Již několik desetiletí je jednou z nejaktivnějších debat ve vědě otázka, jak dlouho mozek pokračuje v tvorbě nových neuronů. Nedávná studie nyní předkládá nové důkazy o tom, že neurony v paměťovém centru, hipokampu, se tvoří i v dospělosti.
Výzkum vedený Karolinským institutem ve Švédsku a publikovaný letos v létě v časopise Science odpovídá na zásadní a dlouho diskutovanou otázku o přizpůsobivosti mozku. Vedoucí studie Jonas Frisén, profesor výzkumu kmenových buněk na Karolinska Institute, se domnívá, že toto zjištění poskytuje důležitý kousek skládačky pro pochopení toho, jak lidský mozek funguje a mění se v průběhu života.
Hipokampus je oblast mozku nezbytná pro učení a paměť a podílí se na regulaci emocí. V roce 2013 Frisénova výzkumná skupina ve významné studii prokázala, že v hipokampu dospělých lidí se mohou tvořit nové neurony.
Rozsah a význam této tvorby nových neuronů (neurogeneze) však zůstává předmětem diskuse, protože neexistuje jasný důkaz, že buňky, které novým neuronům předcházejí – nervové progenitorové buňky – u dospělých lidí skutečně existují a dělí se. V této nové studii „se nám podařilo tyto buňky původu identifikovat, což potvrzuje, že v hipokampu dospělého mozku dochází k průběžné tvorbě neuronů,“ zdůraznil Frisén.
Dvě nové metody
K provedení studie vědci zkombinovali několik pokročilých metod, aby prozkoumali mozkovou tkáň lidí ve věku 0-78 let z několika mezinárodních biobank. Použili metodu zvanou sekvenování jednonukleotidové RNA, která analyzuje aktivitu genů v jádrech jednotlivých buněk, a průtokovou cytometrii ke studiu vlastností buněk. Kombinací těchto metod se strojovým učením se jim podařilo identifikovat různá stádia vývoje neuronů, od kmenových buněk až po nezralé neurony, z nichž mnohé byly ve fázi dělení.
K lokalizaci těchto buněk použili dvě techniky, které ukazují, kde v tkáni jsou aktivní různé geny: RNAscope a Xenium. Tyto metody potvrdily, že nově vzniklé buňky se nacházejí ve specifické oblasti hipokampu zvané dentate gyrus, což je oblast, která je velmi důležitá pro tvorbu paměti, učení a kognitivní flexibilitu.
Výsledky ukázaly, že progenitoři dospělých neuronů jsou podobní těm myším, prasečím a opičím, ale že existují určité rozdíly v tom, které geny jsou aktivní. Velké rozdíly byly pozorovány i mezi jednotlivci: někteří dospělí lidé měli mnoho neuronálních progenitorových buněk, zatímco jiní téměř žádné.
„To nám dává důležitý kousek skládačky v pochopení toho, jak lidský mozek funguje a mění se v průběhu života,“ řekl Frisén.
Kromě toho může mít výzkum také význam pro vývoj regeneračních léčebných postupů, které stimulují neurogenezi u neurodegenerativních a psychiatrických poruch.
Důsledky pro duševní zdraví a stárnutí
Objev má důležité důsledky pro duševní zdraví a léčbu neurodegenerativních onemocnění. Neurogeneze v hipokampu souvisí se schopností mozku přizpůsobovat se novým zkušenostem a učit se z nich. Schopnost vytvářet nové neurony by proto mohla být klíčová pro léčbu onemocnění, jako jsou deprese, Alzheimerova choroba a další formy demence, u nichž je neurogeneze narušena.
Toto zjištění také otevírá prostor pro další výzkum toho, jak mohou neurogenezi ovlivňovat vnější faktory, jako je cvičení, strava a stres. Předchozí studie naznačily, že pravidelné cvičení a strava bohatá na antioxidanty mohou podporovat tvorbu nových neuronů, zatímco chronický stres může mít opačný účinek.
Vzhledem k tomu, že světová populace stárne, může být pochopení toho, jak udržet neurogenezi aktivní, klíčové pro zlepšení kvality života starších lidí. Budoucí výzkum by se mohl zaměřit na vývoj terapií, které by u starších lidí bezpečně a účinně stimulovaly neurogenezi.
Tato studie je významným krokem k pochopení plasticity lidského mozku a jeho schopnosti přizpůsobovat se a regenerovat v průběhu života. Jak však odborníci zdůrazňují, zbývá ještě mnoho zjistit o přesných mechanismech, které neurogenezi regulují, a o tom, jak je můžeme ovlivnit, abychom zlepšili zdraví mozku.