Революция в голове. Как новые нервные клетки омолаживают мозг

На самом деле именно этот момент в экспериментах Альтмана и вызвал наибольшее количество сомнений. Мог ли исследователь быть уверен, что речь действительно идет о нейронах? Не мог, хотя новообразованные клетки гиппокампа принадлежат к популяции клеток очень характерного внешнего вида. Другим веским аргументом критики был открытый вопрос: какая же клетка, собственно, должна была разделиться, чтобы образовались новые нервные клетки? Ведь никаких подтверждений того, что нейроны могут делиться, по-прежнему не было и нет. Что же это тогда за клеточный тип? Альтман совершенно верно предположил, что существует «некий вид клеток-предшественниц», но о таком типе в тканях головного мозга ничего не было известно, и прошло еще почти 30 лет, прежде чем в 1992 году данное предположение удалось обосновать. Именно тогда Брент Рейнольдс и Самюэль Вейс из канадского Университета Калгари впервые описали стволовые клетки взрослого мозга – а это и есть те клетки, из которых образуются новые нейроны^{10}.

Рейнольдс и Вейс открыли стволовые клетки, которые содержатся в стенках наполненных жидкостью мозговых полостей, так называемых желудочков мозга, и отвечают за нейрогенез взрослых в обонятельной луковице. Стволовые клетки гиппокампа были впервые описаны вскоре после этого рабочей группой Фреда Гейджа. Ясодхара Рэй первой выделила их из гиппокампа плода, то есть еще нерожденного организма, и размножила, вырастив клеточную культуру. Ее коллега Тео Палмер, ныне профессор Стэнфордского университета, что находится к югу от Сан-Франциско, в 1995 году опубликовал описание аналогичного процесса в мозге взрослых крыс^{11}.

Последнее открытие имело эпохальное значение, но мир научной прессы часто бывает очень несправедлив. Престижные журналы отклонили статью Палмера как недостаточно новаторскую. Его опередили Рейнольдс и Вейс, а также его собственная коллега Рэй. Но именно в его работе был найден, вероятно, важнейший в конечном счете элемент – в первую очередь если говорить о применимости этих данных к человеку. То, что можно было предполагать после исследований Рейнольдса и Вейса, теперь было установлено точно: существуют стволовые клетки, способные производить в гиппокампе крыс новые нейроны. Это и были те самые активно делящиеся клетки, которые Альтман пометил авторадиографическим методом.

Метод, использующий излучение тимидина, отличается трудоемкостью; сегодня к нему также неохотно прибегают из-за радиоактивности, пусть даже очень слабой. Требования высокие, с другой стороны, он сложен в применении. С его помощью можно получить лишь черно-белое изображение; к тому же невозможно использовать его одновременно с современными флуоресцентными методами, когда различные маркеры в клетках дают разный цвет, что позволяет с очень высокой точностью определить клеточный тип. Для этого требуется «холодный» процесс, в ходе которого можно было бы маркировать флуоресцентными красителями в том числе новообразованный генетический материал. Хотя такой процесс и был разработан в 80-е годы, в сферу изучения нейрогенеза взрослых он проник лишь еще через много лет после фундаментальных исследований Ноттебома – тот все еще опирался на тимидиновый метод. Первая работа, в которой с помощью современной методики, с одной стороны, четко пометили новые клетки, а с другой – маркировали их принадлежность к нейронам, относится к 1996 году. Эта методика носит название используемого в ней вещества, бромдезоксиуридина, сокращенно БДУ. БДУ – аналог тимидина, в том числе в ДНК он может замещать основание T. Иными словами, он очень похож на тимидин, вступает с ним в конкуренцию и встраивается вместо него в новые цепочки ДНК, но это сходство не бесконечно. Особые белки иммунной системы, называемые антителами, способны отличить БДУ от тимидина. Если пометить такое, распознающее только БДУ, антитело, флуоресцентным красителем, то под флуоресцентным микроскопом все клетки, содержащие новообразованную ДНК, будут светиться – в отличие от других, старых клеток, содержащих лишь обычный тимидин (см. рис. 4 на вклейке).

Этот метод с использованием БДУ до сих пор остается основным в исследовании новых нервных клеток. В то же время сегодня с целью подтвердить и более точно описать нейрогенез взрослых разработано множество других методик. В науке это происходит постоянно: она стремится постичь одно и то же явление разными, независимыми друг от друга методами. Только их независимость и позволяет гарантировать, что мы не находимся в плену всеобщего заблуждения.

Благодаря такому методологическому разнообразию мы можем считать существование нейрогенеза у взрослых млекопитающих, включая человека, установленным фактом. Однако до этого пришлось пройти долгий путь.

Пределы нейрогенеза взрослых у человека