Plastyczność dorosłego mózgu: dowody na powstawanie neuronów przez całe życie
Badanie opublikowane w czasopiśmie Science dostarcza przekonujących dowodów na to, że neurony w hipokampie – centrum pamięci mózgu – nadal powstają aż do późnej dorosłości. Prace naukowców z Instytutu Karolinska w Szwecji dostarczają odpowiedzi na fundamentalne i długo dyskutowane pytanie o plastyczność ludzkiego mózgu.
Hipokamp i neurogeneza
Hipokamp to obszar mózgu kluczowy dla procesów uczenia się i pamięci, a także regulacji emocji. Już w 2013 roku zespół Jonasa Friséna z Instytutu Karolinska opublikował przełomowe wyniki badań, które wykazały, że w hipokampie dorosłych ludzi mogą powstawać nowe neurony. Wówczas, aby określić wiek komórek, zastosowano pomiar poziomu węgla-14 w DNA pochodzącym z tkanki mózgowej.
Identyfikacja komórek prekursorowych
Choć neurogeneza u dorosłych ludzi była wielokrotnie opisywana, to skala i znaczenie tego zjawiska nadal budzą kontrowersje. Dotychczas brakowało jednoznacznych dowodów na istnienie i podział tzw. neuralnych komórek progenitorowych – komórek prekursorowych neuronów – w dorosłym mózgu.
„Udało nam się teraz zidentyfikować te komórki źródłowe, co potwierdza, że w hipokampie dorosłego mózgu zachodzi ciągłe tworzenie neuronów,” mówi profesor Jonas Frisén z Zakładu Biologii Komórki i Molekularnej Instytutu Karolinska, który kierował badaniami.
Od narodzin do późnej dorosłości
W nowym badaniu naukowcy zastosowali zaawansowane techniki analizy tkanek mózgowych pochodzących od osób w wieku od 0 do 78 lat, zgromadzonych w międzynarodowych biobankach. Zastosowano m.in. sekwencjonowanie RNA pojedynczych jąder komórkowych (single-nucleus RNA sequencing) do analizy aktywności genów oraz cytometrię przepływową do badania właściwości komórek. Połączenie tych metod z uczeniem maszynowym umożliwiło identyfikację różnych stadiów rozwoju neuronów – od komórek macierzystych do niedojrzałych neuronów, z których wiele znajdowało się w fazie podziału.
Aby zlokalizować te komórki w obrębie tkanki, badacze zastosowali techniki RNAscope i Xenium, które pokazują, gdzie w tkance aktywne są poszczególne geny. Potwierdzono, że nowo powstałe komórki znajdują się w określonym obszarze hipokampa – zakręcie zębatym (dentate gyrus), który odpowiada za tworzenie wspomnień, uczenie się oraz elastyczność poznawczą.
Nadzieja na nowe terapie
Wyniki badań pokazują, że komórki prekursorowe neuronów dorosłych ludzi wykazują podobieństwo do komórek występujących u myszy, świń i małp, choć istnieją różnice w aktywności genów. Zaobserwowano także duże różnice między osobami – u jednych dorosłych występowało wiele komórek progenitorowych, u innych niemal wcale.
„To ważny element układanki w zrozumieniu, jak funkcjonuje i zmienia się ludzki mózg w ciągu życia,” tłumaczy Jonas Frisén. „Nasze badania mogą mieć również znaczenie dla rozwoju terapii regeneracyjnych, które stymulują neurogenezę w chorobach neurodegeneracyjnych i psychiatrycznych.”
Badania przeprowadzono we współpracy z Ionutem Dumitru, Martą Paterlini i innymi badaczami z Instytutu Karolinska oraz z naukowcami z Chalmers University of Technology w Szwecji.
Projekt został sfinansowany przez Szwedzką Radę ds. Badań Naukowych, Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC), Szwedzkie Towarzystwo Walki z Rakiem, Fundację Knuta i Alice Wallenbergów, Szwedzką Fundację Badań Strategicznych, program StratRegen, EMBO Long-Term Fellowship, program Marie Skłodowska-Curie Actions oraz SciLifeLab. Jonas Frisén pełni funkcję konsultanta w firmie 10x Genomics. Pełną listę potencjalnych konfliktów interesów zawiera publikacja naukowa.
Publikacja naukowa: „Identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus”, Ionut Dumitru, Marta Paterlini, Margherita Zamboni, Christoph Ziegenhain, Sarantis Giatrellis, Rasool Saghaleyni, Åsa Björklund, Kanar Alkass, Mathew Tata, Henrik Druid, Rickard Sandberg, Jonas Frisén, Science, online 3 lipca 2025,
Źródło: Science, Karolinska Institutet
