Νέα στοιχεία δείχνουν ότι ο ενήλικος εγκέφαλος παράγει νέους νευρώνες

Νέα ευρήματα δείχνουν ότι ο ενήλικος ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να παράγει νέους νευρώνες στον ιππόκαμπο, σύμφωνα με το New Scientist, μετά από χρόνια επιστημονικής αβεβαιότητας για το αν η νευρογένεση συνεχίζεται και στην ενήλικη ζωή.

Για επτά χρόνια, ο μοριακός βιολόγος Ionut Dumitru και οι συνεργάτες του αναζητούσαν στο Karolinska Institute της Σουηδίας συγκεκριμένες αποδείξεις για τη δημιουργία νέων νευρώνων στον ενήλικο εγκέφαλο. Η συζήτηση στην επιστημονική κοινότητα κρατά εδώ και δεκαετίες, με μελέτες που άλλες φορές έδιναν θετικά στοιχεία και άλλες όχι.

Πλέον, νέα δεδομένα, μεταξύ των οποίων και εκείνα της ομάδας του Dumitru, δείχνουν με μεγάλη βεβαιότητα ότι η νευρογένεση συμβαίνει στον ανθρώπινο ιππόκαμπο, περιοχή κρίσιμη για τη μάθηση και τη μνήμη. Η εξέλιξη αυτή αναγκάζει τους επιστήμονες να επανεξετάσουν παγιωμένες αντιλήψεις για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος και πώς αλλάζει με την ηλικία.

Η σημασία του ευρήματος δεν είναι μόνο θεωρητική. Αν ο εγκέφαλος μπορεί να αντικαθιστά μέρος των νευρώνων που χάνονται, αυτό θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τη θεραπεία παθήσεων όπως το Alzheimer, το εγκεφαλικό επεισόδιο και η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS), που συνδέονται με εκτεταμένη απώλεια νευρώνων.

«Για πολλούς από εμάς, το ερώτημα δεν είναι πια αν υπάρχει ή όχι», λέει ο νευροεπιστήμονας Hongjun Song από το Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια. «Είναι το πώς μπορούμε να το αξιοποιήσουμε».

Οι νευρώνες είναι οι βασικοί αγγελιοφόροι του εγκεφάλου και μεταφέρουν τα σήματα που στηρίζουν λειτουργίες όπως η κίνηση, η ομιλία, η σκέψη και το όνειρο. Δημιουργούνται όταν ένα βλαστικό κύτταρο μετατρέπεται σε πρόδρομο κύτταρο και στη συνέχεια δίνει έναν ανώριμο νευρώνα, ο οποίος ωριμάζει σταδιακά.

Για χρόνια επικρατούσε η άποψη ότι αυτή η διαδικασία περιορίζεται στην εμβρυϊκή ανάπτυξη και, σε μικρότερο βαθμό, στην παιδική και εφηβική ηλικία. Με άλλα λόγια, θεωρούσαν πως οι άνθρωποι γεννιούνται με σχεδόν όλους τους νευρώνες που θα έχουν ποτέ.

Η πρώτη σοβαρή αμφισβήτηση ήρθε στις αρχές της δεκαετίας του 1960, όταν ο βιολόγος Joseph Altman στο Massachusetts Institute of Technology αναζήτησε σημάδια νευρογένεσης σε ενήλικους αρουραίους. Μετά την έγχυση ραδιενεργού ιχνηθέτη που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της κυτταρικής διαίρεσης, εντόπισε κύτταρα στον εγκέφαλό τους που έμοιαζαν να έχουν παραχθεί πρόσφατα.

Η ανακάλυψη αντιμετωπίστηκε τότε με σκεπτικισμό από τη νευροεπιστημονική κοινότητα. Η ιδέα ότι η νευρογένεση στον ενήλικο εγκέφαλο ήταν αδύνατη είχε, όπως λέει ο Fred «Rusty» Gage από το Salk Institute for Biological Studies στην Καλιφόρνια, ριζώσει βαθιά στη σχετική βιβλιογραφία.

Στη συνέχεια, άλλοι ερευνητές επιβεβαίωσαν τη διαδικασία σε είδη όπως καναρίνια και πιθήκους, ενώ φάνηκε ότι σχετίζεται και με τη μάθηση και τη μνήμη. Ωστόσο, για τον ανθρώπινο εγκέφαλο το ερώτημα παρέμενε ανοιχτό, αφού δεν είναι δυνατόν να εξεταστεί με τον ίδιο τρόπο ζωντανός ανθρώπινος ιστός.

Ο Gage και οι συνεργάτες του βρήκαν αργότερα έναν έμμεσο τρόπο. Τη δεκαετία του 1990, ορισμένοι ασθενείς με καρκίνο έλαβαν τη χημική ουσία BrdU, που σημαίνει τα διαιρούμενα κύτταρα. Όταν πέντε από αυτούς πέθαναν, οι ερευνητές εξέτασαν μεταθανάτια τους εγκεφάλους τους και βρήκαν BrdU σε κύτταρα του ιππόκαμπου, κάτι που έδειχνε νευρογένεση.

Το πρόβλημα είναι ότι η BrdU μπορεί να επισημαίνει και κύτταρα που βρίσκονται σε φάση επιδιόρθωσης, όχι μόνο διαίρεσης. Μεταγενέστερες μελέτες με άλλους δείκτες έδωσαν αντικρουόμενα αποτελέσματα: άλλες έδειχναν σχεδόν καθόλου νευρογένεση, ενώ άλλες υποστήριζαν ότι ο ενήλικος ιππόκαμπος παράγει 700 νέους νευρώνες την ημέρα.

Ο Song και οι συνεργάτες του ακολούθησαν διαφορετική προσέγγιση. Αντί να αναζητήσουν ανώριμους νευρώνες με λίγους δείκτες, ανέλυσαν το πλήρες γενετικό προφίλ μεμονωμένων εγκεφαλικών κυττάρων, αναζητώντας τα χαρακτηριστικά πρόσφατα σχηματισμένων κυττάρων. Εντόπισαν ανώριμους νευρώνες σε ανθρώπους που είχαν πεθάνει σε όλα τα στάδια της ζωής, έως και τα 92 χρόνια.

Ωστόσο, η παρουσία ανώριμων νευρώνων από μόνη της δεν αρκεί για να αποδειχθεί ότι ο ενήλικος εγκέφαλος δημιουργεί νέους. Τα κύτταρα αυτά μπορεί να παραμένουν σε ανώριμη κατάσταση για πολύ μεγάλο διάστημα, ακόμη και σε όλη τη διάρκεια της ζωής.

Η βασική δυσκολία ήταν να καταγραφούν όλα τα στάδια της διαδικασίας. «Κανείς δεν είχε εντοπίσει τα πολλαπλασιαζόμενα πρόδρομα κύτταρα», λέει ο Dumitru. «Μπορούσαν να εντοπίσουν ανώριμους νευρώνες, μπορούσαν να εντοπίσουν ίσως βλαστικά κύτταρα — δηλαδή τα κύτταρα στην αρχή και στο τέλος της πορείας — αλλά κανείς δεν είχε εντοπίσει τα πολλαπλασιαζόμενα».

Για να τα αναγνωρίσουν, ο Dumitru και οι συνεργάτες του ανέλυσαν γενετικά περίπου 400.000 εγκεφαλικά κύτταρα από τον ιππόκαμπο ανθρώπων που είχαν πεθάνει από τη βρεφική ηλικία έως την ενηλικίωση. Χρησιμοποίησαν και ένα μοντέλο μηχανικής μάθησης, δηλαδή τεχνητής νοημοσύνης, ώστε να εντοπίσουν γενετικά μοτίβα που έμοιαζαν με εκείνα πρόδρομων κυττάρων σε ζώα και σε αναπτυσσόμενα βρέφη.

Η ομάδα δυσκολεύτηκε ακόμη και να πιστέψει τα πρώτα ευρήματα. «Ήταν τόσο δύσκολο να πείσουμε τους εαυτούς μας», λέει η Marta Paterlini, μοριακή βιολόγος στο Karolinska Institute και μέλος της ομάδας.

Μετά από χρόνια ελέγχων και επανελέγχων, οι ερευνητές έκριναν ότι είχαν φτάσει σε ασφαλές συμπέρασμα. Εντόπισαν περίπου 350 πρόδρομα κύτταρα, τα οποία δεν υπήρχαν σε όλους τους εγκεφάλους που εξετάστηκαν. Ωστόσο, μόνο και μόνο με την παρουσία τους, υποστηρίζουν ότι έδειξαν πως υπάρχει ενεργή νευρογένεση στον ιππόκαμπο.

Κάποιοι επιστήμονες παραμένουν επιφυλακτικοί. Ο Arturo Alvarez-Buylla από το University of California, San Francisco, δεν θεωρεί ότι τα μοντέλα μηχανικής μάθησης μπορούν να κατηγοριοποιήσουν αξιόπιστα τους τύπους κυττάρων. Κατά τη γνώμη του, ο μόνος τρόπος να αποδειχθεί οριστικά η νευρογένεση στον ενήλικο άνθρωπο θα ήταν να παρακολουθηθεί ένα βλαστικό κύτταρο καθώς μετατρέπεται σε νευρώνα, κάτι που είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει σε ζωντανό άνθρωπο.

Παρά τις ενστάσεις, διαμορφώνεται όλο και περισσότερο συναίνεση. Σήμερα βρίσκονται σε εξέλιξη τουλάχιστον 38 κλινικές δοκιμές που σχετίζονται με την ενήλικη νευρογένεση. «Υπάρχει», λέει η Sandrine Thuret από το King’s College London. «Η νέα συζήτηση είναι τι ακριβώς κάνει».

Ένα πρώτο στοιχείο είναι ότι η ενήλικη νευρογένεση φαίνεται να περιορίζεται σχεδόν αποκλειστικά στον ιππόκαμπο, το κέντρο της μάθησης και της μνήμης. Η περιοχή αυτή είναι ιδιαίτερα πλαστική και μπορεί να αναδιοργανώνεται εύκολα, σχηματίζοντας νέες συνδέσεις που βοηθούν στην πρόσληψη και αποθήκευση νέων πληροφοριών.

Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε νωρίτερα φέτος, η νευροεπιστήμονας Orly Lazarov από το University of Illinois College of Medicine και οι συνεργάτες της βρήκαν ότι η νευρογένεση μπορεί να παίζει ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Εξέτασαν δείγματα ιππόκαμπου από ενήλικες με Alzheimer και από ενήλικες χωρίς γνωστική έκπτωση, ανάμεσά τους και «superagers», δηλαδή ανθρώπους 80 ετών και άνω που είχαν αποδώσει καλύτερα από νεότερους ενήλικες σε τεστ μνήμης.

Κατά μέσο όρο, οι superagers είχαν περίπου διπλάσιους ανώριμους νευρώνες στον ιππόκαμπο σε σχέση με ενήλικες χωρίς γνωστική έκπτωση. Τα άτομα με Alzheimer είχαν σχεδόν καθόλου.

Το εύρημα δείχνει ότι η νευρογένεση συνδέεται στενά με τη γνωστική λειτουργία και ίσως συμβάλλει στην καθυστέρηση της έκπτωσής της. Ορισμένοι από τους superagers με πολλά ανώριμα κύτταρα είχαν επίσης ενδείξεις Alzheimer στον εγκέφαλο, όπως πλάκες και ακατάστατες συσσωρεύσεις πρωτεϊνών. Η Lazarov εκτιμά ότι η ενισχυμένη νευρογένεση μπορεί να βοηθά τον εγκέφαλο να παρακάμπτει ή να υπερβαίνει ό,τι αλλιώς θα οδηγούσε σε γνωστική έκπτωση.

Τον τελευταίο χρόνο, αρκετές μελέτες έδειξαν επίσης ότι η νευρογένεση διαταράσσεται σε παθήσεις όπως η νόσος του Parkinson και η κατάθλιψη. Για την κατάθλιψη έχει εργαστεί επί 20 χρόνια ο René Hen από το Columbia University στη Νέα Υόρκη.

Το ενδιαφέρον του ξεκίνησε όταν είδε μελέτη που έδειχνε ότι αρουραίοι στους οποίους χορηγούνταν αντικαταθλιπτικά εμφάνιζαν αυξημένη νευρογένεση. Σε επόμενο πείραμα διαπίστωσε ότι, αν επενέβαινε ώστε να σταματήσει η παραγωγή νέων νευρώνων, οι αρουραίοι έπαυαν επίσης να ανταποκρίνονται στα αντικαταθλιπτικά.

Ο Hen και οι συνεργάτες του έδειξαν ότι, τουλάχιστον στα ζώα, η νευρογένεση στον ιππόκαμπο φαίνεται να είναι κρίσιμη για τη διαδικασία της διαχωριστικής μνήμης, δηλαδή της ικανότητας να ξεχωρίζουμε διαφορετικά αντικείμενα, καταστάσεις και συναισθήματα και να τα θυμόμαστε σωστά. Η λειτουργία αυτή διαταράσσεται στην κατάθλιψη, αλλά και σε άλλες ψυχιατρικές παθήσεις όπως η σχιζοφρένεια και η διπολική διαταραχή.

Η ίδια διαδικασία μπορεί να εξηγεί και την τάση ορισμένων ασθενών με κατάθλιψη να γενικεύουν υπερβολικά, για παράδειγμα να θεωρούν ότι μια κακή μέρα σημαίνει πως όλα θα πάνε πάντα άσχημα, λέει ο Hen.

Όπως και η νόσος του Alzheimer, αυτές οι ψυχικές παθήσεις συνδέονται επίσης με μικρότερο όγκο ιππόκαμπου. Παρότι πιθανότατα εμπλέκονται πολλοί παράγοντες, ο Hen λέει ότι η διαταραγμένη νευρογένεση μπορεί να είναι ένας από αυτούς.

Αν βρεθεί τρόπος να ενισχυθεί η νευρογένεση, αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει πολλά υποσχόμενη θεραπευτική προσέγγιση. Μελέτες δείχνουν ότι ήδη διαθέσιμα φάρμακα, όπως τα αντικαταθλιπτικά και η μετφορμίνη για τον διαβήτη, ίσως ενισχύουν τη διαδικασία.

Υπάρχουν όμως και πιο προχωρημένες προσεγγίσεις. Αν οι ερευνητές εντοπίσουν γιατί οι superagers έχουν αυξημένη νευρογένεση και γιατί αυτό φαίνεται προστατευτικό, ίσως μπορέσουν να αναπτύξουν θεραπείες που μιμούνται αυτά τα αποτελέσματα. «Ίσως μπορέσουμε να προσφέρουμε ένα είδος ασπίδας [ενάντια στη γνωστική έκπτωση]», λέει η Lazarov.

Η αξιοποίηση της νευρογένεσης θα μπορούσε να βοηθήσει ακόμη και παθήσεις στις οποίες δεν εμπλέκεται άμεσα, όπως η τραυματική εγκεφαλική βλάβη ή το εγκεφαλικό επεισόδιο. Μελέτη του 2025 έδειξε ότι η μεταμόσχευση πρόδρομων νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο ποντικών μετά από εγκεφαλικό οδήγησε στη δημιουργία νέων νευρώνων και βοήθησε τα ζώα να ανακτήσουν χαμένη κίνηση.

Παρόλα αυτά, θα χρειαστούν χρόνια για να φανεί αν παρεμβάσεις πάνω στη νευρογένεση λειτουργούν και ακόμη περισσότερα για να φτάσουν στην αγορά, αν τελικά αποδειχθούν αποτελεσματικές. Ο Song και η ομάδα του προσπαθούν να επιταχύνουν τη διαδικασία δημιουργώντας μικροσκοπικά μοντέλα του ανθρώπινου ιππόκαμπου, τα αποκαλούμενα οργανοειδή. Επειδή αποτυπώνουν πιο πιστά όσα συμβαίνουν στον ζωντανό ανθρώπινο εγκέφαλο σε σχέση με τα ζωικά μοντέλα, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον εντοπισμό θεραπειών που ενισχύουν τη νευρογένεση.

Άλλοι ερευνητές προσπαθούν να αναπτύξουν μη επεμβατικές τεχνικές απεικόνισης εγκεφάλου, ώστε να μετράται η νευρογένεση σε ζωντανούς ανθρώπους.

Υπάρχουν και απλούστερες παρεμβάσεις. «Ο τρόπος ζωής είναι ένας εύκολος τρόπος να επηρεαστεί, ενδεχομένως, η νευρογένεση», λέει η Thuret.