Нейробиологи выяснили, почему стареющий мозг производит все меньше новых нервных клеток в центре обучения и памяти. Ученые заявили, что открытие, сделанное на грызунах, опровергает текущие представления о том, как долго "прародитель" стволовые клетки сохраняются в стареющем мозге.
Открытие также предполагает возможность лечения различных нейродегенеративных расстройств, включая болезнь Альцгеймера, деменцию и депрессию, путем стимулирования способности мозга производить новые нервные клетки, сказал старший исследователь Ашок К. Шетти, доктор философии.D., профессор нейрохирургии Медицинского центра Университета Дьюка и научный сотрудник Медицинского центра Дарема Вирджиния.
Результаты исследования опубликованы в журнале Neurobiology of Aging. Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения и США.S. Управление по делам ветеранов.
Предыдущие исследования Шетти и других продемонстрировали, что по мере старения мозга в гиппокампе, центре обучения и памяти мозга, рождается все меньше новых нервных клеток или нейронов. В одном исследовании Шетти и его коллеги показали, что производство новых нейронов у крыс резко замедляется к среднему возрасту – что эквивалентно 50 годам у людей.
Но ученые не знали, что вызывает это снижение.
Распространенным предположением было то, что утечка мозгов была вызвана уменьшением количества нервных стволовых клеток в стареющем гиппокампе, сказал ведущий исследователь Бхарати Хаттиангади, доктор философии.D., научный сотрудник нейрохирургии. Нервные стволовые клетки – это незрелые клетки, которые способны давать начало всем типам нервных клеток в головном мозге.
Однако в текущем исследовании исследователи обнаружили, что количество стволовых клеток в стареющем мозге не уменьшается, а вместо этого они делятся реже, что приводит к резкому сокращению добавления новых нейронов в гиппокамп.
Для проведения переписи исследователи прикрепили легко заметные флуоресцентные метки к нейрональным стволовым клеткам в гиппокампе молодых, средних и старых крыс.
Они обнаружили, что у молодых крыс в гиппокампе содержится 50000 стволовых клеток – и, что важно, это число не уменьшается с возрастом. По словам исследователей, это открытие свидетельствует о том, что снижение производства новых нейронов в старом мозге не связано с нехваткой исходного материала.
Затем исследователи использовали другую флуоресцентную молекулу, чтобы пометить все стволовые клетки, которые подвергались делению в процессе сохранения "свежий" в случае, если они были задействованы, чтобы стать зрелыми нервными клетками.
Они обнаружили, что у молодых крыс примерно 25 процентов нервных стволовых клеток активно делились, но только 8 процентов клеток у крыс среднего возраста и 4 процента у старых крыс делились. Это уменьшенное деление стволовых клеток является причиной снижения нейрогенеза или рождения нервных клеток, наблюдаемого при старении, говорят ученые.
"Это открытие открывает новые возможности для борьбы с когнитивным снижением, связанным с такими состояниями, как болезнь Альцгеймера"болезнь и старение в целом," Хаттиангади сказал.
В настоящее время команда ищет способы стимулировать мозг, чтобы заменить его собственные клетки, чтобы улучшить обучение и функцию памяти у пожилых людей.
Один из исследуемых подходов – лечить старых крыс лекарствами, имитирующими действие соединений, называемых нейрогенными факторами, которые стимулируют деление стволовых клеток в головном мозге, сказал Шетти. Исследователи также трансплантируют нервные стволовые клетки, выращенные в чашках для культивирования, в гиппокамп, чтобы стимулировать уже имеющиеся. Дополнительные подходы включают использование методов модификации поведения, таких как физические упражнения и воздействие обогащающей среды, которые, как известно, стимулируют пролиферацию стволовых клеток.
Источник: Медицинский центр Университета Дьюка