211service.com
Implantuoti neuronai leidžia smegenims vėl susitvarkyti
Vaisiaus neuronų persodinimas į jaunų pelių smegenis atveria naują langą nervų plastiškumui arba smegenų nervų grandinių lankstumui. Tyrimas, paskelbtas šiandien žurnale Mokslas , rodo, kad smegenų gebėjimas radikaliai prisitaikyti prie naujų situacijų gali būti visam laikui neprarastas jaunystėje, ir padeda tiksliai nustatyti veiksnius, reikalingus šiam plastiškumui atkurti.
Vėl lankstus: Čia rodomi neuronai, persodinti iš embriono į jaunos pelės smegenis. Šie neuronai sukelia naują nervų plastiškumo laikotarpį gyvūnų smegenyse.
Geresnis smegenų plastiškumo supratimas vieną dieną galėtų parodyti naujus smegenų pažeidimo ir kitų neurologinių problemų gydymo būdus, grąžinant smegenis į jaunesnę, lankstesnę būseną. [Išvados] atskleidžia, kad turi būti veiksnys, galintis sukelti smegenų plastiškumą, sako Michaelas Strykeris , Kalifornijos universiteto San Franciske neurologas, dalyvavęs tyrime. Tikimės, kad būsimi tyrimai atskleis, kas leidžia ląstelėms sukelti šį naują plastiškumo laikotarpį.
Tyrimo metu mokslininkai ištyrė gerai žinomą reiškinį, matomą tiek pelių, tiek žmonių regėjimo sistemoje, vadinamuoju kritiniu vystymosi laikotarpiu. Jei jauniems gyvūnams per šį laikotarpį (maždaug nuo 25 iki 30 dienų pelių amžiaus) netenkama regėjimo viena akimi, jų regos sistemos bus perjungtos, kad maksimaliai padidintų veikiančios akies regėjimą. Dėl to kitos akies regėjimas visam laikui pablogėja. Žievė sako: „Aš negaunu informacijos iš šios pusės, todėl tiesiog atkreipkite dėmesį į kitą akį“, - sako Arturo Alvarez-Buylla , taip pat priklauso UCSF komandai. Pasibaigus kritiniam laikotarpiui, vienos akies atėmimas turi mažai ilgalaikės įtakos regėjimui.
Norėdami išsiaiškinti, kas sukelia per šį laikotarpį pastebėtą nervų plastiškumą, mokslininkai paėmė tam tikro tipo neuroną iš pelių vaisiaus smegenų ir įskiepijo juos į ką tik gimusias arba maždaug 10 dienų amžiaus peles. Šios ląstelės, žinomos kaip slopinantys interneuronai, išskiria cheminį signalą, kuris nuramina kaimynines ląsteles, todėl joms sunkiau užsidegti. Persodinti neuronai, pažymėti fluorescenciniu žymekliu, pradėjo migruoti į savo įprastą vietą smegenyse ir užmegzti ryšius su nuolatiniais neuronais.
Pelės išgyveno tipinį kritinį laikotarpį, maždaug 28 dienų amžiaus. Tačiau atrodė, kad persodinti neuronai sukėlė antrą kritinį laikotarpį, kuris buvo nustatytas pagal persodintų ląstelių amžių, o ne pagal gyvūnų amžių. Vėlesnis kritinis laikotarpis įvyko, kai persodinti neuronai buvo maždaug 33–35 dienų amžiaus, tokio pat amžiaus kaip ir nuolatiniai slopinantys interneuronai įprastu kritiniu laikotarpiu. (Neuronai atsiranda smegenyse prieš gimimą.)
Mokslininkai dar nėra tikri, kaip ląstelės sukelia šį antrąjį plastiškumo periodą. Strykerio komanda ir kiti anksčiau įrodė, kad ląstelių slopinimo signalizacija atlieka pagrindinį vaidmenį – kritinis laikotarpis gali būti atidėtas arba sukeltas anksčiau, imituojant slopinamąjį ląstelių poveikį vaistais, tokiais kaip valiumas. Tačiau šiuose ankstesniuose eksperimentuose nebuvo įmanoma sukelti antrojo kritinio laikotarpio po įprasto. Vieną kartą jį patyrę, niekada negalėsite gauti kito, bent jau iki šių transplantacijos eksperimentų, sako Strykeris. Tai rodo, kad šiame procese turi dalyvauti kažkas kita, nei tik jų išskiriamos slopinančios [cheminės medžiagos]. Tyrėjai planuoja persodinti įvairių tipų slopinančius neuronus, bandydami rasti atsakingą ląstelių tipą.
Norėčiau pamatyti, ar tokia pati transplantacija būtų veiksminga vyresniems gyvūnams, sako Jianhua Cangas , neurologas Šiaurės vakarų universitete Čikagoje. Šis darbas yra didelis pažanga, bet jei tai būtų galima atlikti su suaugusiais gyvūnais, tai būtų dar įspūdingiau. Ir tai atveria terapinio potencialo galimybę. Cangas nedalyvavo dabartiniame tyrime, manė, kad anksčiau dirbo su autoriais.
Išvados gali turėti plataus masto pasekmių mūsų mąstymui apie smegenų plastiškumo prigimtį. Žmonėms būdingas panašus kritinis laikotarpis, nors žmonėms šis laikotarpis yra ilgesnis nei pelių. Kūdikiai ir vaikai su tingia akimi ar katarakta patirs nuolatinį regėjimo praradimą, jei problema nebus ištaisyta iki maždaug aštuonerių metų, sako Takao Henšas , Bostono vaikų ligoninės neurologas, kuris nedalyvavo šiame tyrime. (Manoma, kad normalaus vystymosi metu šis plastiškumo laikotarpis yra svarbus norint sukurti subalansuotą abiejų akių įvestį, o tai labai svarbu žiūroniniam regėjimui.)
Šis reiškinys neapsiriboja regos sistema – mokslininkai mano, kad dauguma žievės dalių patiria panašų padidėjusį plastiškumą. Pavyzdžiui, vaikai po tam tikro amžiaus negirdi tam tikrų garsų. Klasikinis pavyzdys yra vaikai, augantys Japonijoje, sako Henschas. Galiausiai jie praranda gebėjimą atskirti „R“ ir „L“ garsus.
Jei mokslininkai galėtų rasti kontroliuojamą būdą, kaip suaktyvinti tam tikrų smegenų dalių plastiškumą, tai atvertų naujų kelių įvairių negalavimų gydymui. Suaugusiesiems, patyrusiems smegenų pažeidimą dėl insulto ar galvos traumos, smegenys yra tam tikro lygio reorganizacijos, todėl plastiškumas gali pagerinti atsigavimą.
Pripažįstama, kad daugelis psichikos ligų turi neurologinio vystymosi, ypač slopinimo grandinių trūkumą, sako Henschas. Pavyzdžiui, daugelis su autizmu susijusių genų gali sukelti nervinių signalų sužadinimo ir slopinimo disbalansą, sako jis. Jei galite atkurti šį disbalansą, galite įsivaizduoti, kad įsikišate vystymosi metu arba vėliau gyvenime, kad pabandytumėte atkurti smegenų funkciją.
Vis dėlto laukia ilgas kelias. Norėdami pritaikyti tokio tipo ląstelių transplantaciją žmonėms, mokslininkai pirmiausia turėtų sukurti patikimą būtinų ląstelių šaltinį, galbūt dėl sukelto pluripotentinių kamieninių ląstelių perprogramavimo. Tada jie turės parodyti, kad ląstelės gali būti saugiai persodintos į smegenis. Suvokimas, kaip tinkamai pasinaudoti naujai atrastu plastiškumu, yra dar viena kliūtis. Neaišku, ar pacientams reikės tam tikro mokymo ar gydymo vaistais, kad būtų galima tinkamai pertvarkyti pažeistas nervų grandines. Henschas sako, kad norint pagerinti pažinimo funkcijas, gali tekti mokyti žmones pažintiniais tikslais, kai yra plastiškumą didinančių neuronų.
Idealiu atveju būtų puiku rasti būdą, kaip įtikinti [naujų neuronų atsiradimą smegenyse] tam tikromis farmakologinėmis ar aplinkos priemonėmis, kad atsirastų daugiau šių slopinančių ląstelių, sako jis. Tai atrodo nemenkas iššūkis, tačiau šis tyrimas suteikia vilties, kad verta pabandyti.