Sel saraf tidak beregenerasi: kebenaran atau mitos? Neurogenesis: apakah sel saraf beregenerasi atau tidak? Sel saraf pulih atau tidak pada wanita

20.09.2019 -

Para ilmuwan dari Swedia akhirnya mengakhiri salah satu perselisihan neurofisiologis tradisional - mereka dengan meyakinkan membuktikan bahwa sel saraf orang dewasa dapat pulih. Namun, ini sama sekali tidak berarti bahwa neuron tidak boleh dilindungi, karena menurut data yang mereka peroleh, tidak semua sel saraf beregenerasi.

Banyak orang masih menganggap pernyataan bahwa "sel saraf tidak beregenerasi" sangat, sangat wajar. Meskipun sebenarnya itu adalah anggapan dalam bentuknya yang paling murni, yaitu benar sampai terbukti sebaliknya. Faktanya adalah bahwa para ilmuwan sampai pada kesimpulan ini sebagai berikut: setelah mempelajari neuron yang terbentuk itu sendiri, mereka menyadari bahwa ia tidak mampu membelah (seperti beberapa sel lain di tubuh kita, misalnya, yang membentuk otot jantung).

Namun, ini belum berarti apa-apa - lagi pula, neuron baru dapat muncul dari sel progenitor (seperti yang terjadi pada embrio selama perkembangan. sistem saraf). Namun demikian, prekursor ini tidak ditemukan dalam tubuh mamalia dewasa - meskipun telah dicari dengan sangat hati-hati. Inilah yang mendorong para ilmuwan untuk menerima pernyataan bahwa sel-sel saraf tidak beregenerasi - tetapi, sekali lagi, sebagai anggapan. Yang dapat disangkal dengan membuktikan baik kemampuan neuron untuk bereproduksi, atau dengan menemukan prekursor sel saraf pada organisme dewasa.

Perlu dicatat bahwa para ilmuwan telah lama mencari bukti seperti itu - pada tahun 1956, ahli saraf domestik I. Rampan, yang bekerja di Institute of the Brain, memperhatikan satu hal yang menakjubkan - setelah kerusakan otak parah pada tikus, anjing dan beberapa spesies mamalia lainnya, sel-sel saraf yang diawetkan menjadi cerah , dua inti terbentuk di dalamnya, kemudian sitoplasma dibagi menjadi dua, dan sebagai hasil dari pembelahan ini, diperoleh dua neuron. Artinya, neuron dalam beberapa kasus dapat membelah. Benar, hanya sel saraf muda yang mampu melakukan ini - pembelahan tidak terjadi pada hewan tua.

Sayangnya, karena "Tirai Besi", yang kemudian memagari tidak hanya penduduk Uni Soviet, tetapi juga sains domestik dari seluruh dunia, karya Rampan tidak masuk ke jurnal terkemuka dunia dan tidak diperhatikan oleh sebagian besar ilmuwan. Namun, hanya enam tahun kemudian, ahli neurofisiologi Joseph Altman dari Universitas Purdue (AS) melakukan penelitian serupa - dia, dengan bantuan arus listrik menghancurkan salah satu struktur talamus tikus dan memasukkan zat radioaktif di sana, menembus ke dalam sel-sel yang baru muncul. Beberapa bulan kemudian, ilmuwan menemukan neuron radioaktif baru tidak hanya di tempat yang dia hancurkan, tetapi juga di bagian lain - korteks serebral. Selama tujuh tahun berikutnya, Altman menerbitkan beberapa makalah lagi yang membuktikan keberadaan neurogenesis di otak mamalia dewasa. Namun, kemudian mereka juga tidak memperhatikan - ide seperti itu tampak terlalu fantastis.

Topik neurogenesis di otak pada vertebrata dewasa dikembalikan hanya 20 tahun kemudian. Kali ini, burung menjadi objek penelitian. Profesor Fernando Nottebumu dari Universitas Rockefeller (AS) dengan meyakinkan membuktikan bahwa pada burung kenari jantan dewasa, proses pembentukan neuron baru terus-menerus terjadi di pusat vokal otak, meskipun jumlahnya mengalami fluktuasi musiman (neurogenesis paling aktif di musim semi) . Sekitar waktu yang sama, pada pertengahan 80-an abad terakhir, ahli fisiologi Rusia A. Polenov menemukan neurogenesis di otak kadal air dan katak.

Pada awal 1990-an, para ilmuwan mampu membuktikan bahwa proses ini juga terjadi pada mamalia. Sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh Profesor Gage dari Universitas Salk (AS), membangun sebuah kota mini, di mana mereka meluncurkan tikus biasa yang bermain di sana, terlibat dalam semacam "pendidikan jasmani", dan juga mencari jalan keluar dari labirin. Akibatnya, ternyata pada tikus "perkotaan" seperti itu, neuron baru muncul di banyak lagi daripada kerabat pasif mereka, terperosok dalam kehidupan rutin di vivarium.

Para ilmuwan, tertarik, memutuskan untuk mencari tahu bagaimana ini terjadi. Setelah beberapa waktu, mereka menemukan sel-sel di otak hewan pengerat dewasa, yang menurut mereka dapat berupa sel punca. Setelah itu, percobaan berikut dilakukan - jaringan otak yang mengandung "kandidat" sel punca ditransplantasikan ke retina mata tikus yang rusak. Dan bagaimana menurut Anda, mereka benar-benar berubah menjadi neuron, dan tikus buta itu mulai melihat lagi!

Ternyata Rampan salah, dan pada kenyataannya, neuron baru tidak muncul sebagai hasil dari pembagian yang lama, tetapi dari pendahulunya? Kenyataannya, semuanya jauh lebih rumit, pada tahun 2003 kelompok Profesor Gage menerbitkan sebuah makalah di mana mereka menunjukkan bahwa neuron baru juga dapat dibentuk dari sel induk darah! Ternyata mereka dapat menembus otak selama cedera, dan kemudian hal berikut terjadi: sel-sel ini bergabung dengan neuron, membentuk konglomerat binuklir. Kemudian inti "lama" dari neuron dihancurkan, dan digantikan oleh inti "baru" dari sel induk darah. Rupanya, proses inilah yang diamati Rampan, tetapi dia tidak bisa menafsirkannya dengan benar.

Jadi, banyak percobaan telah benar-benar mengguncang anggapan bahwa sel-sel saraf tidak beregenerasi. Namun, para skeptis memiliki pilihan terakhir - yah, kata mereka, proses ini mungkin terjadi pada hewan, tetapi ini tidak pernah terjadi pada manusia. Namun, pada tahun 1998, percobaan oleh para ilmuwan Amerika menunjukkan bahwa neurogenesis berlanjut bahkan pada orang dewasa, dan itu terjadi di hipokampus, wilayah otak depan yang terletak di bawah belahan otak dan mengambil bagian dalam pembentukan emosi, konsolidasi memori (yaitu, transisi memori jangka pendek ke jangka panjang ), serta dalam "penciptaan" mimpi.

Karya ini menciptakan sensasi, tetapi karena fakta bahwa eksperimen semacam itu diakui berbahaya bagi kesehatan manusia, untuk waktu yang lama tidak ada yang berani mengulanginya. Artinya, hasil yang diperoleh sebelumnya belum diperiksa ulang dalam studi independen lainnya, sehingga pekerjaan ini dipertanyakan. Dan baru-baru ini, sekelompok ilmuwan dari Institut Karolinska (Swedia), yang dipimpin oleh Dr. Kirsty Spalding, menemukan bahwa sel-sel baru masih terbentuk di hippocampus dewasa. Dalam hal ini, para peneliti menggunakan teknik yang sangat tidak standar - perhitungan rasio isotop karbon C 14 dan C 12.

Seperti kita ketahui, karbon radioaktif C14 sangat tidak stabil dan cepat terurai. Oleh karena itu, menurut rasio C 14 dan C 12 dalam molekul sel, orang dapat memahami berapa lama waktu telah berlalu sejak hari benda mati - yaitu, dari saat sel berhenti menyerap karbon radioaktif. Tapi dari mana asalnya di otak manusia? Faktanya adalah bahwa pada 50-60-an abad terakhir, semua negara-negara maju dunia secara intensif menguji berbagai muatan atom, dan selama pengujian semacam itu, isotop radioaktif karbon C 14 dilepaskan ke lingkungan secara melimpah. Kemudian, setelah 1963 (ketika Perjanjian Larangan Uji Senjata Nuklir di Atmosfer, Luar Angkasa, dan Bawah Air diadopsi), pengujian ini menjadi sia-sia dan karbon radioaktif di alam menjadi jauh lebih kecil.

Lama untuk pertanyaan "apakah sel-sel saraf dipulihkan" bahkan dari para ilmuwan, orang hanya bisa mendengar jawaban negatif. Itulah mengapa pernyataan terkenal yang memperingatkan orang terhadap pengalaman di berbagai situasi stres, banyak yang masih menganggapnya sebagai aksioma. Kurangnya basis penelitian dan peralatan yang diperlukan tidak memberi para ilmuwan kesempatan untuk memastikan bahwa neuron otak mampu menyembuhkan diri sendiri.

Pada tahun 1962, para ilmuwan Amerika melakukan percobaan pertama pada tikus, yang hasilnya menakjubkan: pemulihan sel saraf adalah proses alami, tetapi regenerasi mereka di otak manusia dikonfirmasi secara ilmiah hanya pada tahun 1998. satu

Efek destruktif pada otak diberikan oleh stres, insomnia, kurang tidur kronis, radiasi, alkohol dan penyalahgunaan obat, serta faktor negatif lainnya. Semua ini bisa berakibat fatal bagi seseorang, jika bukan karena proses pemulihan sel saraf yang disebut neurogenesis.

DI DALAM masyarakat modern pertanyaannya tidak lagi relevan apakah sel-sel saraf dipulihkan atau tidak, karena masing-masing penelitian telah didukung oleh fakta dan angka yang dipublikasikan:

tingkat neurogenesis pada manusia adalah 700 neuron per hari;
sekitar 1,75% sel saraf diperbarui per tahun;
indikator-indikator ini tidak dipengaruhi oleh gender;
aktivitas regenerasi menurun seiring bertambahnya usia, tetapi ini tidak mempengaruhi kualitas neuron;
dengan usia siklus sel memanjang. 2

Kompleksitas sistem saraf dan peran sel saraf manusia di dalamnya

Elemen utama dari sistem saraf adalah neuron, atau sel saraf. Jumlah mereka dalam tubuh manusia adalah puluhan miliar, dan semuanya saling berhubungan. Sistem saraf adalah bagian yang kompleks dan sedikit dipelajari dari tubuh manusia.

Banyak perhatian diberikan pada masalah perbaikan sel saraf manusia, tetapi sampai saat ini, para ilmuwan telah mampu mengeksplorasi dan mempelajari hanya 5% dari neuron. Akibatnya, ditemukan bahwa di bagian luarnya ditutupi dengan apa yang disebut selubung mielin (protein yang dapat memperbarui dirinya sendiri sepanjang waktu). kehidupan manusia). Dengan demikian, teori yang ada sebelumnya tentang ketidakmungkinan regenerasi saraf hanyalah mitos.

Sistem saraf terhubung dengan semua organ dan jaringan tubuh melalui saraf yang membawa informasi dari lingkungan luar. Ia melakukan banyak fungsi yang kompleks dan beragam, ditentukan oleh interaksi antara sel-sel saraf. Yang paling penting dari mereka adalah:

asosiasi atau integrasi - memastikan interaksi semua organ dan sistem, berkat kerjanya yang benar, fungsi tubuh secara keseluruhan;
partisipasi dalam pemrosesan informasi yang datang melalui reseptor internal dan eksternal;
transformasi, pemrosesan, dan transfer informasi yang diterima ke otoritas dan sistem terkait;
pengembangan karena semakin kompleks lingkungan. 3

Sebuah studi oleh ilmuwan Elizabeth Gould dan Charles Gross, yang bekerja di Universitas Princeton di Departemen Psikologi, yang diterbitkan pada tahun 1999, menjadi langkah baru dalam pengembangan kedokteran dan memungkinkan untuk memberikan jawaban yang masuk akal atas pertanyaan yang menggairahkan pikiran yang ingin tahu: apakah ini cara sel saraf dipulihkan atau tidak?

Monyet dewasa menjadi subjek percobaan. Sebagai hasil percobaan, ditemukan bahwa ribuan neuron baru muncul di otak mereka setiap hari, sementara mereka tidak berhenti berproduksi sampai mati.

Pada Kongres Psikiater Dunia, yang diselenggarakan setiap tiga tahun dan terakhir berlangsung pada tahun 2014, para ilmuwan mencatat bahwa otak manusia berkembang tidak hanya di masa kanak-kanak dan remaja - otak terus berubah, beregenerasi, dan berkembang sepanjang hidup kita. Dalam hal ini, pengaruh utama pada organ ini diberikan oleh faktor emosional.

Pemulihan sel saraf tubuh manusia adalah proses yang panjang, tetapi dimungkinkan untuk meningkatkan kecepatannya jika Anda terlibat dalam pekerjaan intelektual: neuron baru terbentuk hanya di bagian otak yang terkait dengan pekerjaan pemikiran dan pengetahuan baru. Menurut data yang diberikan oleh peserta kongres, neuron bereproduksi lebih cepat:

dalam situasi ekstrim;
saat memecahkan masalah yang kompleks;
dalam proses perencanaan;
jika perlu, gunakan memori, terutama jangka pendek;
dalam memecahkan pertanyaan tentang orientasi spasial. 4

Bagaimana cara memulihkan sel saraf? lima

Stres berdampak negatif pada seluruh tubuh dan sistem saraf khususnya - neuron dihancurkan. Jika Anda berpikir tentang cara mengembalikan sel saraf, pertimbangkan beberapa aturan:

ukur impian Anda dengan kenyataan;
belajar mengatur hidup Anda;
berhenti mengikuti arus;
temukan makna hidup Anda sendiri;
menciptakan hubungan sosial;
meningkatkan hubungan dengan orang-orang, terutama dengan orang yang dicintai;
jangan lupa bahwa regenerasi jaringan saraf biasanya tidak memerlukan biaya material;
mencari solusi untuk masalah yang muncul;
ingat bahwa belajar pada usia berapa pun mendorong regenerasi sel saraf.

Ilmuwan dari AS M. Rubin dan L. Katz memperkenalkan istilah "neurobik" ke dalam sains dan merekomendasikan pelatihan mental secara teratur untuk memulihkan sel-sel saraf. Aerobik semacam itu berguna untuk anak-anak dan orang dewasa, setelah beberapa saat terjadi asimilasi cepat materi baru, perkembangan memori dan peningkatan kinerja otak bahkan di usia tua. Di Kongres Psikiater Dunia, direktur Institut Psikoneurologi Penelitian Rusia dinamai. Bekhterev Profesor N.G. Neznanov menekankan dalam pidatonya bahwa bahkan dengan demensia pikun ada kemungkinan untuk memulihkan neuron dan jaringan.

4. Berdasarkan informasi dari situs resmi "Science-digest news" - publikasi materi dari Kongres Psikiater Dunia di jurnal elektronik tanggal 17 Mei 2014

5. Bagian ini didasarkan pada materi terjemahan yang diterbitkan dalam jurnal Science –Gould E., Tanapat P., Hastings N.B., Shors T.J. Neurogenesis di masa dewasa: kemungkinan peran dalam pembelajaran. Tren Cog. sci. 1999; 3(5): 186-1992. ”, serta berdasarkan informasi dari situs resmi "Berita sains-sains" - publikasi materi dari Kongres Psikiater Dunia dalam jurnal elektronik tertanggal 17 Mei 2014.

Terlepas dari kenyataan bahwa neurogenesis lama dianggap sebagai fiksi ilmiah, dan para ahli biologi dengan suara bulat berpendapat bahwa tidak mungkin untuk memulihkan neuron yang hilang, namun pada kenyataannya hal ini tidak terjadi sama sekali. Seseorang hanya perlu berpegang pada kebiasaan sehat dalam hidup mereka.

Neurogenesis adalah proses kompleks di mana otak manusia menciptakan neuron baru dan koneksinya.

Untuk orang biasa, sekilas, proses di atas mungkin tampak terlalu rumit untuk dipahami. Baru kemarin, para ilmuwan dari seluruh dunia mengajukan tesis bahwa pada usia tua otak manusia kehilangan neuronnya: mereka terbelah dan proses ini tidak dapat diubah.

Selain itu, diasumsikan bahwa trauma atau penyalahgunaan alkohol membuat seseorang kehilangan fleksibilitas kesadaran yang tak terhindarkan (kemampuan manuver dan aktivitas otak), yang menjadi ciri Orang yang sehat mengikuti kebiasaan sehat.

Tetapi hari ini sebuah langkah telah diambil menuju kata yang memberi kita harapan: dan kata ini adalah - neuroplastisitas.

Ya, memang benar bahwa seiring bertambahnya usia, otak kita berubah, kerusakan itu dan kebiasaan buruk(alkohol, tembakau) menyakitinya. Tetapi otak memiliki kemampuan untuk beregenerasi, ia dapat menciptakan kembali jaringan saraf dan jembatan di antara mereka.

Tetapi agar tindakan luar biasa ini terjadi, seseorang perlu bertindak, sehingga dia aktif dan dalam segala hal merangsang kemampuan alami otaknya.

semua yang Anda lakukan dan pikirkan akan mengatur ulang otak Anda
otak manusia beratnya hanya satu setengah kilogram, dan pada saat yang sama mengkonsumsi hampir 20% dari semua energi yang tersedia dalam tubuh
semua yang kita lakukan - membaca, belajar, atau bahkan hanya berbicara dengan seseorang - menyebabkan perubahan luar biasa pada struktur otak. Artinya, benar-benar segala sesuatu yang kita lakukan dan apa yang kita anggap bermanfaat
jika kita kehidupan sehari-hari dipenuhi dengan stres atau kecemasan yang benar-benar menguasai kita, kemudian, sebagai suatu peraturan, daerah seperti hippocampus (terkait dengan memori) pasti terpengaruh.
otak itu seperti patung yang terbentuk dari emosi, pikiran, tindakan dan kebiasaan kita sehari-hari
peta internal seperti itu membutuhkan sejumlah besar "tautan", koneksi, "jembatan" dan "jalan raya", serta dorongan kuat yang memungkinkan kita untuk tetap berhubungan dengan kenyataan

5 Prinsip untuk Merangsang Neurogenesis

1. Latihan

Aktivitas fisik dan neurogenesis berhubungan langsung.

Setiap kali kita menggunakan tubuh kita untuk bekerja (apakah itu berjalan-jalan, berenang, atau berolahraga di gym), kita mengoksidasi otak kita, yaitu mengoksigenasinya.

Selain membawa darah yang lebih bersih dan beroksigen ke otak, endorfin juga dirangsang.

Endorfin meningkatkan suasana hati kita, dan dengan demikian memungkinkan kita untuk melawan stres, memungkinkan kita untuk memperkuat banyak struktur saraf.

Dengan kata lain, aktivitas apa pun yang mengurangi tingkat stres mendorong neurogenesis. Anda hanya perlu menemukan jenis aktivitas yang tepat (menari, berjalan, bersepeda, dll.).

2. Pikiran fleksibel - otak kuat

Ada banyak cara untuk menjaga pikiran tetap fleksibel. Untuk melakukan ini, Anda perlu mencoba untuk tetap terjaga, maka ia akan dapat dengan cepat "memproses" semua data yang masuk (yang berasal dari lingkungan).

Hal ini dapat dicapai melalui berbagai kegiatan. Mengesampingkan yang disebutkan di atas Latihan fisik, perhatikan hal berikut:

membaca - membaca setiap hari, itu membuat Anda tertarik dan ingin tahu tentang segala sesuatu yang terjadi di sekitar Anda (dan disiplin ilmu baru pada khususnya).
mempelajari bahasa asing.
permainan aktif alat musik.
persepsi kritis tentang hal-hal, pencarian kebenaran.
keterbukaan pikiran, penerimaan terhadap segala sesuatu di sekitar, sosialisasi, perjalanan, penemuan, hobi.

3. Pola makan

Salah satu musuh utama bagi kesehatan otak adalah makanan yang kaya akan lemak jenuh. Konsumsi makanan olahan dan makanan non-alami memperlambat neurogenesis.

Sangat penting untuk mencoba mengikuti diet rendah kalori. Namun pada saat yang sama, nutrisi harus bervariasi dan seimbang agar tidak terjadi kekurangan. nutrisi.
Ingatlah selalu bahwa otak kita membutuhkan energi, dan di pagi hari, misalnya, ia akan sangat berterima kasih kepada kita untuk sesuatu yang manis.
Namun, disarankan untuk memberikan glukosa ini dengan sepotong buah atau cokelat hitam, sesendok madu atau secangkir oatmeal ...
Dan makanan yang kaya asam lemak Omega-3 tidak diragukan lagi yang paling cocok untuk memelihara dan mengaktifkan neurogenesis.

4. Seks juga membantu.

Seks adalah arsitek hebat lainnya dari otak kita, mesin alami neurogenesis. Tidak dapat menebak alasan koneksi ini? Dan inilah masalahnya:

Seks tidak hanya meredakan ketegangan dan mengatur stres, tetapi juga memberi kita dorongan energi yang kuat yang merangsang bagian otak yang bertanggung jawab untuk memori.
Dan hormon-hormon seperti serotonin, dopamin atau oksitosin, yang dihasilkan pada saat-saat keintiman seksual dengan pasangan, bermanfaat untuk pembentukan sel-sel saraf baru.

5. Meditasi

Manfaat meditasi bagi otak kita memang tidak bisa dipungkiri. Efeknya sama menakjubkannya dengan keindahannya:

Meditasi mempromosikan pengembangan kemampuan kognitif tertentu, yaitu perhatian, memori, konsentrasi.
Ini memungkinkan kita untuk lebih memahami kenyataan dan mengarahkan kecemasan kita dengan benar dan mengelola stres.
Selama meditasi, otak kita bekerja dalam ritme yang berbeda: ia menghasilkan gelombang alfa yang lebih tinggi, yang secara bertahap menghasilkan gelombang gamma.
Jenis gelombang ini mendorong relaksasi sambil merangsang neurogenesis dan komunikasi saraf.

Meskipun meditasi perlu dipelajari (ini akan memakan waktu), pastikan untuk melakukannya, karena ini adalah hadiah yang luar biasa untuk pikiran dan kesejahteraan Anda secara keseluruhan.

Sebagai kesimpulan, kami mencatat bahwa semua 5 prinsip yang kami bicarakan ini sebenarnya sama sekali tidak serumit yang dibayangkan. Cobalah untuk menerapkannya dalam praktik dan jaga kesehatan otak Anda.

Tenang dengan

Ungkapan bersayap "Sel saraf tidak pulih" dirasakan oleh semua orang sejak kecil sebagai kebenaran yang tak terbantahkan. Namun, aksioma ini tidak lebih dari sebuah mitos, dan data ilmiah baru membantahnya.

Alam memberikan batas keamanan yang sangat tinggi pada otak yang sedang berkembang: selama embriogenesis, sejumlah besar neuron terbentuk. Hampir 70% dari mereka meninggal sebelum kelahiran anak. Otak manusia terus kehilangan neuron setelah lahir, sepanjang hidup. Kematian sel seperti itu diprogram secara genetik. Tentu saja, tidak hanya neuron yang mati, tetapi juga sel-sel tubuh lainnya. Hanya semua jaringan lain yang memiliki kapasitas regeneratif yang tinggi, yaitu sel-selnya membelah, menggantikan yang mati.

Proses regenerasi paling aktif terjadi pada sel epitel dan organ hematopoietik (merah). Sumsum tulang). Tapi ada sel di mana gen yang bertanggung jawab untuk reproduksi dengan pembelahan diblokir. Selain neuron, sel ini termasuk sel otot jantung. Bagaimana orang bisa menjaga kecerdasannya sampai usia yang sangat lanjut, jika sel-sel saraf mati dan tidak diperbarui?

Salah satu penjelasan yang mungkin adalah bahwa tidak semua, tetapi hanya 10% neuron "bekerja" secara bersamaan di sistem saraf. Fakta ini sering dikutip dalam literatur populer dan bahkan ilmiah. Saya berulang kali harus mendiskusikan pernyataan ini dengan rekan-rekan saya di dalam dan luar negeri. Dan tidak ada dari mereka yang mengerti dari mana sosok seperti itu berasal. Setiap sel secara bersamaan hidup dan "bekerja". Di setiap neuron, selalu ada proses metabolisme, protein disintesis, dihasilkan dan ditransmisikan impuls saraf. Oleh karena itu, meninggalkan hipotesis neuron "beristirahat", mari kita beralih ke salah satu sifat sistem saraf, yaitu, plastisitasnya yang luar biasa.

Arti plastisitas adalah bahwa fungsi sel-sel saraf yang mati diambil alih oleh "rekan-rekan" mereka yang masih hidup, yang bertambah besar dan membentuk sambungan baru, menggantikan fungsi yang hilang. Tingginya, tetapi tidak terbatas, efektivitas kompensasi tersebut dapat diilustrasikan dengan contoh penyakit Parkinson, di mana kematian bertahap neuron terjadi. Ternyata sampai sekitar 90% neuron di otak mati, gejala klinis penyakit (anggota badan gemetar, keterbatasan mobilitas, gaya berjalan goyah, demensia) tidak memanifestasikan dirinya, yaitu, orang tersebut terlihat praktis sehat. Ini berarti satu sel saraf yang hidup dapat menggantikan sembilan sel saraf yang mati.

Tetapi plastisitas sistem saraf bukanlah satu-satunya mekanisme yang memungkinkan kecerdasan dipertahankan sampai usia tua. Alam juga memiliki opsi cadangan - munculnya sel saraf baru di otak mamalia dewasa, atau neurogenesis.

Laporan pertama tentang neurogenesis muncul pada tahun 1962 di majalah bergengsi jurnal ilmiah"Sains". Makalah itu berjudul "Apakah Neuron Baru Terbentuk di Otak Mamalia Dewasa?". Penulisnya, Profesor Joseph Altman dari Universitas Purdue (AS), menggunakan arus listrik untuk menghancurkan salah satu struktur otak tikus (badan genikulatum lateral) dan memperkenalkan zat radioaktif di sana, menembus ke dalam sel-sel yang baru muncul. Beberapa bulan kemudian, ilmuwan menemukan neuron radioaktif baru di thalamus (bagian dari otak depan) dan korteks serebral. Selama tujuh tahun berikutnya, Altman menerbitkan beberapa makalah lagi yang membuktikan keberadaan neurogenesis di otak mamalia dewasa. Namun, pada saat itu, pada 1960-an, karyanya hanya menimbulkan skeptisisme di kalangan ilmuwan saraf, dan perkembangan mereka tidak mengikuti.

Dan hanya dua puluh tahun kemudian, neurogenesis "ditemukan" lagi, tetapi sudah ada di otak burung. Banyak peneliti burung penyanyi telah memperhatikan bahwa selama setiap musim kawin, kenari Serinus canaria jantan menyanyikan lagu dengan "lutut" baru. Selain itu, ia tidak mengadopsi getaran baru dari saudara-saudaranya, karena lagu-lagunya diperbarui bahkan secara terpisah. Para ilmuwan mulai mempelajari secara rinci pusat vokal utama burung, yang terletak di bagian khusus otak, dan menemukan bahwa pada akhir musim kawin (pada burung kenari itu terjadi pada bulan Agustus dan Januari), bagian penting dari pusat vokal neuron mati, mungkin karena beban fungsional yang berlebihan. . Pada pertengahan 1980-an, Profesor Fernando Notteboom dari Universitas Rockefeller (AS) berhasil menunjukkan bahwa pada burung kenari jantan dewasa, proses neurogenesis terjadi terus-menerus di pusat vokal, tetapi jumlah neuron yang terbentuk tunduk pada fluktuasi musiman. Puncak neurogenesis pada burung kenari terjadi pada bulan Oktober dan Maret, yaitu dua bulan setelah musim kawin. Itulah sebabnya "perpustakaan rekaman" lagu-lagu kenari jantan diperbarui secara berkala.

Pada akhir 1980-an, neurogenesis juga ditemukan pada amfibi dewasa di laboratorium ilmuwan Leningrad Profesor A. L. Polenov.

Dari mana asal neuron baru jika sel saraf tidak membelah? Sumber neuron baru pada burung dan amfibi ternyata adalah sel punca saraf dinding ventrikel otak. Selama perkembangan embrio, dari sel-sel inilah sel-sel sistem saraf terbentuk: neuron dan sel glial. Tetapi tidak semua sel induk berubah menjadi sel sistem saraf - beberapa di antaranya "bersembunyi" dan menunggu di sayap.

Neuron baru telah terbukti muncul dari sel induk dewasa dan pada vertebrata yang lebih rendah. Namun, butuh hampir lima belas tahun untuk membuktikan bahwa proses serupa terjadi pada sistem saraf mamalia.

Perkembangan ilmu saraf pada awal 1990-an mengarah pada penemuan neuron "baru lahir" di otak tikus dan mencit dewasa. Mereka ditemukan sebagian besar di wilayah otak yang secara evolusioner kuno: bulbus olfaktorius dan korteks hipokampus, yang terutama bertanggung jawab atas perilaku emosional, respons terhadap stres, dan pengaturan fungsi seksual pada mamalia.

Sama seperti pada burung dan vertebrata yang lebih rendah, pada mamalia sel induk saraf terletak di dekat ventrikel lateral otak. Degenerasi mereka menjadi neuron sangat intensif. Pada tikus dewasa, sekitar 250.000 neuron terbentuk dari sel induk per bulan, menggantikan 3% dari semua neuron di hipokampus. Rentang hidup neuron semacam itu sangat tinggi - hingga 112 hari. Sel saraf induk berjalan jauh (sekitar 2 cm). Mereka juga dapat bermigrasi ke bulbus olfaktorius, berubah menjadi neuron di sana.

Bulbus olfaktorius otak mamalia bertanggung jawab atas persepsi dan pemrosesan utama berbagai bau, termasuk pengenalan feromon - zat yang, dengan caranya sendiri, komposisi kimia dekat dengan hormon seks. Perilaku seksual pada hewan pengerat terutama diatur oleh produksi feromon. Hippocampus terletak di bawah belahan otak. Fungsi struktur kompleks ini terkait dengan pembentukan memori jangka pendek, realisasi emosi tertentu dan partisipasi dalam pembentukan perilaku seksual. Kehadiran neurogenesis konstan pada bohlam penciuman dan hipokampus pada tikus dijelaskan oleh fakta bahwa pada hewan pengerat struktur ini membawa beban fungsional utama. Karena itu, sel-sel saraf di dalamnya sering mati, yang berarti perlu diperbarui.

Untuk memahami kondisi apa yang memengaruhi neurogenesis di hipokampus dan olfactory bulb, Profesor Gage dari Salk University (AS) membangun sebuah kota mini. Tikus bermain di sana, masuk untuk pendidikan jasmani, mencari jalan keluar dari labirin. Ternyata pada tikus "perkotaan", neuron baru muncul dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada kerabat pasif mereka, terperosok dalam kehidupan rutin di vivarium.

Sel induk dapat diambil dari otak dan ditransplantasikan ke bagian lain dari sistem saraf, di mana mereka akan berubah menjadi neuron. Profesor Gage dan rekan-rekannya telah melakukan beberapa eksperimen seperti itu, yang paling mengesankan adalah sebagai berikut. Sepotong jaringan otak yang mengandung sel induk ditransplantasikan ke retina tikus yang hancur. (Dinding bagian dalam mata yang peka cahaya memiliki asal "saraf": ia terdiri dari neuron yang dimodifikasi - batang dan kerucut. Ketika lapisan peka cahaya dihancurkan, kebutaan terjadi.) Sel induk otak yang ditransplantasikan berubah menjadi neuron retina , proses mereka tercapai saraf optik, dan tikus itu melihat cahaya! Terlebih lagi, ketika sel induk otak ditransplantasikan ke mata yang utuh, tidak ada transformasi yang terjadi pada mereka. Mungkin, ketika retina rusak, beberapa zat (misalnya, yang disebut faktor pertumbuhan) diproduksi yang merangsang neurogenesis. Namun, mekanisme pasti dari fenomena ini masih belum jelas.

Para ilmuwan dihadapkan pada tugas untuk menunjukkan bahwa neurogenesis tidak hanya terjadi pada hewan pengerat, tetapi juga pada manusia. Untuk melakukan ini, para peneliti yang dipimpin oleh Profesor Gage baru-baru ini melakukan pekerjaan yang sensasional. Di salah satu klinik kanker Amerika, sekelompok pasien dengan penyakit yang tidak dapat disembuhkan neoplasma ganas sedang mengkonsumsi obat kemoterapi bromdioxyuridine. Zat ini memiliki sifat penting - kemampuan menumpuk dalam membagi sel dari berbagai organ dan jaringan. Bromdioxyuridine dimasukkan ke dalam DNA sel induk dan disimpan dalam sel anak setelah sel induk membelah. Sebuah studi patoanatomi menunjukkan bahwa neuron yang mengandung bromdioxyuridine ditemukan di hampir semua bagian otak, termasuk korteks serebral. Jadi neuron ini adalah sel baru yang muncul dari pembelahan sel induk. Temuan tersebut dengan tegas menegaskan bahwa proses neurogenesis juga terjadi pada orang dewasa. Tetapi jika pada hewan pengerat neurogenesis hanya terjadi di hipokampus, maka pada manusia mungkin dapat menangkap area otak yang lebih luas, termasuk korteks serebral. Studi terbaru menunjukkan bahwa neuron baru di otak orang dewasa dapat terbentuk tidak hanya dari sel induk saraf, tetapi juga dari sel induk darah. Penemuan fenomena ini menimbulkan euforia di dunia ilmiah. Namun, publikasi Oktober 2003 di jurnal Nature banyak membantu menenangkan pikiran yang antusias. Ternyata sel induk darah memang menembus otak, tetapi mereka tidak berubah menjadi neuron, tetapi bergabung dengan mereka, membentuk sel binuklir. Kemudian inti "lama" dari neuron dihancurkan, dan digantikan oleh inti "baru" dari sel induk darah. Dalam tubuh tikus, sel induk darah sebagian besar menyatu dengan sel serebelar raksasa - sel Purkinje, meskipun hal ini jarang terjadi: hanya beberapa sel gabungan yang dapat ditemukan di seluruh otak kecil. Fusi neuron yang lebih intens terjadi di hati dan otot jantung. Belum jelas apa arti fisiologisnya. Satu hipotesis adalah bahwa sel induk darah membawa materi genetik, yang, masuk ke sel "lama" dari otak kecil, memperpanjang hidupnya.

Jadi, neuron baru bisa muncul dari sel punca bahkan di otak orang dewasa. Fenomena ini sudah banyak digunakan untuk mengobati berbagai penyakit neurodegenerative (penyakit yang disertai kematian neuron otak). Persiapan sel induk untuk transplantasi diperoleh dengan dua cara. Yang pertama adalah penggunaan sel induk saraf, yang pada embrio dan orang dewasa terletak di sekitar ventrikel otak. Pendekatan kedua adalah penggunaan sel punca embrionik. Sel-sel ini terletak di massa sel dalam di tahap awal pembentukan embrio. Mereka mampu berubah menjadi hampir semua sel dalam tubuh. Kesulitan terbesar dalam bekerja dengan sel embrionik adalah membuatnya berubah menjadi neuron. Teknologi baru memungkinkan.

Dalam beberapa institusi medis di Amerika Serikat, "perpustakaan" sel punca saraf yang berasal dari jaringan embrionik telah terbentuk, dan mereka ditransplantasikan ke pasien. Upaya transplantasi pertama hasil positif, meskipun hari ini dokter tidak dapat memecahkan masalah utama transplantasi tersebut: reproduksi sel induk yang tidak terkendali pada 30-40% kasus mengarah pada pembentukan tumor ganas. Sejauh ini, tidak ada pendekatan yang ditemukan untuk mencegah hal ini efek samping. Namun, terlepas dari ini, transplantasi sel punca tidak diragukan lagi akan menjadi salah satu pendekatan utama dalam pengobatan penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer dan Parkinson, yang telah menjadi momok di negara maju.

Dokter Ilmu Medis V. Grinevich

Dekade diskusi, ucapan yang telah lama digunakan, eksperimen pada tikus dan domba - tetapi tetap saja, dapatkah otak manusia dewasa membentuk neuron baru untuk menggantikan yang hilang? Dan jika demikian, bagaimana? Dan jika dia tidak bisa, mengapa tidak?

Jari yang terpotong akan sembuh dalam beberapa hari, tulang yang patah akan sembuh. Berjuta sel darah merah saling menggantikan dalam generasi yang berumur pendek, tumbuh di bawah beban otot: tubuh kita terus diperbarui. Untuk waktu yang lama diyakini bahwa hanya satu orang luar yang tersisa di perayaan kelahiran kembali ini - otak. Sel-sel terpentingnya, neuron, terlalu terspesialisasi untuk membelah. Jumlah neuron menurun dari tahun ke tahun, dan meskipun jumlahnya sangat banyak sehingga hilangnya beberapa ribu tidak memiliki efek yang nyata, kemampuan untuk pulih dari kerusakan tidak akan mengganggu otak. Namun, para ilmuwan telah lama gagal mendeteksi keberadaan neuron baru di otak yang matang. Namun, tidak ada alat yang cukup baik untuk menemukan sel tersebut dan "orang tua" mereka.

Situasi berubah ketika, pada tahun 1977, Michael Kaplan dan James Hinds menggunakan radioaktif [ 3 H]-timidin, yang dapat berintegrasi ke dalam DNA baru. Rantainya secara aktif mensintesis sel yang membelah, menggandakan materi genetiknya dan pada saat yang sama mengumpulkan label radioaktif. Sebulan setelah obat itu diberikan kepada tikus dewasa, para ilmuwan memperoleh bagian otak mereka. Autoradiografi menunjukkan bahwa label terletak di sel dentate gyrus hippocampus. Namun, mereka bereproduksi, dan "neurogenesis dewasa" ada.

Tentang manusia dan tikus

Selama proses ini, neuron dewasa tidak membelah, sama seperti sel serat otot dan eritrosit tidak membelah: berbagai sel induk bertanggung jawab untuk pembentukannya, mempertahankan kemampuan "naif" mereka untuk berkembang biak. Salah satu keturunan dari sel progenitor yang membelah menjadi sel muda yang terspesialisasi dan menjadi dewasa yang berfungsi penuh. Lainnya sel anak perempuan tetap batang: ini memungkinkan Anda untuk mempertahankan populasi sel progenitor pada tingkat yang konstan tanpa mengorbankan pembaruan jaringan di sekitarnya.

Sel-sel prekursor neuron ditemukan di dentate gyrus hippocampus. Kemudian mereka ditemukan di bagian lain dari otak hewan pengerat, di bulbus olfaktorius dan struktur subkortikal striatum. Dari sini, neuron muda dapat bermigrasi ke area otak yang diinginkan, matang di tempatnya dan berintegrasi ke dalam sistem komunikasi yang ada. Untuk ini sel baru membuktikan kegunaannya untuk tetangga: kemampuannya untuk merangsang meningkat, sehingga bahkan dampak yang lemah menyebabkan neuron memberikan seluruh tembakan impuls listrik. Semakin aktif sel, semakin banyak ikatan yang terbentuk dengan tetangganya dan semakin cepat ikatan ini stabil.

Neurogenesis dewasa pada manusia baru dikonfirmasi beberapa dekade kemudian menggunakan nukleotida radioaktif serupa - di dentate gyrus hippocampus yang sama, dan kemudian di striatum. Bola penciuman di negara kita, tampaknya, tidak diperbarui. Namun, seberapa aktif proses ini berlangsung dan bagaimana perubahannya dari waktu ke waktu tidak begitu jelas bahkan hingga hari ini.

Sebagai contoh, sebuah studi tahun 2013 menunjukkan bahwa hingga usia yang sangat tua, sekitar 1,75% sel dentate gyrus hipokampus diperbarui setiap tahun. Dan pada 2018, hasilnya muncul, yang menurutnya pembentukan neuron di sini sudah berhenti pada masa remaja. Dalam kasus pertama, akumulasi label radioaktif diukur, dan yang kedua, pewarna digunakan yang secara selektif mengikat neuron muda. Sulit untuk mengatakan kesimpulan mana yang lebih dekat dengan kebenaran: sulit untuk membandingkan hasil langka yang diperoleh sepenuhnya metode yang berbeda, dan terlebih lagi untuk memperkirakan kepada manusia pekerjaan yang dilakukan pada tikus.

Masalah model

Sebagian besar studi neurogenesis dewasa dilakukan pada hewan laboratorium, yang berkembang biak dengan cepat dan mudah dikelola. Kombinasi sifat ini ditemukan pada mereka yang kecil dan memiliki umur yang sangat pendek - pada tikus dan tikus. Tapi di otak kita, yang baru saja menyelesaikan pematangan di usia 20-an, banyak hal bisa terjadi dengan cara yang sangat berbeda.

Girus dentata hipokampus adalah bagian dari korteks serebral, meskipun primitif. Pada spesies kita, seperti pada mamalia berumur panjang lainnya, kulit kayu terasa lebih berkembang daripada pada hewan pengerat. Ada kemungkinan bahwa neurogenesis mencakup seluruh cakupannya, diwujudkan menurut beberapa mekanisme sendiri. Belum ada konfirmasi langsung tentang hal ini: studi tentang neurogenesis dewasa di korteks serebral belum dilakukan baik pada manusia maupun pada primata lain.

Tetapi pekerjaan seperti itu telah dilakukan dengan hewan berkuku. Studi tentang bagian otak domba yang baru lahir, serta domba yang sedikit lebih tua dan dewasa tidak menemukan sel-sel pemisah - prekursor neuron di korteks serebral dan struktur subkortikal otak mereka. Di sisi lain, di korteks hewan yang lebih tua, sudah lahir, tetapi neuron muda yang belum matang ditemukan. Kemungkinan besar, mereka siap pada waktu yang tepat untuk menyelesaikan spesialisasi mereka, setelah membentuk sel-sel saraf yang lengkap dan menggantikan orang mati. Tentu saja, ini bukan neurogenesis, karena sel-sel baru tidak terbentuk selama proses ini. Namun, menarik bahwa neuron muda seperti itu hadir di area otak domba yang pada manusia bertanggung jawab untuk berpikir (korteks serebral), integrasi sinyal sensorik dan kesadaran (klaustrum), dan emosi (amigdala). Ada kemungkinan besar bahwa kita akan menemukan sel-sel saraf yang belum matang dalam struktur serupa. Tetapi mengapa otak orang dewasa, yang sudah terlatih dan berpengalaman, membutuhkannya?

Hipotesis memori

Jumlah neuron sangat banyak sehingga beberapa di antaranya dapat dikorbankan tanpa rasa sakit. Namun, jika sel dimatikan dari proses kerja, ini tidak berarti bahwa ia telah mati. Neuron mungkin berhenti menghasilkan sinyal dan merespons rangsangan eksternal. Informasi yang dikumpulkan olehnya tidak hilang, tetapi "dilestarikan". Fenomena ini memungkinkan Carol Barnes, seorang ahli saraf di University of Arizona, untuk membuat saran yang luar biasa bahwa inilah cara otak mengumpulkan dan berbagi ingatan tentang periode kehidupan yang berbeda. Menurut Profesor Barnes, dari waktu ke waktu sekelompok neuron muda muncul di dentate gyrus hippocampus untuk merekam pengalaman baru. Setelah beberapa waktu - berminggu-minggu, berbulan-bulan, dan mungkin bertahun-tahun - mereka semua memasuki keadaan istirahat dan tidak lagi memberikan sinyal. Itulah sebabnya memori (dengan pengecualian langka) tidak menyimpan apa pun yang terjadi pada kita sebelum tahun ketiga kehidupan: akses ke data ini di beberapa titik diblokir.

Mengingat bahwa dentate gyrus, seperti hipokampus secara keseluruhan, bertanggung jawab untuk mentransfer informasi dari memori jangka pendek ke memori jangka panjang, hipotesis ini bahkan terlihat logis. Namun, masih perlu dibuktikan bahwa hipokampus orang dewasa benar-benar membentuk neuron baru, dan dalam jumlah yang cukup dalam jumlah besar. Hanya ada kemungkinan yang sangat terbatas untuk melakukan eksperimen.

sejarah stres

Biasanya obat otak manusia diperoleh selama otopsi atau operasi bedah saraf, seperti pada epilepsi lobus temporal, kejang yang tidak dapat diterima perawatan obat. Kedua pilihan tersebut tidak memungkinkan kita untuk melacak bagaimana intensitas neurogenesis dewasa mempengaruhi fungsi dan perilaku otak.

Eksperimen semacam itu dilakukan pada hewan pengerat: pembentukan neuron baru ditekan oleh radiasi gamma terarah atau dengan mematikan gen yang sesuai. Paparan ini meningkatkan kerentanan hewan terhadap depresi. Tikus yang tidak mampu neurogenesis hampir tidak menikmati air manis dan dengan cepat menyerah mencoba untuk tetap mengapung dalam wadah berisi air. Kandungan kortisol dalam darah mereka - hormon stres - bahkan lebih tinggi daripada tikus yang stres dengan metode konvensional. Mereka lebih cenderung menjadi kecanduan kokain dan lebih kecil kemungkinannya untuk pulih dari stroke.

Satu catatan penting untuk hasil ini adalah bahwa ada kemungkinan bahwa hubungan yang ditunjukkan "lebih sedikit neuron baru - lebih banyak reaksi akut terhadap stres" menutup dengan sendirinya. Peristiwa kehidupan yang tidak menyenangkan mengurangi intensitas neurogenesis dewasa, yang membuat hewan lebih sensitif terhadap stres, sehingga laju pembentukan neuron di otak menurun - dan seterusnya dalam lingkaran.

Bisnis gugup

Terlepas dari kurangnya informasi yang akurat tentang neurogenesis dewasa, pengusaha telah muncul yang siap untuk membangun bisnis yang menguntungkan di atasnya. Sejak awal 2010-an, sebuah perusahaan yang menjual air dari mata air Pegunungan Rocky Kanada telah memproduksi botol Air Bahagia Neurogenesis. Diklaim bahwa minuman tersebut merangsang pembentukan neuron karena garam lithium yang terkandung di dalamnya. Litium memang dianggap sebagai obat yang berguna untuk otak, meskipun kandungannya lebih banyak di tablet daripada di "air bahagia". Efek minuman ajaib ini diuji oleh ahli saraf dari University of British Columbia. Selama 16 hari mereka memberi tikus "air bahagia", dan kelompok kontrol - sederhana, dari keran, dan kemudian memeriksa bagian dentate gyrus dari hippocampus mereka. Dan meskipun hewan pengerat yang minum Air Bahagia Neurogenesis, neuron baru muncul sebanyak 12% lebih banyak, jumlah totalnya ternyata kecil dan tidak mungkin untuk berbicara tentang keuntungan yang signifikan secara statistik.

Sejauh ini, kita hanya dapat menyatakan bahwa neurogenesis dewasa di otak perwakilan spesies kita pasti ada. Mungkin berlanjut hingga usia lanjut, atau mungkin hanya sampai masa remaja. Sebenarnya itu tidak begitu penting. Yang lebih menarik adalah bahwa kelahiran sel-sel saraf di otak manusia dewasa umumnya terjadi: dari kulit atau dari usus, yang pembaruannya terus-menerus dan intensif, tubuh utama tubuh kita berbeda secara kuantitatif, tetapi tidak secara kualitatif. Dan ketika informasi tentang neurogenesis dewasa terbentuk menjadi gambaran yang menyeluruh, kita akan memahami bagaimana menerjemahkan kuantitas ini menjadi kualitas, memaksa otak untuk "memperbaiki", mengembalikan fungsi memori, emosi - segala sesuatu yang kita sebut hidup kita.