La natura riserva al cervello in via di sviluppo un margine di sicurezza molto elevato: durante l'embriogenesi si forma un grande eccesso di neuroni. Quasi il 70% di loro muore prima della nascita di un bambino. Il cervello umano continua a perdere neuroni dopo la nascita, per tutta la vita. Tale morte cellulare è geneticamente programmata. Naturalmente non muoiono solo i neuroni, ma anche altre cellule del corpo. Solo tutti gli altri tessuti hanno un'elevata capacità rigenerativa, cioè le loro cellule si dividono, sostituendo quelle morte. Il processo di rigenerazione è più attivo nelle cellule epiteliali e negli organi emopoietici (midollo osseo rosso). Ma ci sono cellule in cui i geni responsabili della riproduzione per divisione sono bloccati. Oltre ai neuroni, queste cellule includono le cellule del muscolo cardiaco. Come fanno le persone a mantenere il loro intelletto fino a un'età molto avanzata, se le cellule nervose muoiono e non si rinnovano?
Rappresentazione schematica di una cellula nervosa, o neurone, che consiste in un corpo con un nucleo, un assone e diversi dendriti
Una delle possibili spiegazioni è che non tutti, ma solo il 10% dei neuroni "lavorano" contemporaneamente nel sistema nervoso. Questo fatto è spesso citato nella letteratura popolare e persino scientifica. Ho dovuto discutere ripetutamente questa affermazione con i miei colleghi nazionali e stranieri. E nessuno di loro capisce da dove provenga una cifra del genere. Qualsiasi cellula vive e "lavora" contemporaneamente. In ciascun neurone si verificano continuamente processi metabolici, le proteine vengono sintetizzate, gli impulsi nervosi vengono generati e trasmessi. Lasciando quindi l'ipotesi dei neuroni "a riposo", passiamo a una delle proprietà del sistema nervoso, cioè alla sua eccezionale plasticità.
Il significato di plasticità è che le funzioni delle cellule nervose morte vengono rilevate dai loro "colleghi" sopravvissuti, che aumentano di dimensioni e formano nuove connessioni, compensando le funzioni perdute. L'efficacia elevata, ma non illimitata, di tale compensazione può essere illustrata dall'esempio del morbo di Parkinson, in cui si verifica la morte graduale dei neuroni. Si scopre che fino alla morte di circa il 90% dei neuroni nel cervello, i sintomi clinici della malattia (tremori degli arti, mobilità limitata, andatura instabile, demenza) non compaiono, cioè la persona sembra praticamente sana. Ciò significa che una cellula nervosa viva può sostituire nove cellule nervose morte.
I neuroni differiscono tra loro per dimensioni, ramificazione dei dendriti e lunghezza degli assoni.
Ma la plasticità del sistema nervoso non è l'unico meccanismo che consente di preservare l'intelletto fino alla vecchiaia. La natura ha anche un'opzione di riserva: l'emergere di nuove cellule nervose nel cervello dei mammiferi adulti o la neurogenesi.
Il primo rapporto sulla neurogenesi apparve nel 1962 sulla prestigiosa rivista scientifica Science. L'articolo era intitolato "Si formano nuovi neuroni nel cervello dei mammiferi adulti?". Il suo autore, il professor Joseph Altman della Purdue University (USA), ha utilizzato una corrente elettrica per distruggere una delle strutture cerebrali di un ratto (il corpo genicolato laterale) e vi ha introdotto una sostanza radioattiva, penetrando nelle cellule appena emergenti. Pochi mesi dopo, lo scienziato scoprì nuovi neuroni radioattivi nel talamo (sezione del prosencefalo) e nella corteccia cerebrale. Nel corso dei sette anni successivi, Altman pubblicò numerosi altri articoli che dimostravano l'esistenza della neurogenesi nel cervello dei mammiferi adulti. Tuttavia, a quel tempo, negli anni '60, il suo lavoro suscitò solo scetticismo tra i neuroscienziati e il loro sviluppo non seguì.
Il concetto di "glia" comprende tutte le cellule del tessuto nervoso che non sono neuroni.
E solo vent'anni dopo, la neurogenesi fu nuovamente "scoperta", ma già nel cervello degli uccelli. Molti ricercatori di uccelli canori hanno notato che durante ogni stagione degli amori, il canarino maschio Serinus canaria canta una canzone con nuove "ginocchia". Inoltre, non adotta nuovi trilli dai suoi fratelli, poiché le canzoni sono state aggiornate anche isolatamente. Gli scienziati hanno iniziato a studiare in dettaglio il principale centro vocale degli uccelli, situato in una parte speciale del cervello, e hanno scoperto che alla fine della stagione degli amori (nei canarini avviene in agosto e gennaio), una parte significativa del centro vocale i neuroni sono morti, probabilmente a causa dell'eccessivo carico funzionale. . A metà degli anni '80, il professor Fernando Notteboom della Rockefeller University (USA) riuscì a dimostrare che nei canarini maschi adulti il processo di neurogenesi avviene costantemente nel centro vocale, ma il numero di neuroni formati è soggetto a fluttuazioni stagionali. Il picco della neurogenesi nei canarini si verifica in ottobre e marzo, cioè due mesi dopo la stagione degli amori. Ecco perché la "libreria di dischi" delle canzoni del canarino maschio viene regolarmente aggiornata.
I neuroni sono geneticamente programmati per migrare verso l'una o l'altra parte del sistema nervoso, dove, con l'aiuto di processi, stabiliscono connessioni con altre cellule nervose.
Alla fine degli anni '80, la neurogenesi fu scoperta anche negli anfibi adulti nel laboratorio dello scienziato di Leningrado, il professor A. L. Polenov.
Da dove vengono i nuovi neuroni se le cellule nervose non si dividono? La fonte di nuovi neuroni sia negli uccelli che negli anfibi si è rivelata essere le cellule staminali neuronali della parete dei ventricoli del cervello. Durante lo sviluppo dell'embrione, è da queste cellule che si formano le cellule del sistema nervoso: neuroni e cellule gliali. Ma non tutte le cellule staminali si trasformano in cellule del sistema nervoso: alcune di esse "si nascondono" e aspettano dietro le quinte.
Le cellule nervose morte vengono distrutte dai macrofagi che entrano nel sistema nervoso dal sangue.
Fasi di formazione del tubo neurale nell'embrione umano.
È stato dimostrato che nuovi neuroni emergono dalle cellule staminali adulte e nei vertebrati inferiori. Tuttavia, ci sono voluti quasi quindici anni per dimostrare che un processo simile avviene nel sistema nervoso dei mammiferi.
Gli sviluppi delle neuroscienze nei primi anni ’90 hanno portato alla scoperta di neuroni “neonati” nel cervello di ratti e topi adulti. Sono stati trovati per la maggior parte in regioni evolutivamente antiche del cervello: i bulbi olfattivi e la corteccia dell’ippocampo, che sono principalmente responsabili del comportamento emotivo, della risposta allo stress e della regolazione delle funzioni sessuali nei mammiferi.
Proprio come negli uccelli e nei vertebrati inferiori, nei mammiferi le cellule staminali neuronali si trovano vicino ai ventricoli laterali del cervello. La loro degenerazione in neuroni è molto intensa. Nei ratti adulti, ogni mese si formano circa 250.000 neuroni a partire da cellule staminali, che sostituiscono il 3% di tutti i neuroni nell'ippocampo. La durata della vita di tali neuroni è molto elevata, fino a 112 giorni. Le cellule neuronali staminali viaggiano molto (circa 2 cm). Sono anche in grado di migrare nel bulbo olfattivo, dove si trasformano in neuroni.
I bulbi olfattivi del cervello dei mammiferi sono responsabili della percezione e dell'elaborazione primaria di vari odori, compreso il riconoscimento dei feromoni, sostanze simili nella composizione chimica agli ormoni sessuali. Il comportamento sessuale nei roditori è regolato principalmente dalla produzione di feromoni. L'ippocampo si trova sotto gli emisferi cerebrali. Le funzioni di questa struttura complessa sono associate alla formazione della memoria a breve termine, alla realizzazione di determinate emozioni e alla partecipazione alla formazione del comportamento sessuale. La presenza di neurogenesi costante nel bulbo olfattivo e nell'ippocampo nei ratti è spiegata dal fatto che nei roditori queste strutture trasportano il carico funzionale principale. Pertanto, le cellule nervose in esse contenute spesso muoiono, il che significa che devono essere aggiornate.
Per capire quali condizioni influenzano la neurogenesi nell'ippocampo e nel bulbo olfattivo, il professor Gage della Salk University (USA) ha costruito una città in miniatura. I topi giocavano lì, frequentavano l'educazione fisica, cercavano vie d'uscita dai labirinti. Si è scoperto che nei topi "urbani" i nuovi neuroni si formavano in numero molto maggiore rispetto ai loro parenti passivi, impantanati nella vita di routine in un vivaio.
Le cellule staminali possono essere prelevate dal cervello e trapiantate in un’altra parte del sistema nervoso, dove si trasformeranno in neuroni. Il professor Gage e i suoi colleghi hanno condotto numerosi esperimenti di questo tipo, il più impressionante dei quali è stato il seguente. Un pezzo di tessuto cerebrale contenente cellule staminali è stato trapiantato nella retina distrutta del ratto. (La parete interna dell'occhio sensibile alla luce ha un'origine "nervosa": è costituita da neuroni modificati: bastoncelli e coni. Quando lo strato sensibile alla luce viene distrutto, subentra la cecità.) Le cellule staminali cerebrali trapiantate si sono trasformate in neuroni retinali , i loro processi hanno raggiunto il nervo ottico e il ratto ha riacquistato la vista! Inoltre, quando le cellule staminali cerebrali sono state trapiantate in un occhio intatto, non si è verificata alcuna trasformazione. Probabilmente, quando la retina viene danneggiata, vengono prodotte alcune sostanze (ad esempio i cosiddetti fattori di crescita) che stimolano la neurogenesi. Tuttavia, l’esatto meccanismo di questo fenomeno non è ancora chiaro.
Gli scienziati hanno dovuto affrontare il compito di dimostrare che la neurogenesi si verifica non solo nei roditori, ma anche negli esseri umani. Per fare questo, i ricercatori guidati dal professor Gage hanno recentemente svolto un lavoro sensazionale. In una delle cliniche oncologiche americane, un gruppo di pazienti con tumori maligni incurabili ha assunto il farmaco chemioterapico bromodiossiuridina. Questa sostanza ha una proprietà importante: la capacità di accumularsi nelle cellule in divisione di vari organi e tessuti. La bromodiossiuridina è incorporata nel DNA della cellula madre e viene trattenuta nelle cellule figlie dopo che la cellula madre si è divisa. Uno studio patoanatomico ha dimostrato che i neuroni contenenti bromodiossiuridina si trovano in quasi tutte le parti del cervello, compresa la corteccia cerebrale. Quindi questi neuroni erano nuove cellule nate dalla divisione delle cellule staminali. La scoperta ha confermato inequivocabilmente che il processo di neurogenesi avviene anche negli adulti. Ma se nei roditori la neurogenesi avviene solo nell'ippocampo, negli esseri umani può probabilmente catturare aree più grandi del cervello, inclusa la corteccia cerebrale. Studi recenti hanno dimostrato che nuovi neuroni nel cervello adulto possono formarsi non solo da cellule staminali neuronali, ma anche da cellule staminali del sangue. La scoperta di questo fenomeno ha causato euforia nel mondo scientifico. Tuttavia, la pubblicazione dell’ottobre 2003 sulla rivista Nature ha fatto molto per calmare gli animi entusiasti. Si è scoperto che le cellule staminali del sangue penetrano effettivamente nel cervello, ma non si trasformano in neuroni, ma si fondono con essi, formando cellule binucleari. Quindi il "vecchio" nucleo del neurone viene distrutto e viene sostituito dal "nuovo" nucleo della cellula staminale del sangue. Nel corpo dei ratti, le cellule staminali del sangue si fondono per lo più con cellule cerebellari giganti - cellule di Purkinje, anche se ciò accade abbastanza raramente: nell'intero cervelletto si possono trovare solo poche cellule unite. Una fusione più intensa dei neuroni avviene nel fegato e nel muscolo cardiaco. Non è ancora chiaro quale sia il significato fisiologico di ciò. Una delle ipotesi è che le cellule staminali del sangue portino con sé nuovo materiale genetico che, entrando nella "vecchia" cellula cerebellare, ne prolunga la vita.
Quindi, nuovi neuroni possono nascere dalle cellule staminali anche nel cervello adulto. Questo fenomeno è già ampiamente utilizzato per trattare varie malattie neurodegenerative (malattie accompagnate dalla morte dei neuroni cerebrali). La preparazione delle cellule staminali per il trapianto si ottiene in due modi. Il primo è l’utilizzo delle cellule staminali neuronali, che sia nell’embrione che nell’adulto si trovano attorno ai ventricoli del cervello. Il secondo approccio è l’utilizzo di cellule staminali embrionali. Queste cellule si trovano nella massa cellulare interna in una fase iniziale della formazione dell'embrione. Sono in grado di trasformarsi in quasi tutte le cellule del corpo. La difficoltà maggiore nel lavorare con le cellule embrionali è farle trasformare in neuroni. Le nuove tecnologie lo rendono possibile.
Alcuni ospedali negli Stati Uniti hanno già creato “biblioteche” di cellule staminali neuronali derivate dal tessuto fetale e le stanno trapiantando nei pazienti. I primi tentativi di trapianto danno risultati positivi, anche se oggi i medici non riescono a risolvere il problema principale di tali trapianti: la riproduzione incontrollata delle cellule staminali nel 30-40% dei casi porta alla formazione di tumori maligni. Finora non è stato trovato alcun approccio per prevenire questo effetto collaterale. Ma nonostante ciò, il trapianto di cellule staminali sarà senza dubbio uno degli approcci principali nel trattamento di malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e il morbo di Parkinson, che sono diventate la piaga dei paesi sviluppati.
Decenni di discussioni, detti entrati in uso da tempo, esperimenti su topi e pecore - ma ancora, il cervello umano adulto può formare nuovi neuroni per sostituire quelli perduti? E se sì, come? E se non può, perché no?
Un dito tagliato guarirà in pochi giorni, un osso rotto guarirà. Miriadi di globuli rossi si susseguono in generazioni di breve durata, crescono sotto carico muscolare: il nostro corpo è in costante aggiornamento. Per molto tempo si è creduto che a questa celebrazione della rinascita rimanesse un solo estraneo: il cervello. Le sue cellule più importanti, i neuroni, sono troppo altamente specializzate per dividersi. Il numero di neuroni diminuisce di anno in anno e, sebbene siano così numerosi che la perdita di poche migliaia non ha un effetto notevole, la capacità di riprendersi dai danni non interferirebbe con il cervello. Tuttavia, gli scienziati non sono riusciti da tempo a rilevare la presenza di nuovi neuroni nel cervello maturo. Tuttavia, non esistevano strumenti sufficientemente efficaci per individuare tali cellule e i loro “genitori”.
La situazione cambiò quando, nel 1977, Michael Kaplan e James Hinds utilizzarono la [3H]-timidina radioattiva, che può integrarsi nel nuovo DNA. Le sue catene sintetizzano attivamente le cellule in divisione, raddoppiando il loro materiale genetico e allo stesso tempo accumulando etichette radioattive. Un mese dopo che il farmaco era stato somministrato ai ratti adulti, gli scienziati hanno ottenuto sezioni del loro cervello. L'autoradiografia ha mostrato che le etichette si trovano nelle cellule del giro dentato dell'ippocampo. Tuttavia, si riproducono ed esiste la "neurogenesi adulta".
A proposito di persone e topi
Durante questo processo, i neuroni maturi non si dividono, così come non si dividono le cellule delle fibre muscolari e gli eritrociti: varie cellule staminali sono responsabili della loro formazione, conservando la loro “ingenua” capacità di moltiplicarsi. Uno dei discendenti della cellula progenitrice in divisione diventa una cellula giovane specializzata e matura in un adulto pienamente funzionale. L'altra cellula figlia rimane una cellula staminale: ciò consente di mantenere la popolazione di cellule progenitrici a un livello costante senza sacrificare il rinnovamento del tessuto circostante.
Le cellule precursori dei neuroni sono state trovate nel giro dentato dell'ippocampo. Successivamente sono stati ritrovati in altre parti del cervello dei roditori, nel bulbo olfattivo e nella struttura sottocorticale dello striato. Da qui, i giovani neuroni possono migrare nell’area desiderata del cervello, maturare sul posto e integrarsi nei sistemi di comunicazione esistenti. Per fare questo, la nuova cellula dimostra la sua utilità ai suoi vicini: la sua capacità di eccitare è aumentata, così che anche un leggero impatto fa sì che il neurone produca un'intera raffica di impulsi elettrici. Più la cellula è attiva, più legami forma con le cellule vicine e più velocemente questi legami si stabilizzano.
La neurogenesi adulta nell'uomo è stata confermata solo un paio di decenni dopo utilizzando nucleotidi radioattivi simili - nello stesso giro dentato dell'ippocampo e poi nello striato. Il bulbo olfattivo nel nostro Paese, a quanto pare, non è aggiornato. Tuttavia, ancora oggi non è esattamente chiaro quanto attivamente avvenga questo processo e come cambi nel tempo.
Ad esempio, uno studio del 2013 ha dimostrato che fino a un’età molto avanzata, circa l’1,75% delle cellule del giro dentato dell’ippocampo si rinnova ogni anno. E nel 2018 sono apparsi i risultati secondo i quali la formazione dei neuroni qui si ferma già nell'adolescenza. Nel primo caso è stato misurato l'accumulo di marcatori radioattivi, nel secondo sono stati utilizzati coloranti che si legano selettivamente ai neuroni giovani. È difficile dire quali conclusioni siano più vicine alla verità: è difficile confrontare i rari risultati ottenuti con metodi completamente diversi, e ancor di più estrapolare all'uomo il lavoro svolto sui topi.
Problemi del modello
La maggior parte degli studi sulla neurogenesi adulta vengono condotti su animali da laboratorio, che si riproducono rapidamente e sono facili da gestire. Questa combinazione di tratti si trova in coloro che sono piccoli e hanno una vita molto breve: nei topi e nei ratti. Ma nel nostro cervello, che sta terminando la sua maturazione intorno ai vent’anni, le cose possono accadere in modo molto diverso.
Il giro dentato dell'ippocampo fa parte della corteccia cerebrale, sebbene primitiva. Nella nostra specie, come in altri mammiferi longevi, la corteccia è notevolmente più sviluppata che nei roditori. È possibile che la neurogenesi copra tutta la sua portata, realizzandosi secondo un meccanismo proprio. Non esiste ancora una conferma diretta di ciò: gli studi sulla neurogenesi adulta nella corteccia cerebrale non sono stati condotti né nell'uomo né in altri primati.
Ma questo lavoro è stato fatto con gli ungulati. Lo studio di sezioni del cervello di agnelli appena nati, così come di pecore un po' più grandi e di individui sessualmente maturi, non ha trovato cellule in divisione - precursori dei neuroni nella corteccia cerebrale e nelle strutture sottocorticali del loro cervello. D'altra parte, nella corteccia di animali ancora più vecchi, sono stati trovati neuroni giovani già nati, ma immaturi. Molto probabilmente, sono pronti al momento giusto per completare la loro specializzazione, formando cellule nervose a tutti gli effetti e prendendo il posto dei morti. Naturalmente non si tratta esattamente di neurogenesi, perché durante questo processo non si formano nuove cellule. Tuttavia, è interessante notare che neuroni così giovani sono presenti in quelle aree del cervello delle pecore che nell’uomo sono responsabili del pensiero (la corteccia cerebrale), dell’integrazione dei segnali sensoriali e della coscienza (il claustro) e delle emozioni (l’amigdala). C'è un'alta probabilità che troveremo cellule nervose immature in strutture simili. Ma perché un cervello adulto, già allenato ed esperto potrebbe averne bisogno?
Ipotesi della memoria
Il numero di neuroni è così grande che alcuni di essi possono essere sacrificati senza dolore. Tuttavia, se la cellula viene spenta dai processi lavorativi, ciò non significa che sia già morta. Il neurone può smettere di generare segnali e rispondere a stimoli esterni. Le informazioni da lui accumulate non scompaiono, ma vengono “conservate”. Questo fenomeno ha portato Carol Barnes, neuroscienziata dell'Università dell'Arizona, a suggerire la stravagante ipotesi che questo sia il modo in cui il cervello accumula e condivide i ricordi di diversi periodi della vita. Secondo il professor Barnes, di tanto in tanto nel giro dentato dell'ippocampo appare un gruppo di giovani neuroni per registrare nuove esperienze. Dopo un po' di tempo - settimane, mesi e forse anni - entrano tutti in uno stato di riposo e non danno più segnali. Ecco perché la memoria (salvo rare eccezioni) non conserva nulla di ciò che ci è accaduto prima del terzo anno di vita: l'accesso a questi dati ad un certo punto viene bloccato.
Dato che il giro dentato, come l'ippocampo nel suo insieme, è responsabile del trasferimento delle informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine, questa ipotesi sembra addirittura logica. Tuttavia, deve ancora essere dimostrato che l’ippocampo degli adulti formi effettivamente nuovi neuroni, e in numero sufficientemente elevato. Esiste solo un insieme molto limitato di possibilità per condurre esperimenti.
storia di stress
Tipicamente, i preparati del cervello umano vengono ottenuti durante autopsie o operazioni neurochirurgiche, come nell'epilessia del lobo temporale, le cui crisi non sono suscettibili di trattamento medico. Entrambe le opzioni non ci consentono di tracciare come l'intensità della neurogenesi adulta influisce sulla funzione e sul comportamento del cervello.
Tali esperimenti sono stati condotti sui roditori: la formazione di nuovi neuroni è stata soppressa mediante radiazioni gamma dirette o disattivando i geni corrispondenti. Questa esposizione ha aumentato la suscettibilità degli animali alla depressione. I topi incapaci di neurogenesi quasi non si rallegravano dell'acqua zuccherata e rinunciavano rapidamente a cercare di rimanere a galla in un contenitore pieno d'acqua. Il contenuto nel sangue di cortisolo, l'ormone dello stress, era addirittura superiore a quello dei topi stressati con metodi convenzionali. Avevano maggiori probabilità di diventare dipendenti dalla cocaina e meno probabilità di riprendersi da un ictus.
Una nota importante in questi risultati è che è possibile che la relazione mostrata “meno nuovi neuroni – reazione più acuta allo stress” si chiuda su se stessa. Gli eventi spiacevoli della vita riducono l'intensità della neurogenesi adulta, il che rende l'animale più sensibile allo stress, quindi il tasso di formazione dei neuroni nel cervello diminuisce - e così via in cerchio.
Affari sui nervi
Nonostante la mancanza di informazioni accurate sulla neurogenesi adulta, sono già comparsi uomini d'affari pronti a costruirci un business redditizio. Dall'inizio degli anni 2010, un'azienda che vende acqua proveniente dalle sorgenti delle Montagne Rocciose canadesi produce bottiglie di Neurogenesi Acqua Felice. Si sostiene che la bevanda stimoli la formazione di neuroni grazie ai sali di litio in essa contenuti. Il litio è infatti considerato un farmaco utile al cervello, anche se nelle compresse ce n’è molto di più che nell’“acqua felice”. L'effetto della bevanda miracolosa è stato testato dai neuroscienziati dell'Università della British Columbia. Per 16 giorni hanno dato ai ratti "acqua felice", e al gruppo di controllo - semplice, dal rubinetto, e poi hanno esaminato sezioni del giro dentato del loro ippocampo. E nonostante i roditori che bevevano Neurogenesi Acqua Felice, i nuovi neuroni sono apparsi fino al 12% in più, il loro numero totale si è rivelato piccolo ed è impossibile parlare di un vantaggio statisticamente significativo.
Finora possiamo solo affermare che la neurogenesi adulta nel cervello dei rappresentanti della nostra specie esiste sicuramente. Forse continua fino alla vecchiaia, o forse solo fino all'adolescenza. In realtà non è così importante. La cosa più interessante è che la nascita delle cellule nervose nel cervello umano maturo avviene generalmente: dalla pelle o dall'intestino, il cui rinnovamento è costante e intenso, l'organo principale del nostro corpo differisce quantitativamente, ma non qualitativamente. E quando le informazioni sulla neurogenesi adulta si formeranno in un quadro completo e dettagliato, capiremo come tradurre questa quantità in qualità, costringendo il cervello a "riparare", ripristinare il funzionamento della memoria, delle emozioni - tutto ciò che chiamiamo vita.
Nel mondo di oggi, pieno di stress, stress emotivo e mentale, nonché di duro lavoro, il cervello umano sperimenta uno stress incredibile, che a volte provoca varie malattie. L'espressione "le cellule nervose non vengono ripristinate" è familiare a tutti fin dalla prima infanzia, ma è vero? Domanda: le cellule nervose si riprendono? è molto controverso e si può rispondere con sicurezza sia con "sì" che con "no".
Gli scienziati hanno scoperto solo di recente perché le cellule nervose non si rigenerano. Ciò è dovuto al gene della divisione, che è inattivo nei neuroni e nelle cellule del muscolo cardiaco. Qualsiasi altro tessuto del corpo umano è in grado di sostituire controparti morte o indebolite con l'aiuto della divisione, in particolare le cellule ematopoietiche e le cellule epiteliali, ma il cervello umano no.
Ciò è abbastanza logicamente giustificato, perché la pelle, il sangue, il tessuto muscolare, il tessuto intestinale, il fegato e molti altri sono materiali di consumo del corpo che vengono consumati con contusioni, ferite, durante lo svolgimento delle loro funzioni e sotto l'influenza dell'ambiente. La loro capacità di recuperare è essenziale per la sopravvivenza dell’organismo.
Il cervello e il cuore umani, al contrario, sono gli organi più protetti, che praticamente non sono influenzati da fattori ambientali esterni, e se potessero essere ripristinati attraverso la divisione cellulare, diventerebbero dimensioni e forme incredibili, che non possono portare a nulla Bene. Inoltre, se uno degli organi più importanti viene gravemente danneggiato, il resto del corpo morirà nei prossimi minuti e finché il cuore o il cervello non guariranno, non ci sarà nessuno che possa funzionare per loro.
Alla nascita, il corpo deposita il numero richiesto di neuroni, che aumenta fino a raggiungere il numero richiesto durante la crescita del bambino.
Ecco perché è necessario cercare di sviluppare i bambini il più possibile sia mentalmente che fisicamente, l'importante è farlo correttamente in modo che il beneficio previsto non si trasformi in un danno molto reale. Da questa caratteristica è nata anche la teoria secondo cui una persona utilizza solo il 10% del suo cervello e il resto è in uno stato inattivo. Tuttavia né il primo né il secondo hanno ancora trovato prove scientifiche sufficienti.
Perché le cellule nervose muoiono
Nonostante il sistema nervoso umano sia protetto in modo affidabile, le cellule nervose continuano a morire. Ciò accade per molte ragioni, di cui la colpa è della persona stessa.
La morte più grande delle cellule nervose avviene naturalmente nel feto umano, poiché durante l'embriogenesi se ne forma un enorme eccesso che, prima della nascita, muore di circa il 70% del totale. Rimane solo il numero necessario per l'esistenza.
In secondo luogo, le cellule del sistema nervoso periferico muoiono molto spesso, a causa di varie lesioni della pelle e di altri tessuti, varie infiammazioni.
Molte malattie infettive, genetiche e causate dalle conseguenze irreversibili di influenze negative distruggono il sistema nervoso umano. Tali malattie includono encefalite, meningite, lesioni cerebrali traumatiche, forti effetti termici dell'ambiente, sia caldo che freddo, fluttuazioni naturali della temperatura corporea durante la malattia, disturbi neurodegenerativi irreversibili: Alzheimer, Parkinson, Huntington e molti altri.
Tuttavia, la percentuale di cause naturali di morte cerebrale è piuttosto piccola rispetto all'influenza suicida della persona stessa. Ora le persone si sono circondate di una quantità così grande di sostanze tossiche che ci si chiede involontariamente come l'umanità, in generale, non si sia estinta.
Il cervello umano e il sistema nervoso periferico vengono distrutti con grande gioia da alcol, fumo, droghe, farmaci, conservanti e prodotti chimici alimentari, pesticidi e prodotti chimici domestici, ipossia causata da un aumento del contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera, effetti stressanti, ecc.
Se tutto è chiaro riguardo all'effetto omicida degli infortuni e della chimica, molte persone non riconoscono seriamente l'effetto stressante. Ciò è particolarmente vero per le fasce a basso reddito della popolazione, che considerano il ragionamento sui pericoli dello stress come il destino di una classe sociale capricciosa e ricca, abituata alle comodità.
In caso di pericolo, le ghiandole surrenali rilasciano cortisolo e adrenalina, progettate per aumentare la velocità del cervello e le reazioni del sistema nervoso periferico per risolvere il problema e salvare l'intero organismo. Con lo stress a breve termine, gli ormoni hanno il tempo di fare il loro lavoro e vengono rimossi dal sangue. La costante tensione stressante genera un eccesso di ormoni nel sangue, che provoca un sovraccarico e un "bruciore" dei neuroni. Inoltre, i continui segnali elettrici con cui le cellule nervose trasmettono informazioni possono accumularsi e disturbare completamente l'intera struttura fine. Anche uno stress piccolo ma costante può portare a gravi conseguenze, poiché i suoi ormoni, anche in quantità minima, non consentono alle cellule cerebrali di tornare allo stato di riposo, che le consuma molto rapidamente. Gli ormoni dello stress vengono espulsi molto lentamente, e talvolta anche i giorni non sono sufficienti per purificare completamente il corpo, e ancor di più non ci sono molte ore di sonno durante la notte.
È vero che le cellule nervose non si rigenerano?
La questione se sia vero che le cellule nervose non si rigenerano è ancora piuttosto controversa. Se il sistema nervoso si spegnesse solo senza la capacità di ripristinare le sue cellule, allora l'umanità difficilmente sopravviverebbe, morendo anche durante l'infanzia e l'adolescenza.
Esperimenti su vermi e insetti hanno dimostrato che le loro cellule nervose sono in grado di dividersi, sebbene non siano in grado di svolgere compiti mentali.
Nei mammiferi, le cellule cerebrali non si dividono, ma ne rigenerano di nuove, come è stato osservato da esperimenti su ratti il cui cervello è stato parzialmente distrutto da una corrente elettrica. Le cellule appena formate sono state identificate utilizzando una speciale sostanza radioattiva che viene assorbita solo dai neuroni appena formati.
Con gli uccelli canori la storia è ancora più interessante. Gli scienziati hanno notato che ogni stagione degli amori, lo stesso uccello canoro, isolato dagli altri uccelli e dai suoni che producono, emette nuovi trilli e il canto diventa molto più bello. Dopo uno studio dettagliato, si è scoperto che negli uccelli molte cellule cerebrali muoiono a causa dell'aumento dello stress emotivo durante la stagione degli amori, che vengono perfettamente sostituite da nuove, rinnovando periodicamente l'intero cervello.
Anche negli esseri umani le cellule nervose vengono ripristinate in certi modi. Nel paziente che sopravvive all'intervento si perde la sensibilità dell'area dell'incisione, che viene ripristinata dopo un lungo periodo di tempo. Ciò è dovuto a una violazione delle connessioni neurali tra le cellule nervose, che vengono effettuate con l'aiuto degli assoni, processi speciali di incredibile lunghezza per la trasmissione degli impulsi. L'assone di una cellula è in grado di raggiungere i 120 cm di lunghezza, il che è davvero impressionante, perché l'altezza media di una persona è di 1,5 - 2 metri. Se immagini quante cellule nervose e i loro processi ci sono nel corpo, otterrai un'immagine straordinaria del sistema nervoso più complesso e intricato, che intreccia l'intero corpo e ciascuna delle sue cellule. Quando le connessioni vengono interrotte, i neuroni molto lentamente ma abbastanza facilmente ne formano altri, dando vita a nuovi processi. Secondo questo principio, talvolta viene ripristinata la sensibilità degli arti o alcune funzioni corporee perdute a seguito di un grave infortunio fisico.
Con qualche danno al cervello, succede che una persona perde la memoria. Viene ripristinato ripristinando le connessioni neurali perse. Se non vengono perse le connessioni, ma le cellule nervose stesse, le connessioni neoformate delle terminazioni nervose possono aiutare a ripristinare il quadro generale dalle informazioni rimanenti.
Ma ogni capacità ha il suo limite. I neuroni non possono sviluppare all'infinito nuove connessioni e senza la capacità di ripristinarne il numero, una persona morirebbe troppo rapidamente, perderebbe la testa e la sensibilità.
Il processo di neurogenesi nell'uomo si svolge solo in due modi:
- Il primo modo è che i nuovi neuroni vengono prodotti in una quantità molto piccola nel cervello. Questa quantità è così piccola che non è nemmeno in grado di sostituire le cellule che muoiono naturalmente.
- Il secondo modo è la rigenerazione naturale del tessuto nervoso dalle cellule staminali del corpo. Le cellule staminali sono cellule speciali senza qualifica, capaci di riorganizzarsi solo una volta in qualsiasi cellula ospite. Sono presenti in quantità abbastanza elevata nel midollo osseo e, essendo depositati a livello dell'embrione, non sono in grado di dividersi. Non molti sanno che i tessuti del corpo non sono capaci di dividersi all'infinito: ogni cellula può dividersi solo un certo numero di volte.
Le cellule staminali iniziano ad essere utilizzate in caso di danni tissutali di grandi dimensioni o con un piccolo residuo di cellule specializzate in grado di dividersi, prolungando significativamente la vita di una persona.
La scienza moderna sta lavorando su come trapiantare le cellule staminali ottenute dai bambini non ancora nati all'inizio della gravidanza. Le cellule staminali non hanno alcun segno che determini l'appartenenza ad una determinata persona, quindi non vengono rifiutate dal ricevente e continuano a svolgere correttamente le loro funzioni come quelle native. Relativamente di recente, si è verificato un vero boom del trapianto di cellule staminali per la guarigione e il ringiovanimento del corpo, tuttavia, nonostante l'effetto sorprendente, la moda è passata molto rapidamente a causa dell'incredibile percentuale di cancro nelle persone che hanno ricevuto una dose di vaccino vivificante. . La scienza non è ancora riuscita a capire se le cellule staminali trapiantate rinascono in cellule tumorali o se la loro quantità eccessiva provoca il cancro o forse influenzano altri fattori. Dipende anche dalla mancanza di informazioni sufficienti sulla malattia stessa.
Il terzo metodo non è stato ancora registrato dalla scienza ed è in fase sperimentale. La sua essenza sta nel trapianto di RNA da animali in grado di dividere i neuroni a una persona per trasferirgli questa capacità. Ma mentre l'esperimento è nella fase di considerazione teorica, i possibili effetti collaterali non sono stati identificati.
Quindi c'è della verità
Considerando tutti i fattori legati alla morte dei neuroni del sistema nervoso umano e le modalità per ripristinarne il numero, gli scienziati rispondono alla domanda se le cellule nervose umane vengono ripristinate, piuttosto che no.
Le cellule nervose non si rigenerano? In quali condizioni muoiono? A causa dello stress? È possibile “l’usura del sistema nervoso”? Abbiamo parlato di miti e fatti con Alexandra Puchkova, candidata in scienze biologiche, ricercatrice senior presso il Laboratorio di neurobiologia del sonno e della veglia dell'Istituto di terapia dell'istruzione superiore e della filiale nazionale dell'Accademia delle scienze russa.
Neuroni e stress
Disturbi del sistema nervoso
Devono esserci ragioni serie per la morte delle cellule nervose. Ad esempio, danni cerebrali e, di conseguenza, danni completi o parziali al sistema nervoso. Ciò accade durante un ictus e ci sono due opzioni per lo sviluppo degli eventi. Nel primo caso, la nave viene bloccata e l'ossigeno smette di fluire nell'area del cervello. Come risultato della carenza di ossigeno, si verifica la morte parziale (o completa) delle cellule in quest'area. Nel secondo caso, la nave scoppia e si verifica un'emorragia nel cervello, le cellule muoiono, perché semplicemente non sono adattate a questo.
Inoltre, ci sono malattie come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson. Sono semplicemente associati alla morte di alcuni gruppi di neuroni. Queste sono condizioni molto difficili che una persona riceve come risultato di una combinazione di molti fattori. Sfortunatamente, queste malattie non possono essere previste nelle fasi iniziali o invertite (anche se la scienza non smette di provarci). Ad esempio, la malattia di Parkinson viene rilevata quando le mani di una persona tremano, è difficile per lui controllare i movimenti. Ciò significa che il 90% dei neuroni nell’area che controllava tutto è già morto. Prima di ciò, le cellule rimaste in vita assumevano il lavoro dei morti. In futuro, le funzioni mentali sono disturbate e compaiono problemi con il movimento.
La sindrome di Alzheimer è una malattia complessa in cui alcuni neuroni iniziano a morire in tutto il cervello. Una persona perde se stessa, perde la memoria. Queste persone sono supportate dai farmaci, ma i farmaci non sono ancora in grado di ripristinare milioni di cellule morte.
Esistono altre malattie, non così conosciute e diffuse, associate alla morte delle cellule nervose. Molti di loro si sviluppano in età avanzata. Un gran numero di istituzioni in tutto il mondo li stanno studiando e cercando di trovare un modo per diagnosticarli e curarli, perché la popolazione mondiale sta invecchiando.
I neuroni iniziano lentamente a morire con l’età. Questo fa parte del naturale processo di invecchiamento umano.
Recupero delle cellule nervose e azione dei sedativi
Se l'area interessata non era molto grande, è possibile ripristinare le funzioni di cui era responsabile. Ciò è dovuto alla plasticità del cervello, alla sua capacità di compensare. Il cervello umano può trasferire i compiti risolti dal defunto alle "spalle" di altre aree. Questo processo non avviene a causa del ripristino delle cellule nervose, ma grazie alla capacità del cervello di ricostruire in modo molto flessibile le connessioni tra le cellule. Ad esempio, quando le persone si riprendono da un ictus, imparano di nuovo a camminare e parlare: questa è la vera plasticità.
Qui vale la pena capire: i neuroni morti non riprendono più il loro lavoro. Ciò che è perduto è perduto per sempre. Non si formano nuove cellule, il cervello viene ricostruito in modo che i compiti svolti dall'area interessata vengano nuovamente risolti. Pertanto, possiamo concludere con certezza che le cellule nervose non si riprendono sicuramente, ma non muoiono a causa di eventi che si verificano nella vita quotidiana di una persona. Ciò accade solo con lesioni gravi e malattie direttamente correlate al fallimento del sistema nervoso.
Se le cellule nervose morissero ogni volta che siamo nervosi, diventeremmo rapidamente inabili e poi altrettanto rapidamente cesseremo di esistere. Se il sistema nervoso smette completamente di funzionare, il corpo è morto.
I produttori di sedativi affermano che il loro uso regolare durante una vita "stressante" preserverà le nostre cellule nervose. In effetti, lavorano per ridurre la reazione negativa. I sedativi agiscono in modo tale che il tentativo di rispondere a un'emozione negativa non inizia così rapidamente. Le celle sono completamente irrilevanti. In parole povere, aiutano a non perdere la pazienza con un mezzo giro, svolgono la funzione di prevenzione. Lo stress emotivo è un peso non solo per il sistema nervoso, ma anche per l'intero organismo, che si prepara a combattere un nemico inesistente. Quindi i sedativi ti aiutano a impedirti di attivare la modalità lotta o fuga quando non ne hai bisogno.
Viene spesso utilizzata la frase "usura del sistema nervoso", tuttavia, il sistema nervoso non è un'auto, la sua usura non è correlata al chilometraggio. La tendenza alle reazioni emotive è in parte ereditaria, combinata con l'educazione e l'ambiente.
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