізацію клітин з використанням флуоресцентного маркування. Окрім цього, вони вивчили додатково, за допомогою іншого методу, зразки мозку ще 10 дорослих. 

За результатами дослідження, яке опублікували в журналі Science, у тканинах мозку дорослої людини присутні клітини-попередники, що діляться, поруч із повністю сформованими нейронами. Нові клітини помітили не лише в дитячому мозку, а й у підлітків та дорослих. Дев’ять із 14 дорослих зразків за однією методикою і всі 10 за іншою мали ознаки нейрогенезу. 

“Ми бачили ці клітини-попередники, що діляться, не лише у немовлят та маленьких дітей – ми також знайшли їх у підлітків та дорослих. До них належать стовбурові клітини, які можуть оновлюватися та давати початок іншим клітинам мозку”, – розповіла співавторка дослідження Марта Патерліні. 

На думку Патерліні, багато труднощів типу затримки фіксації зразків чи товщина зрізів заважали виявити нейрогенез у людини раніше. А зараз їх вдалося подолати завдяки сучасним підходам, зокрема, завдяки машинному навчанню, що допомогло комп’ютерному алгоритму розпізнати клітини, які перетворяться на нові нейрони.

Науковці, не пов’язані з дослідженням, підтримують такі результати: “Це вагомий доказ на користь ідеї, що стовбурові клітини і їх попередники існують і розмножуються у мозку дорослої людини”, – підтвердив доктор Раджив Ратан, генеральний директор Неврологічного інституту Берка в Медичному коледжі Вейля Корнелла.

Раніше вважалося, що лише гризуни й деякі примати здатні продукувати нейрони в дорослому віці, але для людей було складно знайти переконливі докази через обмеження в кількості зразків та відсутність необхідних технологій. Тепер вчені стоять перед новим викликом: дослідити, чи залежить нейрогенез від віку, стану здоров’я мозку, наприклад при хворобі Альцгеймера або при когнітивній стійкості у старості.

“Вони змогли знайти ці голки в купі сіна”, – зауважив доктор В. Тейлор Кімберлі з Массачусетського університету Генерала Брігема,який не брав безпосередньо участі в дослідженні. Він додав, що тепер дослідникам стане можливим простежити регуляцію цих клітин в часі та вивчити їхню роль у здоровому старінні або хворобах.

У підсумку, сама присутність нейрогенезу у мозку дорослих змінює основні уявлення про навчання, відновлення після травм та пластичність мозку протягом усього життя. Як підсумовує Патерліні: “Сам факт того, що наш дорослий мозок може пророщувати нові нейрони, змінює наше уявлення про потенціал для навчання та відновлення”.

Американські вчені виявили, що мозок починає формувати план дій ще до того, як людина усвідомлює свій вибір. Нещодавнє дослідження показало, що під час прийняття рішень нейрони активуються послідовно й узгоджено, і це можна відстежити заздалегідь. Такі результати допомагають краще зрозуміти, як працює мозок, та можуть стати корисними у дослідженні психічних розладів.