Революция в голове. Как новые нервные клетки омолаживают мозг - Кемперманн Герд

Среди моих преподавателей и учителей если три человека, которым я особенно обязан: это Бенедикт Фольк, Фред Гейдж и Пауль Балтес. Они сформировали мои научные взгляды, которые, в свою очередь, во многом повлияли на то, как развивалось мое представление о нейрогенезе взрослых, изложенное здесь.

В решающий момент Георг Кройцберг дал мне правильный совет: решиться на независимость в науке. Кроме того, Гельмут Кеттенманн очень сильно поддерживал меня в то время, которое я провел в Берлине, а Юрг Кессельринг оказал большое влияние на мои представления о врачебной профессии и о неврологии.

Дрезден – великолепное место, чтобы заниматься наукой, в том числе благодаря близости к искусству. Это многонациональный город, заметный в научном мире. Я каждый день радуюсь его пестроте и знаю, что это – основа успеха наших исследований. Наши институты не были бы столь хороши без множества ученых со всей земли. Все пронизано интернациональностью. В современной науке в одиночку вы ничто. В первую очередь это касается моей чудесной многонациональной рабочей группы, которая изо дня в день превращает работу в радость. Я благодарю своих сотрудников за их вклад и за прекрасный командный дух.

В этой книге представлено мое личное изложение, но я рассказываю о достижениях многих ученых, которые все вместе, начиная с таких пионеров, как Джозеф Альтман, сформировали наши сегодняшние знания о новых нейронах. По научным меркам, библиографический аппарат, к которому я обращался, зачаточный. Можно было с полным основанием процитировать здесь сотни статей; но это было бы сделано ценой доступности текста для неспециалистов.

При этом похваляться чужими достижениями входило в мои намерения в последнюю очередь. Мне выпало счастье быть непосредственным свидетелем решающей фазы в исследованиях нейрогенеза взрослых, и я очень надеюсь, что мне удалось подобающим образом представить вклад множества моих коллег, которые развивали их. Если я не отдал должное чьей-то работе, то сделал это ненамеренно и признаю свою ошибку. То, что мы знаем сегодня, – заслуга множества людей, и я благодарен и счастлив работать в научной области, которую в целом формирует такое большое сообщество. Для меня важно подчеркнуть эту сплоченность.

Ученым приходится много путешествовать. Это одна из причин, по которым данная профессия столь привлекательна. Наука – международная сфера, и конфликты, из которых состоит большая политика, для ученых ничего не значат. Мы с удовольствием сидим за общим столом и, как правило, мало печемся о национализме. Просто для нас важнее всего дело, и чудесно, когда в разных уголках мира вопреки мнимым культурным различиям завязывается и сохраняется дружба. Во многом наука – это личное общение.

Но за эту радость общения приходится платить временем, и оборотная сторона состоит в том, что ваша семья порой не получает всего, что ей причитается. В знак небольшой компенсации я посвящаю эту книгу своим детям.

Вклейка

Рис. 1. Зоны мозга человека, в которых происходит нейрогенез. У приматов клетки, образующиеся в субвентрикулярной области, мигрируют еще и в полосатое тело, которое представляет собой анатомическую структуру мозга, отвечающую за мышечный тонус, формирование условных рефлексов, а также регулирующую некоторые поведенческие реакции.

Рис. 2. Если посчитать клетки мозга, как это делал датский анатом Марк Вест, можно заметить, что различия между отдельными людьми больше, чем зависимость от возраста. Только при проявленной деменции (черные точки) меньшее количество клеток действительно соответствует нарушению функций. В остальном зависимость слабая (Lancet, 17 September 1994; 344 (8925) P. 769-772)

Рис. 3. Первая нервная клетка, открытая в гиппокампе крысы. Оригинал снимка можно найти в статье Джозефа Альтмана и его коллеги Гопала Даса 1963 года. Однако обычно считается, что начало исследованиям нейрогенеза взрослых положило гораздо более подробное исследование 1965 года

Рис. 4. Чтобы продемонстрировать новую нервную клетку в препарате мозга, нужно показать, что она новая и относится к нейронам. Вновь образованные клетки можно продемонстрировать с помощью маркера клеточного деления бромдезоксиуридина (БДУ) (красный цвет), а нейроны - окрашивая белки, которые встречаются только в нервных клетках (зеленый цвет). Альтман и Ноттебом могли метить новые нейроны только радиоактивными изотопами, им приходилось опираться на менее надежные критерии, чтобы показать принадлежность клеток к нейронам

Рис. 5. В результате наземных испытаний атомной бомбы до 60-х годов в атмосфере выросло содержание изотопа углерода-14. 14C проникает в наши клетки и позволяет, почти как БДУ, выявить новые нервные клетки (Science, 07 June 2013; 340 (6137), pp. 1180-1181. doi: 10.1126/science.1240681)

Рис. 6. Существуют вспомогательные маркеры новых нервных клеток, не настолько убедительные как метод БДУ, но также надежно выделяющие новые нервные клетки в препаратах человеческого мозка. На иллюстрации показаны клетки, содержащие такой маркер - даблкортин (DCO) - в человеческом гиппокампе в возрасте 9 дней, 20, 45 и 65 лет (PLoS One. 2010 Jan 29;5(1):e8809. doi: 10.1371/journal.pone.0008809)

Рис. 7. Чтобы использовать метод с углеродом-14, нужен гигантский, крайне чувствительный масс-спектрометр, способный выловить отдельные атомы 14C миллиардов обычных атомов углерода. Такой прибор установлен в Уппсале. Он занимает не только этот зал!

Фотоматериалы

Все изображения принадлежат автору, за исключением следующих:

Илл. 2, 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 17 – общественное достояние, Wikemedia Commons

Илл. 1 – Rockefeller University

Илл. 5 – Yale University

Илл. 6 – Openclipart

Илл. 11 – A. Alvarez-Buylla

Илл. 12 – F. H. Gage

Илл. 18 – C. Swanson / perspicuity.com

Илл. 19, 20 – UC Berkeley

Илл. 23 – J.H. Meijer, Y. Robbers / CC-BY-3.0

Илл. 25 – E. Skillings, J. Morton / University of Cambridge

Все изображения принадлежат автору за исключением следующих:

Рис. 1 – Verlag C.H. Beck

Рис. 3 – J. Altman

Рис. 5 – The American Association for the Advancement of Science (AAAS)

Рис. 7 – M. Salehpour, T. Thörnlund / Div. for Physics and Astronomy, University of Uppsala, Sweden

Рис. 8 – из книги R. Virchow. Die Cellularpathologie in ihrer Begründung auf physiologische und pathologische Gewebelehre. Berlin: Verlag von August Hirschward, 1858

Рис. 12 – общественное достояние, Wikimedia Commons

Рис. 14 – Library of Congress Prints and Photographs Division Washington, D.C. / Reproduction Number: HABS NY,15-BUF,6--1

Рис. 21 – F. Clauß / CRTD

Комментарии

1

Goldman S.A., Nottebohm F. (1983). Neuronal production, migration, and differentiation in a vocal control nucleus of the adult female canary brain // Proceedings of the National Academy of Sciences, 80. P. 2390–2394.