Ученые нашли способ запустить самовосстановление мозга

В отличие от большинства млекопитающих, птицы, рыбы и рептилии сохраняют высокую скорость нейрогенеза на протяжении всей жизни. Используя электронно-микроскопическую коннектомику (направление исследований, которое использует электронную микроскопию для создания детальных карт нейронных связей) высокого разрешения, ученые зафиксировали необычное поведение молодых нейронов: вместо того чтобы аккуратно огибать существующие структуры, они буквально пробивают себе путь через зрелую ткань. Этот процесс, названный клеточным туннелированием, сопровождается деформацией и смещением уже существующих нейронов и их соединений.

Агрессивное поведение мигрирующих нейронов может объяснить, почему у людей нейрогенез практически прекращается после рождения. Исследователи выдвинули гипотезу, согласно которой ограничение регенерации мозга у млекопитающих стало формой защиты долговременной памяти. Если бы новые клетки постоянно прокладывали туннели через сформированные нейронные цепи, это могло бы привести к разрушению накопленных знаний и опыта. Таким образом, стабильность человеческого мозга обеспечивается за счет отказа от способности к самовосстановлению, что делает нас более уязвимыми к болезням Альцгеймера и Паркинсона.

Ранее считалось, что нейроны могут мигрировать только вдоль специальных направляющих — глиальных каркасов, которые у людей исчезают вскоре после рождения. Однако пример зебровых амадин доказал, что нервные клетки способны перемещаться самостоятельно, без участия глии. Это открытие меняет представление о потенциале стволовой терапии: если нейроны могут мигрировать в мозге взрослого человека без «карты», это упрощает задачу по разработке методов восстановления поврежденных участков мозга после травм или инсультов.

В данный момент команда исследователей использует метод секвенирования РНК одиночных клеток, чтобы определить гены, отвечающие за движение нейронов. Ученые пытаются понять, как именно клетки взаимодействуют друг с другом в процессе миграции и какими сигналами они обмениваются, чтобы встроиться в существующую нейронную сеть в нужной точке. Идентификация этих молекулярных сигналов необходима для того, чтобы в будущем научиться активировать аналогичные процессы в человеческом мозге.

Изучение мозга певчих птиц позволяет по-новому взглянуть на биологию человека и механизмы нейродегенерации. Понимание того, как птицам удается балансировать между добавлением новых навыков и сохранением старых связей, может стать ключом к управлению пластичностью мозга. Исследователи надеются, что инструменты, заимствованные у  птиц, помогут создать технологии, способные запускать регенерацию нервной ткани у людей, восстанавливая утраченные когнитивные функции.