Kas ir neiroģenēze hipokampā?

Pieaugušu zīdītāju smadzenēs ir zināmas divas vietas, kur saglabājas nervu cilmes šūnas. Viena ir sānu kambaru sienā esošā subventrikulārā zona, no kuras grauzējiem jaunas šūnas ceļo uz ožas sīpolu. Otra ir zobainā vijuma subgranulārā zona hipokampā, un tā ir tā, par kuru runā, minot hipokampālo neiroģenēzi.

Jaunā šūna neveidojas gatava. Tā iziet vairākas nobriešanas pakāpes, un katrā no tām mainās gan tās izskats, gan uzvedība.

Jaundzimusi nervu šūna smadzenēs nav automātiski noderīga. Tai ir jāatrod sava vieta jau strādājošā ķēdē, un tas notiek konkurences ceļā.

1. Cilmes šūna subgranulārajā zonā sadalās un rada priekšteču šūnas.
2. Priekšteces vairākas reizes dalās un pārvietojas nedaudz uz augšu, graudaino šūnu kārtā.
3. Jaunā šūna izaudzē garu aksonu uz hipokampa nākamo posmu un sazarotus dendrītus pretējā virzienā.
4. Dažas nedēļas tā ir neparasti viegli ierosināma un atsaucas uz vājiem signāliem.
5. Ja šūna saņem pietiekami daudz ienākošo signālu, tā izdzīvo un kļūst par pilnvērtīgu tīkla daļu.
6. Ja signālu nav, šūna iet bojā ieprogrammētas šūnas nāves ceļā.

Zobainā vijuma uzdevums atmiņas ķēdē ir atdalīt līdzīgus notikumus vienu no otra. Ja cilvēks katru dienu novieto automašīnu tajā pašā stāvlaukumā, visas šīs dienas ir gandrīz identiskas, un tomēr smadzenēm ir jāatceras tieši šodienas vieta. Šo uzdevumu sauc par raksta atdalīšanu.

Jaunas, viegli ierosināmas šūnas šajā uzdevumā ir noderīgas tieši tāpēc, ka tās vēl nav piesaistītas nevienai vecai atmiņai. Tās var atsaukties uz jauno pieredzi, nesajaucot to ar iepriekšējo. Pastāv arī pretēja doma: jaunu šūnu pievienošanās var vecas atmiņas padarīt grūtāk atrodamas, un daži pētnieki tieši ar to skaidro, kāpēc agrīnās bērnības notikumus cilvēks neatceras, jo tieši bērnībā neiroģenēze ir visintensīvākā.

Lielākā daļa zināšanu par ietekmējošiem faktoriem nāk no dzīvnieku pētījumiem, un tos nevar tieši pārnest uz cilvēku. Tomēr virziens ir konsekvents un sakrīt ar to, kas vispār ir labs smadzeņu veselībai.

• Regulāra aerobā slodze grauzējiem izteikti palielina jauno šūnu skaitu hipokampā.
• Vide ar daudzveidīgiem kairinājumiem un mācīšanās uzlabo jauno šūnu izdzīvošanu.
• Pietiekams miegs ir nepieciešams jauno šūnu nobriešanai un iekļaušanai tīklos.
• Hronisks stress un ilgstoši paaugstināts kortizola līmenis šo procesu nomāc.
• Regulāra liela alkohola lietošana un hronisks iekaisums darbojas tajā pašā nelabvēlīgajā virzienā.
• Staru terapija galvas apvidū bojā dalošās cilmes šūnas, un tas var izskaidrot daļu no vēlākajiem atmiņas traucējumiem.

Interese par hipokampa neiroģenēzi medicīnā lielā mērā radās tāpēc, ka dzīvniekiem antidepresanti šo procesu pastiprina un ka daļa to iedarbības dzīvnieku modeļos izzūd, ja neiroģenēzi novērš. Tas sakrita ar novērojumu, ka cilvēkiem ar ilgstošu depresiju attēldiagnostikā hipokampa tilpums mēdz būt mazāks.

No šī nedrīkst izdarīt pārāk tālejošus secinājumus. Depresija nav vienkārši „pārāk maz jaunu neironu“, un neviens ārstēšanas lēmums netiek pieņemts, balstoties uz šo rādītāju. Depresijas ārstēšanu plāno psihiatrs, un zāļu izvēle notiek pēc klīniskām, nevis šūnu līmeņa pazīmēm.

Visaktīvākā neiroģenēze ir augļa attīstības beigu posmā un agrā bērnībā, kad veidojas pats zobainais vijums. Pēc tam tās intensitāte pakāpeniski samazinās, un tieši par to, cik daudz no tās saglabājas sirmā vecumā, pētnieki strīdas visvairāk.

Hipokamps ir viens no pirmajiem apvidiem, kas cieš Alcheimera slimībā, un tas izskaidro, kāpēc slimības sākumā cilvēks nespēj iegaumēt jaunu informāciju, bet sen zināmo atceras labi. Hipokamps ir arī īpaši jutīgs pret skābekļa trūkumu pēc sirdsdarbības apstāšanās un bieži ir epileptisko lēkmju izcelsmes vieta deniņu daivas epilepsijā.

Tiešu jauno neironu skaitīšanu dzīvam cilvēkam veikt nevar. Tāpēc pētniecībā un klīnikā izmanto netiešas metodes, un ir svarīgi saprast, ko katra no tām patiesībā parāda.

• Pēcnāves audu izmeklēšana ar antivielām pret nenobriedušu neironu olbaltumvielām; jutīga pret parauga saglabāšanas apstākļiem.
• Magnētiskā rezonanse ar hipokampa tilpuma mērīšanu; rāda apjomu, nevis jaunas šūnas.
• Neiropsiholoģiskie testi, kas vērtē līdzīgu notikumu atšķiršanu; rāda funkciju, nevis šūnas.
• Dzīvnieku pētījumi ar dalošos šūnu iezīmēšanu; dod tiešāko atbildi, bet tikai par attiecīgo sugu.

Sarunvalodā par „smadzeņu atjaunošanos“ bieži tiek saukti pavisam dažādi procesi, kuriem ar jaunu neironu rašanos nav nekāda sakara.

Jaunais neirons hipokampā dažas nedēļas uzvedas pavisam citādi nekā tā vecie kaimiņi. Šajā laikā tas ir daudz vieglāk ierosināms un spēj mainīt savienojumu stiprumu ar daudz vājāku signālu. Tātad nozīme ir ne tikai tam, cik jaunu šūnu rodas, bet arī tam, ka noteiktā brīdī tīklā vienmēr ir neliels „jauno“ šūnu pulks ar īpašām īpašībām.

No tā izriet praktiska doma, kas ikdienā bieži tiek nepareizi pasniegta. Skriešana vai mācīšanās nerada atmiņu tieši; tās maina to, cik liela daļa jaunradušos šūnu izdzīvo un iekļaujas tīklā. Tāpēc neviens atsevišķs vingrinājums, uztura bagātinātājs vai lietotne nevar „palielināt neiroģenēzi“ izmērāmā veidā, un šādi solījumi ir jāuztver kritiski.