Οι νευρώνες αναγεννώνται;

Αναπαράγουν οι νευρώνες? Έχει πάντα σκεφτεί όχι. Φαίνεται ότι οι περισσότεροι από τους νευρώνες μας γεννιούνται όταν βρισκόμαστε ακόμη στη μήτρα της μητέρας μας και με το πέρασμα του χρόνου δεν αναπαράγονται, αλλά πεθαίνουν σιγά σιγά.

Ωστόσο, αυτό δεν προκαλεί ανησυχία σε κανονικές καταστάσεις. Είναι συνηθισμένο να χάσετε μια γενναιόδωρη ποσότητα νευρώνων κάθε μέρα, αυτό που αρχίζει να είναι παθολογικό είναι μια υπερβολική απώλεια όπως αυτό που συμβαίνει στην άνοια.

Αλλά, η απώλεια των νευρώνων που θεωρείται φυσιολογική δεν επηρεάζει τις γνωστικές μας ικανότητες. Στην πραγματικότητα, οι νευρώνες αναδιοργανώνουν τις συνδέσεις τους συνεχώς, για να εξασφαλίζουν πάντα το πιο χρήσιμο σε κάθε στιγμή και να απορρίπτουν το άχρηστο.

Αλλά, αν σου είπα ότι έχουν βρεθεί στοιχεία ότι οι νευρώνες αναδημιουργούνται; Ξέρετε ότι υπάρχουν ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου μας στις οποίες αναπαράγονται αυτά τα κύτταρα, ακόμα κι αν είμαστε ενήλικες?

Αναγέννηση των νευρώνων στον ιππόκαμπο

Φαίνεται ότι στα περισσότερα θηλαστικά, οι νευρώνες αναδημιουργούνται στον ιππόκαμπο και στον οσφρητικό βολβό. Ο ιππόκαμπος είναι απαραίτητος για τη μάθηση, τη μνήμη και τον χωρικό προσανατολισμό, ενώ ο οσφρητικός λαμπτήρας δίνει σημασία στις πληροφορίες που συλλαμβάνουν την αίσθηση της όσφρησης.

Αυτό έχει νόημα, επειδή η εξήγηση που δίνεται στο μυαλό μας που παράγει νέους νευρώνες είναι ότι πρέπει να διατηρήσει ένα σύνολο κυττάρων με συγκεκριμένες ιδιότητες, αλλά αυτές διαρκούν έναν περιορισμένο χρόνο. Επιπλέον, είναι απαραίτητες επειδή είναι εξειδικευμένες για να πραγματοποιήσουν μια πολύ συγκεκριμένη επεξεργασία νευρώνων.

Προφανώς, πολυάριθμες μελέτες υποστηρίζουν ότι οι νευρώνες γεννιούνται σε ένα τμήμα της πλευρικής κοιλίας και μετά μεταναστεύουν στον οσφρητικό βολβό. Εκεί θα ενσωματωθούν με τα υπάρχοντα κύτταρα και θα συμμετέχουν στην οσφρητική μνήμη και στη ρύθμιση του φόβου μέσω της οσμής.

Μπορούν επίσης να μεταναστεύσουν στην οδοντωτή έλικα του ιππόκαμπου, αποκτώντας ένα σημαντικό ρόλο στη χωρική εκμάθηση και ανάκληση των συμφραζομένων.

Τα ανθρώπινα όντα διακρίνονται από τα άλλα θηλαστικά στο ότι δεν έχουν αναγέννηση στον οσφρητικό βολβό. Ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι αυτή η αναγέννηση συμβαίνει στον ιππόκαμπο. Φαίνεται ότι εξηγεί γιατί δεν είμαστε εξίσου εξαρτημένοι από τη μυρωδιά όπως τα άλλα ζώα, ενώ έχουμε μεγαλύτερο βαθμό γνωστικής προσαρμογής.

Πριν από το 1998, ήταν ήδη γνωστό ότι υπήρχε νευρογένεση (γέννηση νέων νευρώνων) σε τρωκτικά και ενήλικες πιθήκους. Αλλά και στους ανθρώπους?

Εκείνο το έτος, ο Eriksson και η ομάδα του ήταν οι πρώτοι που κατέδειξαν ότι η νευρωνική αναγέννηση εμφανίζεται στον ανθρώπινο ιππόκαμπο. Χρησιμοποίησαν μεταθανάτια ιστό ανθρώπινου εγκεφάλου, αποδεικνύοντας ότι σε όλη τη ζωή οι νευρώνες αναπαράγονται στην οδοντωτή έλικα.

Έτσι, τα κύτταρα ιπποκάμπου έχουν ετήσιο ρυθμό ανανέωσης 1,75%.

Ωστόσο, η ανθρώπινη νευρογένεση στον εγκεφαλικό φλοιό εμφανίζεται μόνο στην πρώιμη ανάπτυξή μας και δεν παραμένει στην ενηλικίωση.

Αναγέννηση των νευρώνων στο ραβδωτό σώμα

Το 2014, μια ομάδα επιστημόνων από το Ινστιτούτο Karolinska ανακάλυψε ότι υπάρχει νευρογένεση στον εγκέφαλο των ενήλικων ανθρώπων.

Αυτοί οι ερευνητές βρήκαν νευροβλάστες στο τοίχωμα της πλευρικής κοιλίας. Μπορούμε να πούμε ότι οι νευροβλάστες είναι πρωτόγονα κύτταρα που δεν έχουν ακόμη εξελιχθεί και ότι στο μέλλον θα διαφοροποιηθούν σε νευρώνες ή γλοιακά κύτταρα.

Αλλά δεν είναι όλα αυτά, διαπίστωσαν επίσης ότι αυτοί οι νευροβλάστες αναπτύσσονται και ενσωματώνονται σε μια κοντινή περιοχή: τον σπειροειδή πυρήνα. Αυτό το τμήμα του εγκεφάλου μας είναι θεμελιώδες για τον έλεγχο των κινήσεών μας και η βλάβη σε αυτό το μέρος θα προκαλούσε κινητικές αλλοιώσεις, όπως τρόμο και τικ.

Στην πραγματικότητα, οι ίδιοι συντάκτες ανακάλυψαν ότι στη νόσο του Huntington, όπου υπάρχουν κινητικά ελλείμματα, οι νευρώνες αναπαράγονται ελάχιστα στο ραβδωτό σώμα. Επιπλέον, σε προχωρημένα στάδια της νόσου, η αναγέννηση σταματά εντελώς.

Αναγέννηση σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου

Μερικοί συγγραφείς έχουν βρει ενήλικα νευρωνική αναγέννηση σε άλλες μη συμβατικές περιοχές, όπως το νεοφλοιό, απιοειδή φλοιό και μεταιχμιακές δομές, όπως το αμυγδαλή, υποθάλαμο και προοπτική περιοχή. Οι τελευταίοι έχουν ουσιαστικό ρόλο στην κοινωνική συμπεριφορά.

Ωστόσο, υπάρχουν ερευνητές που έχουν αποκτήσει αντιφατικά αποτελέσματα ή έχουν χρησιμοποιήσει ανακριβείς μεθόδους που έχουν καταφέρει να αλλάξουν τα αποτελέσματα. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να συνεχιστεί η διερεύνηση για να επιβεβαιωθούν αυτά τα ευρήματα.

Από την άλλη πλευρά, είναι απαραίτητο να αναφέρουμε ότι είναι περίπλοκο να μελετήσουμε στον άνθρωπο την αναγέννηση των νευρώνων από τα υπάρχοντα ηθικά όρια. Για το λόγο αυτό, υπάρχουν περισσότερες εξελίξεις στον τομέα των ζώων.

Ωστόσο, έχει αναπτυχθεί μια μη επεμβατική τεχνική που ονομάζεται φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού που μπορεί να διερευνήσει την ύπαρξη προγονικών κυττάρων στον ανθρώπινο εγκέφαλο..

Ελπίζεται ότι στο μέλλον αυτές οι τεχνικές μπορούν να τελειοποιηθούν για να μάθουν περισσότερα για την νευρογένεση στους ενήλικες ανθρώπους.

Παράγοντες που ενισχύουν τη νευρωνική αναγέννηση στους ενήλικες

- Εμπλουτισμένο περιβάλλον και φυσική δραστηριότητα

Φαίνεται ότι ένα πιο περίπλοκο περιβάλλον αυξάνει την ευκαιρία να ζήσουν εμπειρίες και παράγει αισθητηριακή, γνωστική, κοινωνική και κινητική διέγερση.

Το γεγονός αυτό δεν φαίνεται να αυξάνει την νευρογένεση, αλλά αυξάνει την επιβίωση των κυττάρων του ιπποκάμπου στα τρωκτικά και το επίπεδο εξειδίκευσης.

Ωστόσο, μόνο η εθελοντική σωματική δραστηριότητα έχει αποδειχθεί ότι αυξάνει την νευρογένεση, εκτός από την επιβίωση αυτών των κυττάρων σε ενήλικους ποντικούς.

Αν θεωρήσουμε το εμπλουτισμένο περιβάλλον ως περισσότερες ευκαιρίες για μάθηση, έχει επιβεβαιωθεί ότι η ίδια η μάθηση είναι αποφασιστική στην νευρογένεση του ιπποκάμπου..

- Μαθησιακά καθήκοντα

Σε μια μελέτη του 1999 από τους Gould et al δείχθηκε ότι η μάθηση ενισχύει την νευρογένεση στον ιππόκαμπο. Τονίζουν τα νέα κύτταρα σε αρουραίους και παρατηρούν πού πηγαίνουν ενώ κάνουν διαφορετικά μαθησιακά καθήκοντα.

Έτσι, επιβεβαίωσαν ότι ο αριθμός των αναγεννημένων νευρώνων διπλασιάστηκε στην οδοντωτή έλικα όταν οι αρουραίοι πραγματοποίησαν μαθησιακές εργασίες που αφορούσαν τον ιππόκαμπο. Ενώ, στις δραστηριότητες στις οποίες δεν συμμετείχε ο ιππόκαμπος, αυτή η αύξηση δεν συνέβη.

Αυτό επιβεβαιώνεται σε άλλες μελέτες, όπως αυτές των Shors et al. το 2000, ή όπως Van Praag et al (2002), αν και πρόσθεσε ότι νέα κύτταρα εξελίσσονται και να γίνει ώριμα λειτουργικά κύτταρα παρόμοια με εκείνα που υπάρχουν ήδη στην οδοντωτή έλικα.

Όσον αφορά τις μαθησιακές δραστηριότητες στις οποίες εμπλέκεται ο ιππόκαμπος, βρίσκουμε: την προετοιμασία του τρεμούλιασματος, κατά προτίμηση στο φαγητό, ή την εκμάθηση της διαστημικής πλοήγησης.

- Κοινωνικές αλληλεπιδράσεις

Σε μια ενδιαφέρουσα μελέτη της Lieberwirth & Wang (2012) διαπιστώσαμε ότι οι θετικές κοινωνικές αλληλεπιδράσεις (όπως το ζευγάρωμα) αυξάνει την νευρογένεση ενηλίκων στο μεταιχμιακό σύστημα, ενώ οι αρνητικές αλληλεπιδράσεις (όπως η μόνωση) μειώνεται.

Ωστόσο, αυτά τα αποτελέσματα πρέπει να αντιπαραβάλλονται με νέες μελέτες που πρέπει να επιβεβαιωθούν.

- Νευροτροφικοί παράγοντες

O ουσίες που προωθούν την ανάπτυξη των νεύρων θα είναι εκείνα όπως BDNF (νευροτροφικός παράγοντας προερχόμενος από τον εγκέφαλο), CNTF (νευροτροφικός παράγοντας ακτινωτού γαγγλίου), IGF-1 (παράγοντα όπως εγώ ινσουλίνης τύπου ανάπτυξης), ή VEGF (ενδοθηλιακός αυξητικός παράγοντας αγγειακό).

- Νευροδιαβιβαστές

Υπάρχουν ορισμένοι τύποι νευροδιαβιβαστών που ρυθμίζουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων.

Για παράδειγμα, το GABA, το οποίο είναι ανασταλτικό, ρυθμίζει την νευρογένεση του ιππόκαμπου. Πιο συγκεκριμένα, το μειώνει, αλλά ταυτόχρονα αυξάνει την ενσωμάτωση νέων νευρώνων με τα προηγούμενα.

Ένας άλλος νευροδιαβιβαστής, γλουταμινικός, μειώνει την αναγέννηση των νευρώνων. Ακριβώς όπως αν κάνετε την ένεση μιας ουσίας με αντίθετο αποτέλεσμα (ανταγωνιστής), η αναγέννηση αυξάνεται ξανά.

Από την άλλη πλευρά, η σεροτονίνη αυξάνει την νευρογένεση στον ιππόκαμπο, ενώ η απουσία της μειώνει.

- Αντικαταθλιπτικά

Σε μελέτη των Malberg et al. (2000) έχει αποδειχθεί ότι η παρατεταμένη έκθεση σε αντικαταθλιπτικά αυξάνει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων στον ιππόκαμπο. Ωστόσο, αυτό έχει αποδειχθεί μόνο σε αρουραίους.

Παράγοντες που αναστέλλουν τη νευρωνική αναγέννηση στους ενήλικες

- Στρες

Πολλές μελέτες δείχνουν ότι η αύξηση του στρες προκαλεί σημαντική μείωση στη νευρωνική αναγέννηση του ιππόκαμπου.

Επιπλέον, εάν το άγχος είναι χρόνια, μειώνει τόσο την νευρογένεση όσο και την επιβίωση αυτών των κυττάρων.

- Στεροειδή

Τα κορτικοστεροειδή, όπως τα γλυκοκορτικοειδή, τα οποία απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης στο στρες, προκαλούν μείωση της νευρογενέσεως του ιππόκαμπου. Το αντίθετο συμβαίνει εάν μειωθούν τα επίπεδα αυτής της ουσίας.

Κάτι παρόμοιο συμβαίνει με τα γοναδικά στεροειδή. Στην πραγματικότητα, στις γυναίκες, ο νευρωνικός πολλαπλασιασμός ποικίλει ανάλογα με τα επίπεδα των στεροειδών σε κάθε φάση του ορμονικού κύκλου.

Εάν χορηγηθεί στα θηλυκά οιστρογόνων για λιγότερο από 4 ώρες, ο πολλαπλασιασμός των νευρώνων αυξάνεται. Ωστόσο, εάν η χορήγηση συνεχίζεται έως 48 ώρες, η πολλαπλασιασμός αυτή καταστέλλεται.

- Κοινωνική απομόνωση

Φαίνεται ότι η κοινωνική αποτυχία, όπως η απομόνωση, μειώνει την αναγέννηση των νευρώνων και την επιβίωση σε ζώα όπως πιθήκους, ποντίκια, αρουραίους και ιπποειδή.

- Κατάχρηση φαρμάκων

Μείωση της νευρογένεσης και της κυτταρικής επιβίωσης λόγω της χρόνιας χρήσης αλκοόλ, κοκαΐνης, έκστασης, νικοτίνης και οπιοειδών έχει αποδειχθεί.

Αναφορές

1. Eriksson, Ρ.Τ., Ekaterina Ρ, Björk-Eriksson, Τ, Alborn, Α.Μ., Nordborg, C., Peterson, D.A. & Gage, F.H. (1998). Νευρογένεση στον ενήλικο ανθρώπινο ιππόκαμπο. Nature Medicine, 4, 1313-1317.
2.  Ernst, Α Α, Alkass, Κ Α, Bernard, S. Α, Salehpour, Μ.Α., Perl, S. Α, Tisdale, J. Α, & ... Uppsala University, Τ O. (2014). Νευρογένεση στο Striatum του Ενήλικου Ανθρώπινου Εγκεφάλου. Cell, 1072.
3. Gould, Ε., Beylin, Α., Tanapat, Ρ., Reeves, Α. & Shors, T.J. (1999). Η μάθηση ενισχύει την νευρογένεση των ενηλίκων στον σχηματισμό του ιππόκαμπου. Nature Neuroscience, 2, 260-265.
4. Lieberwirth, C. & Wang, Ζ. (2012). Το κοινωνικό περιβάλλον και η νευρογένεση στον εγκέφαλο ενήλικων θηλαστικών. Μπροστά Hum. Neurosci., 6, σελ. 1-19.
5. Lieberwirth, C., Pan, Υ., Liu, Υ., Zhang, Ζ., & Wang, Ζ. (2016). Η νευρογένεση του ενήλικου ιπποκάμπου: Η ρύθμισή του και ο δυνητικός ρόλος του στη χωρική εκμάθηση και μνήμη. Brain Research, 1644: 127-140. 
6. Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. (2000). Η χρόνια αντικαταθλιπτική θεραπεία αυξάνει την νευρογένεση σε ενήλικα ιππόκαμπο αρουραίου. J. Neurosci., 20, σελ. 9104-9110.
7. Shors, Τ. J., Miesegaes, G., Beylin, Α., Zhao, Μ., Rydel, Τ., & Gould, Ε. (2001). Η νευρογένεση στον ενήλικα εμπλέκεται στο σχηματισμό ιχνών μνήμης. Nature, 410 (6826), 372.
8. Van Praag Η., Schinder Α. F., Christie Β. R., Toni Ν., Palmer T.D., Gage F.H. (2002). Λειτουργική νευρογένεση στον ενήλικα ιππόκαμπο. Φύση; 415 (6875): 1030-4.
9. Yuan, Τ., Li, J., Ding, F., & Arias-Carrion, Ο. (2014). Αποδεικτικά στοιχεία της νευρογενέσεως των ενηλίκων σε μη ανθρώπινα πρωτεύοντα και στον άνθρωπο. Έρευνα κυττάρων και ιστών, (1), 17.