Как да възстановим прекъснати нерви, Наука и живот
Комбинираното действие на молекулярни и визуални стимули помага на клетките на ретината да възстановят контакта си с мозъка.
Нашата нервна система е разделена на централна (мозък и гръбначен мозък) и периферна (нерви, които преминават от мозъка и гръбначния мозък към вътрешните органи и части на тялото). И ако периферните нерви могат да се регенерират в случай на увреждане, то централните нервни пътища, за съжаление, почти нямат такава способност: например всички знаем, че гръбначният мозък се възстановява изключително бавно след увреждане, ако изобщо се възстановява.
Сигналите в нервните вериги протичат по нервните израстъци и при нараняване най-дългите от тях – аксоните, се разкъсват, събирайки се в нервни снопове. Нервните клетки могат да възстановят своите аксони, но те са възпрепятствани от липсата на протеинови растежни фактори и образуването на защитен белег на мястото на увреждане, което предотвратява растежа на невронните процеси и редица други причини. (За всеки случай, нека уточним, че тук не говорим за появата на напълно нови неврони, а за факта, че старите клетки израстват отново своите аксони.)
Невролозите са направили много опити по някакъв начин да активират възстановяването на централните нерви: например, в експерименти с мишки, те успяват да „разтегнат“ аксоните на увредения зрителен нерв с помощта на стимулиращи химически сигнали, като същевременно елиминират протеините, които потискат процеса на възстановяване. Успехът всеки път беше много умерен: растежните процеси на невроните, първо, не винаги растяха до края, и второ, те се свързваха с грешни партньори, така че животните оставаха слепи.
Въпреки това, в нова статия вNature Neuroscience,Андрю Хуберманот Станфорд и колеги от Калифорнийския университет вСан Диего и Харвард пишат, че зрителният нерв може да бъде възстановен, ако се използват химически стимули в комбинация със зрителни.
Както знаете, зрителният нерв, напускащ окото, се формира от процеси на ганглийни клетки на ретината. Всеки от тях възприема сигнали от много фоторецептори - пръчици и колбички. Общият сигнал, събран от ганглиозната клетка, се изпраща по нейния аксон до мозъка.
Картината се усложнява от факта, че има няколко вида ганглиозни клетки, всяка със своя собствена специализация: някои фиксират движението, други улавят само определен цвят и т.н. Човек може да си представи колко разнообразни са отделните „аксонни“ проводници, които изграждат „кабела“ на зрителния нерв - и в края на краищата тези проводници трябва в крайна сметка да стигнат до определени зони на мозъчния визуален анализатор.
Сега си представете, че оптичният нерв е повреден и ние сме изправени пред задачата да възстановим прекъснатата връзка: тук е необходимо не само да принудим процесите на ганглиозните клетки да растат, но и да се уверим, че от другата страна на увреждането всеки тип невронна „жица“ образува правилния контакт.
Клетките могат да бъдат накарани да растат аксони с помощта на специален протеин, който задейства съответния сигнал за растеж. Този сигнал в централните нерви избледнява бързо, но изследователите модифицираха мишки, така че стимулиращите протеини в животните да работят постоянно и в същото време инжектираха гени за флуоресцентни протеини в техните ганглийни клетки на ретината, за да могат да наблюдават растежа им. След това те хирургично увреждат зрителния нерв на мишки и наблюдават какво се случва. Израстъците на клетките, както се очакваше, нараснаха, но не можаха да се възстановят напълно.
Друга група мишки също имаше увреден зрителен нерв, но не и молекулярноте не доставяха стимуланти - те се опитаха да предизвикат растеж на аксоните в тях с чисто визуален стимул, използвайки висококонтрастни снимки, които бяха показани на мишки в продължение на няколко седмици. Имаше известен ефект, но отново не твърде голям - беше невъзможно да се възстанови напълно зрителната "нервна връзка" по този начин.
Но когато и двата метода, молекулярна и визуална стимулация, бяха комбинирани, процесите на ганглийните клетки се разраснаха много повече и не само достигнаха областта на оптичната хиазма, но също така намериха правилния контакт за предаване на своя сигнал.
Основното тук е друго - както се оказа, нервите на централната нервна система все още могат да бъдат предизвикани да се възстановят, въпреки факта, че те сами по себе си изобщо не са склонни към това. Малко вероятно е зрителният нерв да е нещо уникално тук и може би регенеративните способности на гръбначните пътища могат да бъдат засилени по подобен начин - само ако за тях се намери успешна комбинация от разнородни стимули.