مغز بزرگسالان تا سنین بالا نورون‌های جدید حافظه تولید می‌کند – کشف انقلابی علم اعصاب
نوروژنز در هیپوکامپ بزرگسالان: یافته‌های کلیدی
تحقیقات جدید نشان می‌دهد که مغز انسان حتی در سنین بالا نیز به تولید نورون‌های جدید در مرکز حافظه ادامه می‌دهد. دانشمندان مؤسسه کارولینسکا در سوئد با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، سلول‌های پیش‌ساز عصبی را در افراد تا ۷۸ سالگی شناسایی کرده‌اند که تأییدکننده فرآیند نوروژنز (تولید نورون‌های جدید) در هیپوکامپ است.
یافته‌های اصلی این مطالعه:
- سلول‌های پیش‌ساز عصبی تا سنین بالا در هیپوکامپ باقی می‌مانند
- نورون‌های جدید در بخشی از هیپوکامپ به نام دنتیت جیروس تشکیل می‌شوند
- تفاوت‌های فردی در نوروژنز می‌تواند راهگشای درمان اختلالات مغزی باشد
هیپوکامپ: مرکز یادگیری و حافظه
هیپوکامپ ناحیه‌ای از مغز است که نقش اساسی در یادگیری، حافظه و تنظیم هیجانات دارد. در سال ۲۰۱۳، گروه تحقیقاتی یوناس فریسن در مؤسسه کارولینسکا نشان دادند که نورون‌های جدید می‌توانند در هیپوکامپ بزرگسالان تشکیل شوند. آنها با اندازه‌گیری سطح کربن-۱۴ در DNA بافت مغزی، زمان تشکیل سلول‌ها را تعیین کردند.
شناسایی سلول‌های مبدأ
اگرچه اهمیت و گستردگی تشکیل نورون‌های جدید (نوروژنز) هنوز مورد بحث است، تاکنون شواهد واضحی مبنی بر وجود و تقسیم سلول‌های پیش‌ساز عصبی در بزرگسالان وجود نداشت. یوناس فریسن، استاد تحقیقات سلول‌های بنیادی در دپارتمان زیست‌شناسی سلولی و مولکولی مؤسسه کارولینسکا می‌گوید: “ما اکنون توانسته‌ایم این سلول‌های مبدأ را شناسایی کنیم که تأیید می‌کند تشکیل نورون‌ها در هیپوکامپ مغز بزرگسالان ادامه دارد.”
روش‌شناسی تحقیق
محققان در این مطالعه جدید از ترکیب چندین روش پیشرفته برای بررسی بافت مغزی افراد ۰ تا ۷۸ ساله از بانک‌های زیستی بین‌المللی استفاده کردند. آنها از توالی‌یابی RNA تک هسته‌ای برای تحلیل فعالیت ژن در هسته‌های سلولی منفرد و فلوسیتومتری برای مطالعه ویژگی‌های سلولی بهره بردند.
با ترکیب این روش‌ها با یادگیری ماشین، توانستند مراحل مختلف تکامل نورونی را از سلول‌های بنیادی تا نورون‌های نابالغ شناسایی کنند که بسیاری از آنها در مرحله تقسیم بودند.
محل تشکیل نورون‌های جدید
برای تعیین محل این سلول‌ها، محققان از دو تکنیک RNAscope و Xenium استفاده کردند که موقعیت ژن‌های فعال در بافت را نشان می‌دهند. این روش‌ها تأیید کردند که سلول‌های تازه تشکیل شده در ناحیه‌ای خاص از هیپوکامپ به نام دنتیت جیروس قرار دارند. این ناحیه برای تشکیل حافظه، یادگیری و انعطاف‌پذیری شناختی اهمیت دارد.
امید به درمان‌های جدید
نتایج نشان می‌دهد که پیش‌سازهای نورون‌های بزرگسالان شباهت‌هایی با موش‌ها، خوک‌ها و میمون‌ها دارند، اما تفاوت‌هایی در ژن‌های فعال وجود دارد. همچنین تفاوت‌های زیادی بین افراد مشاهده شد – برخی بزرگسالان سلول‌های پیش‌ساز عصبی زیادی داشتند، در حالی که برخی دیگر تقریباً هیچ نداشتند.
فریسن توضیح می‌دهد: “این یافته قطعه مهمی از پازل درک نحوه عملکرد و تغییر مغز انسان در طول زندگی است. تحقیقات ما ممکن است پیامدهایی برای توسعه درمان‌های احیاکننده داشته باشد که نوروژنز را در اختلالات عصبی و روانپزشکی تحریک می‌کنند.”
همکاری‌های پژوهشی
این مطالعه با همکاری نزدیک یونوت دومیترو، مارتا پاترلینی و سایر محققان مؤسسه کارولینسکا و همچنین محققان دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد انجام شده است.
منابع مالی
این پژوهش توسط شورای تحقیقات سوئد، شورای تحقیقات اروپا (ERC)، انجمن سرطان سوئد، بنیاد کنوت و آلیس والنبرگ، بنیاد سوئدی تحقیقات استراتژیک، برنامه StratRegen، بورسیه بلندمدت EMBO، اقدامات ماری کوری و SciLifeLab تأمین مالی شده است. یوناس فریسن مشاور شرکت 10x Genomics است. برای فهرست کامل تعارض‌های منافع بالقوه به مقاله علمی مراجعه کنید.
اطلاعات بیشتر درباره این تحقیق
نویسنده: دفتر مطبوعاتی
منبع: مؤسسه کارولینسکا
تماس: دفتر مطبوعاتی – مؤسسه کارولینسکا
تصویر: اعتبار تصویر به Neuroscience News تعلق دارد
تحقیقات اصلی: دسترسی محدود
“شناسایی پیش‌سازهای عصبی تکثیرشونده در هیپوکامپ انسان بالغ” توسط یوناس فریسن و همکاران در مجله Science
چکیده تحقیق
شناسایی پیش‌سازهای عصبی تکثیرشونده در هیپوکامپ انسان بالغ
نوروژنز هیپوکامپی مداوم در بزرگسالان در تشکیل حافظه و تنظیم خلق نقش دارد اما مطالعه آن در انسان چالش‌برانگیز است. مشکلات در یافتن سلول‌های پیش‌ساز تکثیرشونده این سؤال را مطرح کرد که آیا و چگونه نورون‌های جدید ممکن است تولید شوند.
ما هیپوکامپ انسان را از بدو تولد تا بزرگسالی با توالی‌یابی RNA تک هسته‌ای تحلیل کردیم. تمام مراحل سلول‌های پیش‌ساز عصبی را در اوایل کودکی شناسایی کردیم. در بزرگسالان، با استفاده از آنتی‌بادی‌های علیه نشانگر تکثیر Ki67 و الگوریتم‌های یادگیری ماشین، سلول‌های پیش‌ساز عصبی تکثیرشونده را یافتیم.
علاوه بر این، داده‌های ترنسکریپتومیک نشان داد که پیش‌سازهای عصبی درون دنتیت جیروس قرار دارند. این نتایج به درک نوروژنز در انسان بالغ کمک می‌کند.
