Creierul uman adult este capabil să producă noi neuroni? Un noua studiu ar putea pune capăt unei controverse în domeniul neuroștiințelor

Această creștere a neuronilor, sau „neurogeneza”, are loc în hipocampus, o parte critică a creierului implicată în învățare, memorie și emoții.

„Pe scurt, munca noastră pune capăt dezbaterii de lungă durată cu privire la capacitatea creierului uman adult de a produce noi neuroni”, a declarat Marta Paterlini, coautoare a studiului și cercetătoare la Institutul Karolinska din Stockholm, pentru Live Science.

Alți experți sunt de acord că această lucrare reprezintă un argument puternic în favoarea neurogenezei adulte.

Deși un singur studiu nu constituie o dovadă absolută, „aceasta este o dovadă puternică în sprijinul ideii” că celulele stem și precursorii neuronilor noi există și se multiplică în creierul uman adult, a declarat dr. Rajiv Ratan, directorul executiv al Institutului Neurologic Burke de la Weill Cornell Medicine, care nu a participat la studiu.

Valorificarea noilor tehnologii

Cercetătorii au combinat tehnici avansate, inclusiv secvențierea ARN cu un singur nucleu și învățarea automată, pentru a sorta și examina probe de țesut cerebral provenite din bănci biologice internaționale, au menționat ei într-un articol publicat pe 3 iulie în revista Science.

ARN-ul, un „văr” al ADN-ului, reflectă genele care sunt „activate” în interiorul celulelor, în timp ce învățarea automată este un tip de inteligență artificială utilizată adesea pentru a prelucra seturi de date uriașe.

Încă din anii 1960, cercetătorii știu că șoarecii, șobolanii și unele primate neumane produc noi celule cerebrale în girusul dentat, o parte a hipocampului, pe tot parcursul vieții. Dar obținerea de probe de țesut cerebral de calitate de la oameni adulți este extrem de dificilă.

„Țesutul uman provine din autopsii sau intervenții chirurgicale, astfel încât modul în care este manipulat, cât timp înainte de a fi fixat în conservant, ce substanțe chimice sunt utilizate, cât de subțiri sunt secțiunile, poate ascunde acele celule nou-născute”, a spus Paterlini.

Utilizarea noilor tehnologii a permis echipei să depășească această provocare.

Desfășurarea studiului

Cercetătorii au analizat peste 400.000 de nuclee individuale ale celulelor hipocampului de la 24 de persoane și, în plus, au examinat alte 10 creiere folosind alte tehnici.

Creierele proveneau de la persoane cu vârste cuprinse între 0 și 78 de ani, inclusiv șase copii și patru adolescenți.

Folosind două metode de imagistică de ultimă generație, echipa a cartografiat locul în care se aflau celulele noi în țesut.

Au observat grupuri de celule precursoare în diviziune situate chiar lângă neuronii complet formați, în aceleași locuri în care studiile pe animale au arătat că se află celulele stem adulte.

„Nu am observat aceste celule precursoare în diviziune doar la bebeluși și copii mici, ci și la adolescenți și adulți”, a spus Paterlini. „Acestea includ celule stem care se pot reînnoi și da naștere la alte celule cerebrale”.

Tehnologia le-a ușurat munca

Noile tehnologii le-au permis cercetătorilor să detecteze noile celule cerebrale în diferite stadii de dezvoltare și să efectueze cercetări care nu ar fi fost posibile acum câțiva ani, a adăugat Ratan.

Echipa a utilizat, de asemenea, secțiuni fluorescente pentru a marca celulele în proliferare. Acest lucru le-a permis să construiască un algoritm de învățare automată care a identificat celulele despre care știau că se vor transforma în celule stem neurogenice, pe baza studiilor anterioare efectuate pe rozătoare.

Aceasta a fost o „abordare inteligentă” pentru a face față provocărilor studiului formării celulelor cerebrale la adolescenți și adulți, a spus Ratan.

Așa cum era de așteptat, creierul copiilor a produs mai multe celule cerebrale noi decât creierul adolescenților sau al adulților.

În același timp, nouă din cele 14 creiere adulte analizate cu o tehnică au prezentat semne de neurogeneză, în timp ce 10 din cele 10 creiere adulte analizate cu o a doua tehnică aveau celule noi.

În ceea ce privește cele câteva creiere fără celule noi, Paterlini a spus că este prea devreme pentru a trage concluzii despre disparitatea dintre creierele adulte cu dovezi de celule noi și cele fără.

„Au reușit să găsească aceste ace în carul cu fân”

În continuare, cercetătorii ar putea explora dacă adulții care au produs celule cerebrale noi au făcut acest lucru ca răspuns la o boală neurologică, cum ar fi Alzheimer, sau dacă neurogeneza adultă este un semn al unei sănătăți bune a creierului, a spus dr. W. Taylor Kimberly, șeful secției de terapie neurocritică la Massachusetts General Brigham, care nu a fost implicat în studiu.

„Au reușit să găsească aceste ace în carul cu fân”, a declarat Kimberly pentru Live Science. „Odată ce le detectezi, afli despre ele și înțelegi modul în care sunt reglate”, oamenii de știință pot cerceta cum să urmărească celulele precursoare în timp și să vadă cum prezența lor se raportează la boală, a spus el.

El și-a imaginat compararea pacienților cu demență cu „super-bătrânii” care sunt rezistenți din punct de vedere cognitiv la bătrânețe. Dacă se poate descoperi legătura dintre neurogeneză și boală, poate că acest lucru ar putea deschide calea către tratamente.

„Deși strategiile terapeutice precise la om sunt încă în curs de cercetare activă”, a spus Paterlini, „faptul că creierul nostru adult poate genera noi neuroni transformă modul în care gândim despre învățarea pe tot parcursul vieții, recuperarea după leziuni și potențialul neexploatat al plasticității neuronale”.