Используя in vivo 2-photon imaging и генетическое мечение нервных стволовых клеток, отслеживали созревание новых нервных клеток в течение 2-х мес. в гиппокампе мышей. Большинство стволовых клеток делилось лишь немного раз прежде чем стать зрелыми нейронами.

Исследование ответило на давно стоящие вопросы в этой области, но это только начало для многих экспери ментов, чтобы понять как наш головной мозг способен формировать новые нервные клетки в течение всей жизни. "В будущем мы надеемся, что будем способны использовать нервный стволовые клетки для репарации головного мозга -- напр., при таких болезнях как когнитивное старение, болезни Паркинсона и Алцгеймера или большая депрессия." суммирует Jessberger.

Прежде, чем мы рождаемся головной мозг создает невероятное количество нейронов, которые мигрируют в специфические части головного мозга, чтобы подготовить нас к жизни. В противоположность популярному мнению генез новых нейронов нее останавливается после рождения или даже у детей. В немногих избирательных регионах головного мозга он может продолжаться в течение всей жизни взрослых и, как полагают, это жизненно необходимо для определенных форм обучения и памяти, и для регуляции настроения. Как нейрогенез включается и выключается всё ещё изучено недостаточно, но в UNC School of Medicine исследователи под руководством Juan Song, получили важную информацию.

Исследователи идентифицировали контролирующую нейрогенез головного мозга совокупность операций (circuit), которая протекает от почти фронта головного мозга до гиппокампа, структуры, связанной с обучением и памятью. Гиппокамп является одним из крупных мест нейрогенеза в головном мозге взрослых людей и circuit, идентифицированный группой Song's, регулирует этот процесс индукции нейронов.

"Этот circuit контролирует активность стволовых клеток в той части гиппокампа, где происходит нейрогенез," говорит Song. "Наша находка в конечном итоге будет иметь значение для понимания и лечения многих нарушений головного мозга, возникающих в результате нарушений нейрогенеза в гиппокампе, включая эпилепсию, шизофрению, депрессию и болезнь Алцгемера."

Нервные стволовые клетки подобно стволовым клеткам в др. тканях и органах -- они дают, если необходимо, новые клетки, чтобы заместить умершие или умирающие клетки. Большинство нейронов в головном мозге взрослых тесно заключены в сложные circuits и не замещаются.

Главным исключением является регион dentate gyrus (DG) гиппокампа. Нейрогенез в DG происходит в течение всей жизни взрослых и поддерживает критические функции гиппокампа по сохранению и извлечению памяти. Нейрогенез в DG также связан с настроением. Фактически, ученые подозревают, что эффект улучшения настроения от анти-депрессантных лекарств и физических упражнений возникает, по крайней мере, частично в результате подъема, вызываемого ими нейрогенеза в DG.

Как же головной мозг контролирует нейрогенез в DG, вызывает его включение и выключение по мере необходимости? Song и его команда попытались решить этот вопрос. Они нашли специальные локальные нейроны в гиппокаме, наз. PV промежуточными нейронами, предоставляющие сигналы новорожденному в DG потомству, которые, по-видимому, являются критическими для нормального нейрогенеза.

В своем новом исследовании Song с коллегами установили, что эта передача сигналов PV промежуточными нейронами гиппокампа регулируется с помощью GABA circuit, исходящего из медиальной перегородки, кластера нейронов вблизи фронта головного мозга.

"Эта медиальная перегородка GABA circuit работает посредством локальных PV промежуточных нейронов с гиппокампе, чтобы инструктировать стволовые клетки активироваться или оставаться в покое," говорит Song. "Этот GABA circuit уникален, поскольку локальные PV промежуточные нейроны возбуждаются с помощью GABA, нейротрансмиттера головного мозга , который обычно подавляет активность нейронов."

Когда нейральные стволовые клетки активируются, то начинается процесс клеточного деления, который в конечном итоге дает новые нейроны, которые соединяются с уже существующими circuits головного мозга. Обычно в гиппокампе в ходе нормального периода жизни нейрогенез происходит на низком уровне. Находящиеся там стволовые клетки остаются в основном в состоянии "покоя" и популяция стволовых клеток сохраняется неопределенно долго.

Song с колл. установили, что у мышей medial septum-to-hippocampus circuit работает, чтобы удерживать стволовые клетки DG в их нормальном состоянии низкой активности. Он действует подобно тормозу в активации стволовых клеток в DG и тем самым помогает поддерживать здоровье популяции стволовых клеток DG.

Напротив, вмешательство в этот circuit полностью выключает тормоз, позволяя стволовым клеткам в DG становиться не просто активными, а гиперактивными. В частности, группа Song's установила, что у мышей избыточная активность этих стволовых клеток в DG вызывает взрыв продукции новых нейронов и массивное истощение популяции стволовых клеток, имеющихся в DG. Более того, новые нейроны, продуцируемые при этом взрыве нейрогенеза, по-видимому, менее здоровы.

"выглядят аномально," говорит Song. "Их дендриты -- похожие на корешки отростки, которые воспринимают импульсы от др. нейронов -- были слишком длинные и имели слишком ного перекрестов, указывая на нарушения функции. Скорее всего, продукция этих аномальных нейронов в гиппокампе будет приводить к нарушениям обучения и памяти."

Она и её группа теперь намереваются установить, действительно ли medial septum-to-hippocampus circuit может быть целенаправленно подвергнут терапевтическому воздействию, чтобы защитить стволовые клетки DG и восстанавливать нормальный нейрогенез в DG в тех случаях, когда нейрогенез нарушен. Болезнь Алцгеймера, шизофрения, депрессия и определенные формы эпилепсии все они связаны с дефицитом нейрогенеза в DG. Имеются также намеки, что болезнь Алцгеймера специфически вызывает потерю нейронов медиальной перегородки, которые соединяются с гиппокампом, чтобы контролировать нейрогенез.

"В принципе, восстановление нормальной передачи сигналов от circuit, связывающего медиальную перегородку с гиппокампом, может обладать терапевтическим потенциалом, чтобы лечить нарушения, связанные с аномальным нейрогенезом в DG," заявляет Song.