Содержание

Введение

1. Нейрогенез

1.1 Что такое нейрогенез

1.2 Рождение клетки (нейрогенез)

1.3 Вещества, влияющие на нейрогенез

2. Нейрогенез у взрослых

2.1 Нейрогенез у взрослых, и его функциональное значение

2.2 Нейрогенез во взрослом мозге: влияние стресса и депрессии

2.3 Зоны взрослого мозга, где обнаружен нейрогенез

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Как выяснили американские нейрофизиологи, нейрогенез в головном мозге после травмы помогает мышам восстановить способности к запоминанию и обучению. Про появление в мозге взрослого организма новых нейронов известно уже около десяти лет, но нейрофизиологи до сих пор не пришли к единому мнению, зачем это нужно. Одни думали, что частичное воспроизводство нервных клеток -- это остаточное явление, «пережиток детства», и на функционирование «взрослого» головного мозга новые нейроны никак не влияют. Другие считали новообразованные нейроны едва ли не вредителями, думая, что они запутывают устоявшиеся нервные сети и каналы связи и служат причиной эпилептических припадков. Третьи полагали, что новые нейроны -- это хорошо, но почему и каким образом, никто не ведал. И вот наконец-то исследователям из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета на примере мышей удалось понять, для чего взрослому мозгу нужны свежие нейроны. Объектом изучения послужил гиппокамп -- часть мозга, которая участвует, среди прочего, в процессах обучения и консолидации памяти. Новые нейроны, образующиеся в гиппокампе, способствуют восстановлению функций памяти после мозговых повреждений. Было обнаружено, что при травме количество новообразованных нейронов резко возрастает. Учёные проверили, что будет, если лишить мышей новых нервных клеток. После мозговой травмы таким животным никак не удавалось пройти водный лабиринт и добраться до надводной платформы: они попросту не могли запомнить маршрут! Напротив, мыши, у которых образование новых нейронов в гиппокампе не было выключено, прекрасно справлялись с этой задачей. World Health Organisation (WHO). The World Health Report 2010. Mental Health: New Understanding, New Hope. Download http://www.who.int/whr/2001/en/whr01_en.pdf

1. Нейрогенез

1.1 Что такое нейрогенез

Нейрогенез - это процесс формирования новых нейронов. Во взрослом мозге существуют скопления клеток, которые не выполняют никаких функций - они не заняты ни обменом и обработкой информации, ни обслуживанием нейронов, - но они способны делиться в течение всей жизни животных или человека. Эти клетки назвали клетками-предшественниками. После деления одна дочерняя клетка остается на месте, растет и делится вновь, а вторая мигрирует и встраивается в уже существующие сети нейронов, становясь через некоторое время зрелой. Далеко не все вновь образованные нейроны выживают. Известно, что нервная клетка гибнет, если не устанавливает связь со своей клеткой-мишенью (нейрон, не включенный в обмен информацией, исчезает).

Уровень выживания возрастает под влиянием некоторых факторов. Деление клетки-предшественника занимает приблизительно 2 ч. Вновь генерированные нейроны функционально встраиваются в сеть в течение 1 месяца, они меньше зрелых (размер тела клетки меньше, ветвление отростков (дендритов) также меньше) и окончательно созревают спустя 4 месяца. Под влиянием факторов, запускающих нейрогенез, клетки активно делятся в течение 24 часов, а затем в течение 7 дней процесс затухает.

Известно, что нейрогенез активизируется при особенном образе жизни, что было открыто в исследованиях, проведенных на мышах. И физические упражнения, и обучение новым умениям, по всей видимости, играют важные, но различные роли. В одном исследовании сравнивались мыши, которые бегали в беличьем колесе, и те, которые этого не делали. У мышей, которые занимались на беличьем колесе, было в два раза больше новых нейронов, чем у их оседлых соратников. Бег, по-видимому, способствовал делению стволовых клеток, в то время как изучение новых умений способствовало выживанию и видоизменению потомства стволовых клеток. Важно, что на старых мышек полезный образ жизни действовал так же, как и на молодых, только уровень нейрогенеза у них был намного ниже, чем у тех, которые были помоложе.

Без сомнения, многое еще нужно открыть, и эти результаты должны еще быть продемонстрированы на людях.

Другие современные исследования включают сравнение генов, которые активны в тех областях головного мозга, где происходит нейрогенез, с теми, где он не происходит. Если гены будут обнаружены, белки, которые они вырабатывают, будут важным открытием в разгадке головоломки нейрогенеза. M.Barinaga. Newborn Neurons Search for Meaning./ Science, 2009, vol.299.

Терапевтические подходы могут в конечном счете привести к вмешательствам различных уровней, включая смену образа жизни в физическом и умственном плане, использование генной терапии и трансплантатов стволовых клеток. Конечная цель - проследить длинную цепь событий, которые случаются на всех стадиях нейрогенеза, и научиться вызывать нейронную регенерацию, когда это необходимо.

1.2 Рождение клетки (нейрогенез)

Каждый человек начинает свое существование как одна клетка. Клетка делится, затем делятся ее дочерние клетки, что повторяется снова и снова, вырастая и развиваясь в младенца, затем в ребенка, а затем и во взрослого. Самые первые клетки в эмбрионе - это стволовые клетки, из которых появляются все остальные клетки. Они обладают простой формой и не выполняют никаких специальных функций. Но со временем эмбрион развивается и большинство клеток специализируются, некоторые становятся мышцами, другие кожей или клетками головного мозга. Эти клетки передвигаются к соответствующим частям тела, а затем связываются с окружающими клетками и формируют сложные структуры органов, кожи, мышц и головного мозга, далее видоизменяясь в данном процессе.

Процесс, в результате которого стволовые клетки делятся и видоизменяются для формирования нейронов, называется нейрогенез. Мозговые клетки формируются в несколько стадий. Сначала они появляются, как обычные стволовые клетки, которые могут видоизмениться в любой вид клеток в головном мозге или теле. Когда они делятся, некоторые из них становятся предшественниками особенных клеток головного мозга (включая нейроны и глиальные клетки). Эти стволовые клетки-предшественники могут снова разделиться, и потомство, которое впоследствии станет нейронами, называется нейробластами. Наконец, нейробласты передвигаются в соответствующее место, такое, как зона гиппокампа, где превращаются в нейроны с характерными для них формой и функциями.

Исследования, проведенные на различных живых существах (от канареек и крыс до людей), показали, что стволовые клетки, предшественники нейронов, можно найти в различных областях головного мозга. Большинство из этих клеток, по-видимому, не развивается, и предполагалось, что головной мозг не может восстановиться, используя эти стволовые клетки. Однако постепенно собирались доказательства того, что у многих животных были особые зоны головного мозга, в числе которых гиппокамп (важен для формирования новых воспоминаний), где стволовые клетки продолжают развиваться в функционирующие клетки головного мозга.

Решающим вопросом для человека является то, вырабатываются ли клетки головного мозга в достаточном количестве, чтобы быть полезными, и с помощью каких факторов они могут использоваться в восстановлении функций мозга, как при нормальном старении, так и при лечении заболеваний головного мозга. Нет ничего удивительного в том, что вокруг этих факторов ведутся активные исследования. Ясная картина того, как контролируется нейрогенез, еще не обрисована, но есть несколько многообещающих открытий.

Первое доказательство того, что нейрогенез возможен в человеке, было обнаружено только в конце 1990-х. Это открытие естественного и спонтанного рождения клетки случилось не без вмешательства медиков. Стало известно о таком случае при наблюдении за формированием новых клеток. Пять пациентов, одни из которых страдали от рака языка, другие - от рака гортани, принимали вещество, которое помогало проследить за делением клеток опухоли. Вещество также давало информацию о других делящихся клетках и таким образом могло показать, где формируются новые клетки. Сигнальное вещество было найдено в одной из разновидностей нейронов, называемой «лаброцит», в области гиппокампа, в так называемой зубчатой извилине. Так было обнаружено первое доказательство того, что у взрослого человека может происходить нейрогенез. Почему если у головного мозга есть способность создавать новые нейроны, он, по всей видимости, не особенно склонен их формировать? Фактически стволовые клетки есть в различных областях головного мозга, но, по-видимому, они не делятся и не образуют новые нейроны. Возможно, существуют причины, по которым головной мозг не хочет постоянно создавать новые нейроны. Головной мозг - это сложный орган, и его гладкая работа необходима для постоянного выживания. Добавление новых нейронов - это все равно что замена проводки компьютера, который контролирует Боинг-747. Любые ремонтные работы не должны производиться по середине критического маневра! И желательно, чтобы они вообще не совершались в течение полета. Постоянно проводящиеся исследования показали, что нейрогенез не происходит при определенных обстоятельствах, включая ежедневный ввод информации и выработку некоторых возбудительных нейротрансмиттеров и гормонов, которые выделяются при стрессах.

1.3 Вещества, влияющие на нейрогенез

Деление клеток-предшественников в гиппокампе подавляется глюкокортикоидами (вещества адреналиновой группы). Адреналиновая система мозга реагирует в ответ на угрозу из внешней среды, активируется при выработке реакций с отрицательным (болевым) подкреплением. Интересно, что опиаты, воздействуя на адреналиновую систему, тоже подавляют нейрогенез. Таким образом, угрожающая ситуация подавляет процесс появления новых нейронов.

Понижение уровня серотонина (один из медиаторов мозга) сопровождается снижением интенсивности нейрогенеза в гиппокампе, но никак не влияет на этот процесс в субвентрикулярной зоне. Серотонин в противоположность веществам адреналиновой группы облегчает выработку и хранение навыков, основанных на положительном (пищевом) подкреплении и отрицательно влияет на выработку оборонительных реакций. Кроме того, есть данные, что серотонин ответственен за переживание удовольствия и удовлетворения.

Аналогичным образом влияет на появление новых нейронов еще один медиатор - дофамин: снижение уровня дофамина сопровождается снижением интенсивности нейрогенеза в гиппокампе. Наиболее богата дофамином черная субстанция. Нарушения в этой зоне ведут к глубокому расстройству стереотипной двигательной активности, ее координации и инициации - болезни Паркинсона. Возможно, болезненные проявления связаны с какими-либо изменениями в генерации дофаминовых нейронов в черной субстанции и (или) нейрогенезом в гиппокампе.

Среди веществ, усиливающих нейрогенез в гиппокампе, главная роль отводится различным ростовым факторам (вещества, стимулирующие функции нейронов, поддерживающие их выживание, индуцирующие рост аксонов и дендритов в направлении клеток-мишеней). При физических упражнениях (эксперименты с "бегущими" крысами, см. выше) повышается периферийный уровень одного из таких ростовых факторов, затем возрастает уровень этого же фактора в гиппокампе, после чего клетки-предшественники начинают делиться активнее.

Глутамат - еще один медиатор (главный возбуждающий медиатор мозга); в коре больших полушарий и гиппокампе при участии именно этого медиатора идут процессы обучения и запоминания. Это вещество также увеличивает скорость нейрогенеза, инициируя деление клеток-предшественников.

Одной из физиологических и биохимических проявлений шизофрении является гиперактивность дофаминэргической системы.

Выявлен также значительно повышенный уровень дофамина в височной доле головного мозга (в этой области расположен гиппокамп).

Отмечен и ряд морфологических изменений в этой же области - увеличение объема боковых желудочков, утончение парагиппокампальной коры и др. Отмечено значительное ослабление глутаматэргической системы во фронтальной коре (в эту область приходит возбуждение из гиппокампа). Модель шизофрении, созданная на крысах, демонстрирует значительное ослабление нейрогенеза в гиппокампе.

При депрессиях объем гиппокампа также уменьшен. Антидепрессанты инициируют нейрогенез в гиппокампе, никак не влияя на деление клеток-предшественников в субвентрикулярной зоне.

Пролактин - половой гормон. На грызунах показано, что возрастание этого гормона является сигналом к лактации. Именно этот гормон инициирует нейрогенез в субвентрикулярной зоне мышей в период беременности. У людей увеличение плазменного уровня пролактина усиливает оргазм.

2. Нейрогенез у взрослых

2.1 Нейрогенез у взрослых, и его функциональное значение

нервный нейрогенез память шизофрения

Нейрогенез у взрослых -- это явление, относительно недавно признанное научным сообществом, которое опровергло существовавшую долгое время научную теорию о статичности нервной системы и её неспособности к регенерации. В течение многих лет только небольшое число нейробиологов рассматривало возможность нейрогенеза. Однако, в последние десятилетия, благодаря развитию иммуногистохимических методов и конфокальной микроскопии, сначала было признано наличие нейрогенеза у певчих птиц, а затем были получены неоспоримые доказательства нейрогенеза в субвентрикулярной зоне и субгранулярной зоне (части зубчатой извилины гиппокампа) у млекопитающих и в том числе у людей. Некоторые авторы предполагают, что образование новых нейронов у взрослых также может происходить и в других областях мозга, включая неокортекс приматов, другие ставят под вопрос научность этих исследований, а некоторые считают что новые клетки могут оказаться глиальными клетками.

Существует гипотеза, что микроокружение в субвентрикулярной зоне и в зубчатой извилине гиппокампа (так называемая нейрогенная ниша) обладает специфическими факторами, которые необходимы для деления клеток предшественников нейронов, а также дифференцировки и интеграции новообразовавшихся нейронов. Около 50 % новорождённых клеток погибает по механизмам запрограммированной клеточной гибели, но если молодые нейроны образуют синаптические контакты или получают необходимую трофическую поддержку, то они могут выживать в течение долгого времени.

Функциональное значение нейрогенеза у взрослых. C.T.Ekdahl and al. Inflammation in determinal for neurogenesis in adult brain./ PNAS, november 11, 2008, vol.100.т N23.

Нейрогенез у взрослых является одним из механизмов пластичности мозга, выражающихся в увеличении количества нейронов и структурной перестройке нейрональных сетей, образовании новых синапсов и изменении синаптической передачи. Добавление новых клеток в обонятельные луковицы и в зубчатую извилину гиппокампа заканчивается функциональной интеграцией клеток с уникальными характеристиками. Например, молодые гранулярные клетки в зубчатой извилине имеют более низкий порог долговременной потенциации, чем более старые клетки. Предполагается, что эта пластичность важна для процессов обучения и памяти.

2.2 Нейрогенез во взрослом мозге: влияние стресса и депрессии

Головной мозг - основной орган, реагирующий на стресс. Эта реакция является комплексным, очень сложным процессом, в котором происходит как активация, так и подавление различных мозговых структур, связанных с формированием памяти, осуществлением двигательных, эмоциональных и когнитивных функций. Мозг определяет, какие ситуации и события могут оказаться для человека стрессорными, и его ответ на стресс может быть как адаптивным, так и маладаптивным (адекватным либо неадекватным). Хронический стресс приводит к депрессии, которая в свою очередь вызывает повреждения нейронных сетей. Стресс, производимый окружающей средой (стресс на работе, в семье) и в особенности стрессирующие события в жизни, такие как психологические травмы - наиболее распространенные факторы, вызывающие депрессию. Поскольку разработка новых подходов к созданию антидепрессантов и их применению базируется на более глубоком понимании нейробиологических основ этого процесса, необходимо изучение влияния стресса и депрессии на клеточном уровне. J.B.Lennigton, Z.Yang, J.C.Conover. Neural stem cells and the regulation of adult neurogenesis./ Reproductiv Biology and Endocrinology, 2010. Депрессия является хроническим, рецидивирующим, имеющим множественную этиологию и опасным для здоровья и жизни состоянием, которая представляет из себя набор психологических, нейроэндокринных, физиологических и поведенческих симптомов. Выраженность этих симптомов определяет степень депрессии, которой в те или иные моменты жизни подвергаются до 20% людей во всем мире. Около 20-50% населения земного шара страдают от депрессии, но часто это состояние неверно диагностируют.

Депрессивные психические расстройства - наиболее распространенное заболевание в мире, провоцирующее серьезные социоэкономические проблемы. По прогнозам, к 2015 году депрессия окажется второй после сердечнососудистых заболеваний причиной недееспособности среди европейцев.

Зоны мозга, наиболее сильно страдающие от депрессии - это зоны, отвечающие за формирование эмоций, за процессы обучения и памяти, а именно префронтальная кора, базальные ядра и гиппокамп. Изменения, происходящие в них, включают уменьшение объема структур, размеров нейронов и их плотности, что связано с нарушениями гемодинамики и метаболизма глюкозы. Также снижается количество клеток глии, которые играют ключевую роль в передаче нервного импульса.

Так называемая «стресс-гипотеза» аффективных психических расстройств подтолкнула разработку моделей депрессии на животных. Эти модели стали незаменимы в доклинических исследованиях по психопатологии, патофизиологии депрессии и специфических реакций на антидепрессанты. Открытие того, что в дефинитивной нервной системе продолжаются процессы нейрогенеза, привлекло в свое время большой интерес научного сообщества, так как до этого нейрональные сети взрослого мозга считались неизменными и неспособными к регенерации. Эта аксиома была в 1928 году высказана известным испанским нейрофизиологом Сантъяго Рамоном и Кайялом (Santiago Ramon y Cajal), который в одной из работ написал про нервную ткань: «здесь все может погибнуть, но ничто не способно восстанавливаться». Современные исследования опровергли этот взгляд, продемонстрировав формирование новых нейронов (нейрогенез) во взрослом мозге. При этом процессы нейрогенеза могут усиливаться позитивными регуляторами и подавляться негативными, такими как острый и хронический стресс.

В то время как стресс ингибирует нейрогенез в гиппокампе, антидепрессанты имеют противоположный эффект. Более того, пациенты с расстройствами эмоциональной сферы в среднем имеют гиппокамп с меньшими средними размерами, чем у здоровых людей. Когда об этом стало известно, это привело к возникновению «нейрогенной гипотезы» депрессии, которая гласит, что нейрогенез в гиппокампе, а точнее его нарушения, могут оказаться первопричиной развития депрессивных расстройств. Однако, согласно сегодняшнему взгляду на эту проблему, нейрогенез в гиппокампе не играет ключевой роли в патогенезе депрессии, хотя и может быть ответственен за некоторые поведенческие эффекты антидепрессантов.

Также растет количество данных о том, что, помимо воздействия на нейрогенез, стресс и антидепрессанты оказывают влияние на формирование специфических клеток нервной ткани - глии (глиогенез), необходимых для выживания нейронов. Нервная ткань содержит примерно в 100 раз больше глиальных клеток, чем нейронов. Глия выполняет трофическую функцию и принимает участие в регуляции передачи нервных импульсов через синапсы (контакты между отростками нервных клеток). Глиальные клетки также обладают рецепторами к нейротрансмиттерами и стероидным гормонам и способны к генерации электрических импульсов. По этой причине структурные изменения в глиальных клетках могут быть существенны для обмена информацией между нейронами, а также между нейронами и глией.

Во взрослом мозге терапия различными антидепрессантами может стимулировать не только нейрогенез, но и глиогенез. Более того, исследования на животных показали, что хронический стресс подавляет деление клеток не только в гиппокампе, но также и в префронтальной коре, и что этот эффект может быть отменен антидепрессантами. Результаты эти были подтверждены исследованиями пациентов с расстройствами эмоций. С помощью компьютерной томографии было показано, что префронтальная кора, несомненно, вовлечена в патофизиологические процессы. В дальнейшем была проведена оценка состояния тканей умерших пациентов, показавшая, что число глиальных клеток в образцах мозга от пациентов, в анамнезе которых была указана тяжелая депрессия, существенно снижено.

В последние два десятилетия представления о мозге сильно изменились. Теперь ясно, что нейрональные и глиальные сети не неизменны, и находятся под контролем множества факторов, таких как факторы внешней среды (например, обучение), и внутренние факторы: нейротрофины, глюкокортикоиды, половые гормоны, и проч. Антидепрессанты стимулируют нейро - и глиогенез, поэтому структурные повреждения, вызванные стрессом и депрессией, не являются необратимыми.

Сегодня считается, что нейрогенез во взрослом мозге ограничен несколькими зонами: гиппокампом и областями, прилегающими к латеральным мозговым желудочкам. Однако появляется все больше данных о том, что образование новых нейронов происходит также в неокортексе. Несмотря на небольшое число этих клеток, они имеют важное значение для функционирования неокортекса. Взаимосвязь психических заболеваний и цитогенеза в дефинитивном неокортексе пока не ясна, но уже ведутся ее доклинические исследования. Возможно, на основе этих работ будут созданы более эффективные подходы к лечению депрессии. L.Lu and al. Modification of hippocampal neurogenesis and neuroplastisity by social enviroments./ Experimental Neurology, 183, 2010, p.600-609.

2.3 Зоны взрослого мозга, где обнаружен нейрогенез

Нейрогенез во взрослом мозге обнаружен лишь в нескольких строго определенных зонах. Одна из них - субвентрикулярная зона - область, выстилающая изнутри боковые стенки боковых желудочков мозга (данные получены на крысах). В процессе развития млекопитающих (эмбриональная стадия) нейроны формируются из слоя клеток, выстилающих желудочки (вентрикулярные зоны), затем поделившиеся клетки мигрируют в различные области, формируя все структуры мозга. Субвентрикулярная зона находится ниже вентрикулярной и содержит клетки, способные делиться во взрослом мозге. Нейрогенез в этой зоне инициируется беременностью (мыши и крысы). У грызунов обоняние критично для узнавания и воспитания детенышей. К моменту родов в обонятельной луковице самки (область мозга, принимающая информацию с рецепторов носа; активируется в ответ на запахи) появляются новые клетки, мигрировавшие из субвентрикулярной зоны. Эти клетки встраиваются в уже существующие сети и развиваются в зрелые нейроны.

Другая область взрослого мозга, где присутствуют скопления "вечно юных", способных к делению клеток, - гиппокамп (парное подкорковое образование, расположенное в глубине височных долей; граничит с нижней частью боковых желудочков). Функции гиппокампа сложны и крайне любопытны. Эта область получает информацию из коры больших полушарий, пришедшую из внешнего мира. К примеру: ощущение ветра на коже (осязательная зона коры больших полушарий), шелест листьев (слуховая зона), игра света и тени (зрительная), запах (обонятельная луковица)... - такая информация в интегрированном виде приходит в гиппокамп. Впрочем, он вряд ли сильно возбудится в ответ на описанную ситуацию. Считается, что гиппокамп реагирует на новизну: чем необычнее информация, тем выше его активность.

Далее гиппокамп отсылает свое возбуждение по всему мозгу, создавая локальные очаги активации, тем самым облегчая переработку информации. В экспериментах на крысах обнаружено, что у животных, постоянно получающих новые игрушки, выживание вновь рожденных клеток выше, чем в контроле (крысы безо всяких игрушек). В то время как у крыс, живущих в изоляции, нейрогенез гиппокампа снижен. Кроме того, считается, что в гиппокампе находятся нейронные системы, регулирующие запоминание и обучение. Известно, что память организована в мозге следующим образом: за каждый "кусочек" информации (например, вкус лимона) отвечает вполне определенный участок мозга, а целостная реакция (на буквы "в-к-у-с л-и-м-о-н-а") осуществляется при взаимодействии многих участков, расположенных в различных областях. Предполагается, что регулятором такого взаимодействия выступает гиппокамп. По-видимому, эта регуляция осуществляется за счет нейрогенеза. В обучающих экспериментах на крысах было обнаружено, что обучение сопровождается появлением новых нейронов в гиппокампе.

И, наконец, гиппокамп принимает участие в процессе мотивации и регуляции уровня активности организма. Клетки гиппокампа способны продуцировать правильный регулярный тета-ритм. У младенцев с 3-4-месячного возраста предъявление нового стимула приводит к увеличению выраженности и амплитуды волн тета-диапазона, у взрослых тета-ритм возникает в ситуациях, требующих мобилизации. Интенсивность тета-ритма хорошо коррелирует с такими проявлениями личности как агрессивность, невыдержанность, нетерпимость, подозрительность. Усиление тета-ритма гиппокампа у животных коррелирует с высоким эмоциональным напряжения типа страха, агрессии, выраженной пищевой, питьевой и сексуальной потребностей. К.т., и у животных, и у человека возрастание частоты тета-ритма связано с мобилизацией перед действием, со спонтанным поведением, с интенсивностью действий.

Таким образом, тета-ритм, генерируемый гиппокампом, ответственнен за уровень активности организма. Если мозг оценивает внешнюю среду как угрожающую, активность может быть разрушительной (сопровождается гневом, ненавистью, стремлением разрушить или уничтожить) либо может быть направлена на избегание опасности. Активность может быть исследовательской (реакция на безопасную новизну). Активность может быть направлена на удовлетворение любой другой актуальной потребности. Видимо, эта активность, регулируемая тета-ритмом гиппокампа, является агрессией в понимании гештальт-терапевтов. Тогда работа по восстановлению (в случае постсинаптического синдрома и депрессии) и поддержанию агрессии клиента наполняется новым смыслом: в результате восстанавливается способность мозга к нейрогенезу гиппокампа. Процесс формирования новых нейронов в гиппокампе подавляется, если животное оказывается беспомощным перед неизбежной угрозой или находится в состоянии хронического стресса. По-видимому, подавление активности выражается на уровне мозга в ослаблении нейрогенеза гиппокампа. Процесс восстанавливается спонтанной физической активностью (у крыс это был бег в "беличьем" колесе). Более того, "бегущие" крысы лучше обучаются.

Должна заметить, что крыс в вивариях содержат в клетках, где двигаться им особенно негде. "Беличье" колесо дает им возможность приблизиться к естественному образу жизни. Возможно, для людей собственно движение и не так важно, как естественная для нас жизнь - следование собственным потребностям наряду с покорностью правилам и долгу. Впрочем, это не более чем фантазия, подтвердить ее экспериментально, подсчитав количество вновь генерированных нейронов у человека, живущего в соответствии со своим естеством, крайне затруднительно. А факт, что движение - это жизнь, жизнь новых нейронов, подтвержден.

Итак, гиппокамп - зона в височной области мозга; в гиппокампе взрослого мозга идет нейрогенез; клетки гиппокампа генерируют тета-ритм, ответственный за уровень активности организма; гиппокамп задействован в следующих функциях мозга:

- интеграции сенсорной информации и распределении ее по всему мозгу; ответе на новизну;

- обучении и запоминании;

- мотивации и регуляции активности всего организма;

- регуляции настроения.

Если рассматривать мозг как систему, состоящую из взаимодействующих элементов, то гиппокамп, возможно, является организатором взаимодействия различных элементов мозга (например, организует связь между восприятием событий внешнего мира и эмоциональной оценкой этих событий). Тогда в случае недостатка существующих связей (при столкновении с чем-то новым или при обучении чему-то новому) гиппокамп организует новые связи между элементами мозга, генерируя новые клетки. Вероятно, ту же функцию организации новых взаимодействий между уже существующими элементами выполняют и новые нейроны в обонятельной луковице беременных мышей.

У человека, хочется предположить, субъективное переживание озарения на уровне мозга соответствует встраиванию новых нервных клеток в существующие сети гиппокампа - образованию до сих пор не существующей связи между давно существующими элементами. Гештальт-психологи назвывают этот феномен "ага-эффектом", возникающим в момент контактинга в цикле контакта. И тогда весь цикл контакта - это инициирование или поддержание нейрогенеза в мозге.

Еще одна область мозга, где идет генерация новых нейронов - черная субстанция, расположенная в среднем мозге. Эта область активирует кору больших полушарий, придавая эмоциональную окраску некоторым поведенческим реакциям. Кроме того, черная субстанция ответственна за координацию и инициацию сложных движений. H.van Praag and al. Functional neurogenesis in the adult hippocampus./ Nature, vol.415, 2008.

И, наконец, высший вокальный центр певчих птиц, где впервые были обнаружены делящиеся клетки во взрослом мозге.

Самец-канарейка поет сложные песни в период размножения и обучается новым элементам песни каждый год. В течение периода без размножения они поют меньше, в их песнях меньше совершенства, и их вокальный центр уменьшается в объеме. Но когда приходит время украсить их песню снова, вокальный центр увеличивается за счет прибавления новых нейронов.

Полосатые зяблики, с другой стороны, выучивают одну песню в подростковом возрасте и никогда не меняют ее. Их мозг отражает это различие: зяблики добавляют большое количество нейронов в вокальный центр только в подростковом возрасте. В одном из экспериментов избирательно уничтожили нейроны в вокальном центре зябликов и обнаружили, что туда мигрировали новые нейроны, очевидно, заменяя погибшие. Песня заметно "деградировала" с уменьшением нейронов, но некоторые элементы песни восстановились с прибавлением нейронов.

Травмы головного мозга (ушибы, раны) инициируют нейрогенез в гиппокампе у животных. Можно предположить, что разрушенная в результате травмы область восстанавливается за счет мигрирующих нейронов, как это описано в эксперименте с вокальным центром зяблика. Но я не встречала данных, подтверждающих это предположение. Однако, воспалительные процессы в тканях мозга сопровождаются подавлением нейрогенеза. Воспаление - это ответ иммунной системы на чужеродные частицы или микроорганизмы, сопровождающийся уничтожением всего чужеродного. Мозг изолирован от иммунной системы специальным барьером. Однако есть клетки, играющие роль "уничтожителей" - микроглиальные клетки. Они выделяют N2O ("веселящий" газ), который является нейротоксичным. Таким образом, травмы инициируют нейрогенез, а воспаление подавляет его. Очевидно, что интенсивность восстановления будет определяться сочетанием этих двух факторов.

Заключение

Знания различного уровня позволяют нам понять, как работает память в головном мозге:

* Наша память - это уникальная комбинация биологического наследия и индивидуального жизненного опыта человека. Наши гены приводят к тому, что у нас «мозги человека», но синапсы у каждого свои.

* Гены определяют, какой будет выработан белок, но будет ли он сформирован или нет, зависит от окружающей среды.

* Синапсы - это места, в которых хранятся воспоминания, где создаются новые белки для формирования долговременных воспоминаний.

* Нейротрансмиттеры - это химические посредники между клетками головного мозга. Они важны в формировании памяти, так же как и в других аспектах, например, в настроении, бдении и состоянии сна.

* Нейроны - это высокотехнологичные процессоры головного мозга, и их электрические и химические сигналы - это основа всех мыслей. Они продолжают развивать ответвления и образовывать системы на протяжении всей жизни.

* Многие области головного мозга делают свой вклад в память о событии и содержат воспоминания, полученные от различных органов чувств (зрения, слуха и осязания), обработанные в разных областях головного мозга и собранные вместе в гиппокампе.

* Последние исследования показали, что нейрогенез возможен и может быть нормой в некоторых отделах головного мозга, однако многое еще нужно изучить, прежде чем это открытие будет применяться в терапии.

Итак, во взрослом мозге идет процесс появления новых нейронов. Нейрогенез обнаружен в субвентрикулярной зоне (оттуда клетки мигрируют в обонятельную луковицу), в гиппокампе, в черной субстанции, в высшем вокальном центре птиц. Этот процесс усиливается при обучении; в условиях, где животное помещено в обогащенную внешнюю среду; в условиях, где животное имеет возможность для добровольного физического движения; при беременности; при травмах мозга. Процесс ослабляется при экспозиции угрозы, в условиях изоляции, под воздействием опиатов, при воспалении в тканях мозга.

Все приведенные данные имеют приблизительно 5-летнюю давность. Для желающих более свежей информации предлагаю ключевые слова: adult brain, neurogenesis.

Список использованной литературы

1. M. Barinaga. Newborn Neurons Search for Meaning./ Science, 2009, vol.299.

2. R.S. Duman, J. Malberg and S. Nakagawa. Regulation of Adult Neurogenesis by Psychotropic Drugs and stress./ The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeuties, 2010, vol.299, N2,p.401-407.

3. C.T. Ekdahl and al. Inflammation in determinal for neurogenesis in adult brain./ PNAS, november 11, 2008, vol.100.т N23.

4. K. Fabel and al. VEGF is nesessary for exercise-induced adult hippocampal neurogenesis./ Europen Journal of Neurosience, vol.18, p.2803-2812, 2009.

5. G. Kronenberd and al. Subpopulation of Proliferation Cells of Adult Hippocampus Respoud Differently to Physiologic Neurogenic Stimyli./ The Journal of Comparative Neurology, vol.467, p.455-463, 2008.

6. J.B. Lennigton, Z. Yang, J.C. Conover. Neural stem cells and the regulation of adult neurogenesis./ Reproductiv Biology and Endocrinology, 2010.

7. L. Lu and al. Modification of hippocampal neurogenesis and neuroplastisity by social enviroments./ Experimental Neurology, 183, 2010, p.600-609.

8. J.E. Malberg. Implication of adult hippocamal neurogenesis in antydepressant action./ Journal Phsychiatry Neuroscience, 2008, 29(3), p.196-205.

9. H.van Praag and al. Functional neurogenesis in the adult hippocampus./ Nature, vol.415, 2008.

10. J.S. Rhodes and al. Exercise Increases Hippocample Neurogenesis to High Levels but Does Not Improve Spatial Leaning in Mice Bred for Increased Voluntary Wheel Running./ Behavioral Neurosciense, 2009, vol.117, N5, p.1006-1016.

11. T. Shingo and al. Pregnancy-Stimulated Neurogenesis in Adult Famale Forebrain Mediated by Prolactin./ Science, vol.299, 2009.

12. Механизмы деятельности мозга человека. Часть 1. Нейрофизиология человека./ Ред. М.П. Бехтерева. - Л.: Наука, 2008.

13. Нейрохимия./ Под ред. И.П. Ашмарина и П.В. Стукалова. - М.: Изд-во Института Биомедицинской Химии РАМН, 2011. - 469 с.

14. World Health Organisation (WHO). The World Health Report 2010. Mental Health: New Understanding, New Hope. Download http://www.who.int/whr/2001/en/whr01_en.pdf