Чем старше мы становимся, тем труднее нашему мозгу обучаться и запоминать новую информацию. Происходит это из-за возрастных ограничений нейрогенеза – процесса образования новых клеток в головном мозге.
В ходе новой работы исследователи из Германии решили выяснить, поможет ли увеличение количества стволовых клеток в пожилом мозге восстановить когнитивные навыки.
Исследовательская группа разработала метод стимуляции небольшой группы стволовых клеток в головном мозге мышей.
Специалисты повысили экспрессию определённых белков, вследствие чего в мозге грызунов увеличилось количество стволовых клеток-предшественников нейронов. Соответственно, взросло и число нейронов, возникающих из этих клеток.
Как оказалось, "свежие" нейроны способны не только выживать в мозге старых мышей, но и образовывать новые контакты с соседними клетками.
Затем учёные исследовали ключевую когнитивную способность, которая в пожилом ухудшается у мышей так же, как и у людей. Это способность к навигации.
Поясним, что люди ориентируются в новой среде по-разному, в зависимости от возраста. Молодой мозг выстраивает и запоминает "когнитивную карту" окружающего пространства. Но эта способность исчезает в старости. Пожилой мозг, не способный построить "когнитивную карту" того или иного места, находит альтернативу: к примеру, запоминает последовательность поворотов, которые нужно сделать, чтобы добраться до определённого пункта назначения.
Эти две стратегии на первый взгляд могут показаться схожими. Однако только построение "когнитивной карты" позволяет эффективно ориентироваться в пространстве, когда нужно построить маршрут из посещавшегося ранее пункта А в пока неизвестный пункт В и наоборот.
Поэтому исследователи решили проверить, могут ли новые нейроны, образованные из стимулированных стволовых клеток, увеличить производительность мозга при навигации.
Ответ оказался положительным. В ходе экспериментов старые мыши с большим количеством стволовых клеток и нейронов восстановили утраченную способность строить карту окружающей среды и хранить её в мозге довольно продолжительное время. Иными словами, навигационные навыки пожилых грызунов "помолодели".
Затем команда провела тот же эксперимент с молодыми мышами. Стимуляция стволовых клеток, формирующих новые нейроны, отсрочила когнитивные нарушения, и по мере старения грызуны демонстрировали более высокие способности к запоминанию, чем обычно.
Авторы также отмечают любопытную деталь.
В молодом мозге за запоминание мест и событий, а также за обучение и создание "когнитивных карт" отвечает участок под названием гиппокамп. Между тем пожилой мозг использует другие структуры, которые больше связаны с развитием привычек.
В данном случае нейробиологи стимулировали формирование новых нейронов именно в гиппокампе мышей. Благодаря этому пожилой мозг вернулся к стратегиям, которые типичны для молодого.
Подчеркнём, что работы такого рода не только углубляют наше понимание нейрогенеза и причин его нарушений, но и могут пригодиться для разработки новых методик омоложения мозга.
"Стволовые клетки в головном мозге человека немногочислены, и известно, что их количество значительно сокращается в течение жизни. Выявление причин, лежащих в основе когнитивного дефицита при старении, и сохранение умственных способностей людей имеет решающее значение для нашего быстро стареющего общества. Наша работа показывает, что возрастные нарушения можно устранить, раскрыв нейрогенный потенциал мозга", – резюмирует старший автор исследования профессор Федерико Калегари (Federico Calegari) из Дрезденского технического университета.
О проделанной работе его команда отчиталась в статье, представленной в журнале Nature Communications.
Кстати, ранее учёные выяснили, что регулярные занятия спортом активизируют нейрогенез в мозге мышей, а также назвали упражнения, помогающие людям омолодить мозг в любом возрасте.
Также "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, что взрослый мозг формирует новые нейроны не только в гиппокампе.
