Исследование пациентов с эпилепсией показывает, как создание новых нейронов улучшает когнитивные функции
Почему у взрослых людей образуются новые клетки мозга? Исследование, опубликованное в Cell Stem Cell, представляет первые клеточные доказательства того, что образование новых клеток мозга у взрослых поддерживает вербальное обучение и память, что позволяет людям вести беседы и запоминать услышанное. Это открытие может указать на новые подходы к восстановлению когнитивных функций.
Исследование, проведенное учеными из USC Stem Cell и USC Neurorestoration Center при Медицинской школе Кека при USC, основывалось на мозговой ткани пациентов с лекарственно-устойчивыми случаями мезиальной височной эпилепсии (MTLE), которая сопровождается судорогами, а также ускоренным снижением когнитивных функций .
«Лечение пациентов с эпилепсией позволяет нам исследовать цель генерации новых нейронов в нашем мозге. Мы видим, что одна из причин — это возможность извлечь уроки из разговоров, которые мы ведем», — сказал соавтор Майкл Бонагуиди, доцент кафедры биологии стволовых клеток и регенеративной медицины , геронтологии, биохимии и молекулярной медицины , биомедицинской инженерии и нейрохирургии, а также помощник директора Центра нейрореставрации Университета Южной Калифорнии.
«Эти результаты, несомненно, важны для всех людей, страдающих от снижения обучаемости и когнитивных способностей, но они также особенно актуальны для пациентов с эпилепсией, которые принимали участие в исследовании», — добавил соавтор Чарльз Лю, профессор нейрохирургии , неврологии и биомедицинской инженерии , директор Центра нейрореставрации Университета Южной Калифорнии и директор Консорциума по лечению эпилепсии Университета Южной Калифорнии.
В исследовании первые авторы Асвати Аммотумканди и Луис Корона из Южно-Калифорнийского университета и их коллеги изучали, как процесс создания новых клеток мозга, называемый нейрогенезом, влияет на различные типы снижения когнитивных функций при прогрессировании MTLE.
Исследователи обнаружили, что у пациентов с MTLE наблюдается снижение когнитивных способностей во многих областях, включая вербальное обучение и память , интеллект и визуально-пространственные навыки. Что касается вербального обучения и памяти, а также интеллекта, у пациентов наблюдается резкое снижение в течение первых 20 лет приступов. В течение тех же двух десятилетий нейрогенез замедляется до такой степени, что незрелые клетки мозга становятся почти необнаружимыми.
На основе этих наблюдений ученые искали связи между количеством незрелых клеток мозга и основными областями когнитивного снижения, связанного с MTLE. Они обнаружили, что самая сильная связь существует между снижением количества незрелых клеток мозга и вербальным обучением и памятью.
Это удивительное открытие, поскольку уровни нейрогенеза у грызунов и других лабораторных животных способствуют другому типу обучения и памяти с использованием зрительно-пространственных навыков. Роль нейрогенеза в вербальном обучении и памяти подчеркивает ценность изучения ткани человеческого мозга .
Эти чрезвычайно ценные хирургические образцы были щедро пожертвованы пациентами Центра эпилепсии Ранчо Лос Амигос — уникального ресурса в системе общественного здравоохранения, способствующего развитию здравоохранения и справедливости в исследованиях для недостаточно застрахованного населения региона. Во время сложных операций нейрохирурги аккуратно удалили пораженный гиппокамп одним куском, излечив большинство пациентов от припадков.
«Наше исследование предоставляет первые клеточные доказательства того, как нейрогенез влияет на человеческое познание — в данном случае на вербальное обучение и память», — сказал Бонагуиди.
«Эта работа открывает путь для будущих исследований, изучающих способы улучшения вербального обучения и памяти путем усиления нейрогенеза, возможно, с помощью упражнений или терапевтических препаратов. Эти подходы могут помочь не только пациентам с MTLE, болезнью Альцгеймера и деменцией, но и всем нам со стареющим мозгом».