Дорослі стовбурові клітини пересуваються через ростральний міграційний тракт, перш ніж облаштуватися в нюшній цибулині (велика структура у верхній правій частині зображення).
Протягом десятиліть вчені вважали, що нейрони в мозку, утворившись у ранньому віці, не поповнюються. Останнім часом, однак, були виявлені клітини, що мають можливість ділитися і перетворюватися на нові нейрони в певних областях мозку. Призначення цих нейропрогениторних клітин стало темою багатьох досліджень. Вчені системи Національних інститутів здоров'я США (National Institutes of Health, NIH) повідомляють, що новостворені клітини мозку в області нюшної системи миші відіграють найважливішу роль у підтримці зв'язку між мозком і нюшними рецепторами. Результати дослідження опубліковані в жовтні в Journal of Neuroscience.
«Це дивно, нове знання про роль стовбурових клітин у мозку змінює наше уявлення про них», - говорить провідний автор дослідження Леонардо Беллушіо (Leonardo Belluscio) з Національного інституту неврологічних розладів та інсультів (National Institute of Neurological Disorders and Stroke, NINDS).
Смердюча цибулина знаходиться в передній частині мозку і отримує інформацію безпосередньо з носа про запахи навколишнього середовища. Нейрони в лукавій цибулині сортують отриману інформацію і ретранслюють сигнали в мозок, в цей момент ми починаємо усвідомлювати запах. Втрата нюху є раннім симптомом при різних неврологічних захворюваннях, включаючи хвороби Альцгеймера і Паркінсона. За зниженням почуття нюху можна з досить високою часткою ймовірності передбачити смерть літньої людини протягом найближчих п'яти років.
У процесі нейрогенезу дорослі стовбурові нейропрогениторні клітини утворюються в субвентрикулярній зоні глибоко в мозку і мігрують до нюшної цибулини, де знаходять своє остаточне положення. Опинившись на місці, вони утворюють з'єднання з існуючими клітинами, і включаються в працюючу схему.
Доктор Беллушіо, фахівець із нюхливої системи, об'єднав зусилля з Хізер Кемерон (Heather Cameron), що вивчає процес нейрогенезу в Національному інституті психічного здоров'я (National Institute of Mental Health), для того, щоб детально вивчити, як постійне додавання нових нейронів впливає на організацію роботи нюльовничної цибулини. Використовуючи два типи спеціально генетично змінених мишей, колектив вчених змогли зокрема виявляти і усувати стовбурові клітини, які породжують нові нейрони в зрілому організмі, залишивши в цілісності інші клітини нюхомирної цибулини. Такий рівень деталізації досліджень був досягнутий вперше.
У перший серії експериментів з мишами, команда доктора Беллушіо команда для порушення роботи нейронних ланцюгів у нюшничній цибулині тимчасово затикали ніздрі тварин, що блокувало надходження нюшної сенсорної інформації в мозок. Раніше вже було встановлено, що ця форма сенсорної депривації викликає певні зміни в нюшливій цибулині: руйнується нормальна структура зв'язків. Було також відомо, що зруйнована система зв'язків відновлюється після припинення сенсорної депривації.
Однак поточне дослідження доктора Беллушіо показує, що коли ніс розблокується, ланцюги залишаються зруйнованими, якщо нові нейрони не мають можливості сформуватися і потрапити в нюшну цибулину. «Ми виявили, що без введення нових нейронів система не змогла відновитися», - говорить Беллушіо.
Для подальшого вивчення процесу, дослідники виключили можливість утворення нових нейронів у мишей, які не піддавалися сенсорній депривації. Виявилося, що система зв'язків у нюшній цибулині почала руйнуватися, так само, як у мишей із закритими ніздрями. Виявився прямий зв'язок між ступенем нестачі стовбурових клітин і ступенем порушення роботи нюшної цибулини.
За словами доктора Беллушіо, передбачалося, що контури мозку дорослої людини досить стійкі і введення нових нейронів змінює існуючі схеми, змушуючи його перебудовуватися. "Однак, в даному випадку, схема, як тепер видається, за своєю природою нестабільна і вимагає постійного припливу нових нейронів не тільки для відновлення організації при порушеннях, але також для підтримки стабільної роботи його зрілої структури. Досить цікаво, що, незважаючи на безперервну заміну клітин у ланцюгах нюхомирної цибулини, за нормальних обставин його організація не змінюється ", - сказав він.
Доктор Беллушіо і його колеги припускають, що нові нейрони в нюшній цибулині відіграють важливу роль у процесі адаптації до постійно змінюваних умов. Доктор Кемерон зазначила, що подібні процеси можуть відбуватися і в інших відділах мозку, зокрема, в гіпокампі.