Kan vuxna göra nya hjärnceller? Ny studie kan äntligen lösa en av neurovetenskapens största debatter
Forskare säger att de har funnit tydliga bevis på att den mänskliga hjärnan kan fortsätta göra nya neuroner långt in i vuxen ålder och potentiellt bosätta sig årtionden av kontroverser.
Denna nya neurontillväxt, eller ”neurogenes”, äger rum i hippocampusen kritisk del av hjärnan som är involverad i lärande, minne och känslor.
”Kort sagt, vårt arbete vilar den långvariga debatten om huruvida vuxna mänskliga hjärnor kan odla nya neuroner,” co-ledande studieförfattare Marta Paterlinien forskare vid Karolinska Institute i Stockholm, berättade Live Science i ett e -postmeddelande.
Andra experter är överens om att arbetet gör ett starkt fall för vuxen neurogenes.
Medan en enda studie inte utgör absolut bevis, ”detta är starkt bevis till stöd för idén” att stamceller och föregångare till nya neuroner finns och sprider sig i den vuxna mänskliga hjärnan, säger Dr. Rajiv RatanVD för Burke Neurological Institute vid Weill Cornell Medicine, som inte var involverad i studien.
”Detta är ett perfekt exempel på att stor vetenskap och tie upp bollen för det kliniska neurovetenskapssamhället,” sa han till Live Science.
Släkt: Spädbarns hjärnaktivitet förändras dramatiskt före och efter födseln, finner banbrytande studier
Utnyttja ny teknik
Forskarna kombinerade avancerade tekniker, inklusive enkel-nukleus RNA Sekvensering och maskininlärning, för att sortera och undersöka hjärnvävnadsprover från internationella biobanker, rapporterade de i ett papper som publicerades 3 juli i tidskriften Vetenskap. RNA, en kusin av DNA, återspeglar gener som är ”påslagna” inuti celler, medan maskininlärning är en typ av konstgjorda intelligens Används ofta för att krossa enorma datasätt.
Sedan 1960 -talet har forskare vetat att möss, råttor och vissa icke -mänskliga primater gör nya hjärnceller i tandgyrusen del av hippocampus under hela livet. Men att få hjärnvävnadsprover från vuxna människor är extremt utmanande.
”Mänsklig vävnad kommer från obduktioner eller operationer, så hur den hanteras – hur länge innan den är fixerad i konserveringsmedel, vilka kemikalier som används, hur tunna skivorna är – kan dölja de nyfödda cellerna,” sade Paterlini. Att använda ny teknik gjorde det möjligt för teamet att övervinna denna utmaning.
De analyserade mer än 400 000 enskilda kärnor av hippocampusceller från 24 personer och tittade dessutom på 10 andra hjärnor med andra tekniker. Hjärnorna kom från människor i åldrarna 0 till 78, inklusive sex barn och fyra tonåringar.
Med hjälp av två banbrytande avbildningsmetoder kartlade teamet där nya celler satt i vävnaden. De såg grupper av att dela föregångare celler som satt bredvid de fullt formade neuronerna, på samma platser där djurstudier har visat att vuxna stamceller bor.
”Vi såg inte bara dessa delande föregångsceller hos spädbarn och unga barn – vi hittade dem också hos tonåringar och vuxna,” sa Paterlini. ”Dessa inkluderar stamceller som kan förnya sig själva och ge upphov till andra hjärnceller.”
Den nyare tekniken gjorde det möjligt för forskarna att upptäcka de nya hjärncellerna i olika utvecklingsstadier och bedriva forskning som inte skulle ha varit möjlig för några år sedan, tillade Ratan.
Teamet använde också fluorescerande taggar för att markera de spridande cellerna. Detta gjorde det möjligt för dem att bygga en maskininlärningsalgoritm som identifierade cellerna som de visste skulle förvandlas till neurogena stamceller, baserat på tidigare gnagarestudier. Detta var ett ”smart tillvägagångssätt” för att hantera utmaningarna med att studera hjärncellbildning hos ungdomar och vuxna, sade Ratan.
Som förväntat producerade hjärnorna hos barn fler nya hjärnceller än hjärnorna hos ungdomar eller vuxna gjorde. Samtidigt visade nio av 14 vuxna hjärnor analyserade med en teknik tecken på neurogenes, medan 10 av 10 vuxna hjärnor analyserade med en andra teknik bar nya celler. När det gäller de få hjärnorna utan nya celler, sa Paterlini att det är för tidigt att dra slutsatser om skillnaden mellan vuxna hjärnor med bevis på nya celler och de utan.
Därefter kunde forskarna undersöka om de vuxna som producerade nya hjärnceller gjorde det som svar på en neurologisk sjukdom, till exempel Alzheimerseller om vuxen neurogenes är ett tecken på god hjärnhälsa, sa Dr. W. Taylor Kimberlychef för neurokritisk vård vid Massachusetts General Brigham, som inte var involverad i studien.
”De kunde hitta dessa nålar i en höstack,” sa Kimberly till Live Science. ”När du har upptäckt dem och lär dig om dem och förstår deras reglering,” kan forskare undersöka hur man kan spåra föregångscellerna genom tiden och se hur deras närvaro hänför sig till sjukdom, sade han.
Han föreställde sig att jämföra patienter som har demens med ”super agers” som är kognitivt motståndskraftiga i ålderdom. Om kopplingen mellan neurogenes och sjukdom kan avslöjas kan det kanske öppna dörren till behandlingar.
”Även om de exakta terapeutiska strategierna hos människor fortfarande är under aktiv forskning,” sade Paterlini, ”just det faktum att våra vuxna hjärnor kan spira nya neuroner förvandlar hur vi tänker på livslångt lärande, återhämtning från skada och den outnyttjade potentialen i neural plasticitet.”
