Биологи впервые увидели, как рождаются новые клетки мозга

Швейцарские и британские биологи впервые увидели то, как формируются новые клетки внутри "взрослого" мозга, научившись следить за движением одиночных стволовых клеток в центре памяти мышей, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Мы надеемся, что в будущем мы научимся использовать эти стволовые клетки для починки мозга и избавления пациентов от таких проблем, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, старческого слабоумия или самых серьезных форм депрессии", - рассказывает Себастиан Джессбергер (Sebastian Jessberger) из Цюрихского университета (Швейцария).

До 1960-х годов считалось, что у взрослых млекопитающих не появляются новые нейроны, а гибель нервных клеток компенсируется за счет перераспределения функций среди оставшихся. В 1962 году Жозеф Олтман из США в экспериментах на крысах впервые показал, что у взрослых грызунов идет процесс нейрогенеза, а через 30 лет, в 1998 году группа Петера Эрикссона обнаружила, что новые клетки образуются и в мозге взрослых людей.

Последние наблюдения за работой мозга человека и других млекопитающих показывают, что некоторые клетки мозга, к примеру, центр обоняния, обновляются практически непрерывно, а в других его регионах, в том числе в гиппокампе, центре памяти, присутствуют достаточно большие колонии стволовых клеток, которые предположительно участвуют в нейрогенезе.

Как рассказывает Джессбергер, многие ученые сомневаются в этом, так как процесс превращения стволовых клеток в полноценные нейроны никто раньше не документировал и не видел, что давало пищу для "скептиков", считающих, что эти клетки не участвуют в обновлении нервной ткани, а лишь заменяют умершие астроциты, глию и другие вспомогательные клетки мозга.

Для проверки этих теорий ученые из Швейцарии и Британии провели серию многомесячных наблюдений за одиночными стволовыми клетками, обитающими в гиппокампе, центре памяти, у нескольких подопытных мышей.

Подобные наблюдения, по словам Джессбергера, стали возможны благодаря двум вещам - модификации ДНК мышей, автоматически помечавшей стволовые клетки мозга при помощи светящихся белковых молекул, и особой системы анализа снимков с лазерного микроскопа, удалявшей почти все шумы с изображений.

Эти наблюдения велись следующим образом - биологи вырезали небольшое "окошко" в той части черепа, под которой находился гиппокамп, и затем обстреливали мозг двумя лучами инфракрасного лазера. Эти лучи проникали вглубь нервной ткани, взаимодействовали с молекулами белков и заставляли их светиться на другой частоте, что позволяет отделить сигнал, порожденный стволовыми клетками, от фонового шума.

Подобные наблюдения помогли ученым проследить за размножением стволовых клеток, их распространением по гиппокампу мышей и изменениями в их форме. Примерно через два месяца наблюдений часть этих клеток прекратила размножаться и превратилась в полноценные нейроны, которые стали частью гиппокампа и начали участвовать в формировании новых воспоминаний.

Как надеются ученые, собранные ими данные и новые опыты со стволовыми клетками мозга помогут нам понять, какие принципы и гены управляют их ростом, миграциями и превращением во взрослые клетки. Эти сведения, в свою очередь, могут стать основой для первых методик лечения болезни Альцгеймера, эпилепсии, инсультов и прочих болезней, сопровождающихся потерей большого числа нейронов.