Эволюция научной парадигмы: от концепции статичного мозга к признанию взрослого нейрогенеза
Введение
История науки представляет собой процесс, в котором экспериментальные данные, технологические достижения и теоретические построения находятся в постоянном взаимодействии. Ярким примером такого развития служит кардинальное переосмысление пластичности головного мозга. Современная нейробиология утверждает, что мозг представляет собой не статичную структуру, а динамическую систему, способную к адаптации и функциональной перестройке на протяжении всей жизни человека (Kempermann et al., 1997 [1]; Spalding et al., 2013 [2]). В данном эссе прослеживается, как научное сообщество преодолело укоренившуюся парадигму о неизменности нервной системы взрослого организма.
От догмы к первым сомнениям: господство идеи статичного мозга
В начале XX века доминирующей стала концепция, сформулированная Сантьяго Рамон‑и‑Кахалем, согласно которой нейроны взрослого человека не делятся, а их количество фиксировано (Рамон-и-Кахаль, 1913 [3]). Эта парадигма, основанная на методах того времени, определила развитие нейронауки на десятилетия.
Прорыв в эксперименте: первые свидетельства нейрогенеза у млекопитающих
Первые экспериментальные доказательства нейрогенеза у взрослых млекопитающих были получены в 1960‑х годах. Йозеф Альтман и его коллеги, используя метод радиоавтографии с ³H‑тимидином, продемонстрировали образование новых нейронов в мозге крыс (Altman & Das, 1965 [4]). Однако эти данные не были сразу приняты научным сообществом.
Пластичность в действии: ключевая роль моделей на животных
Существенный вклад в понимание связи нейрогенеза с обучением внесли исследования на певчих птицах. Работы Фернандо Ноттебома продемонстрировали сезонные изменения объёма вокальных центров мозга и генерацию новых нейронов в ответ на обучение (Ноттебом, 1989 [5]). Эти результаты показали способность мозга к структурной и функциональной пластичности под влиянием внешних стимулов. Российские биологи интегрировали эти данные в свои модели нейропластичности. Александр Каплан отмечает вклад этих работ в демонстрацию структурных и функциональных изменений мозга под влиянием среды, что стимулировало поиск аналогичных механизмов у млекопитающих (Каплан, 1988 [6]).
Окончательное подтверждение: нейрогенез у человека становится фактом
Неопровержимое подтверждение нейрогенеза у взрослых людей было получено на рубеже XX–XXI веков. Исследование с использованием BrdU показало образование новых нейронов в гиппокампе человека (Ericsson et al., 1998 [7]). В дальнейшем метод углеродного датирования (¹⁴C) в сочетании с масс‑спектрометрией позволил напрямую оценить скорость обновления нейронов в гиппокампе (Spalding et al., 2013 [2]; Frisén, 2008 [8]). Эти междисциплинарные подходы закрепили представление о взрослом нейрогенезе как об установленном факте.
Заключение
Путь от аксиомы о статичном мозге к признанию взрослого нейрогенеза иллюстрирует смену научной парадигмы. Потребовалось почти столетие, чтобы технологические возможности подтвердили экспериментальные находки, изначально встреченные скептически. Этот нелинейный процесс включал периоды сопротивления, накопление данных на различных моделях и, наконец, получение решающих доказательств с помощью междисциплинарных методов. Признание нейропластичности обогатило фундаментальную науку и открыло новые перспективы для медицины, указав на потенциал мозга к самообновлению.
Источники:
- Kempermann, G. More hippocampal neurons in adult mice living in an enriched environment / G. Kempermann, H. G. Kuhn, F. H. Gage // Nature. — 1997. — Vol. 386, № 6624. — P. 493–495. DOI: https://doi.org/10.1038/386493a0
- Spalding, K. L. Dynamics of hippocampal neurogenesis in adult humans / K. L. Spalding, O. Bergmann, K. Alkass [и др.] // Cell. — 2013. — Vol. 153, № 6. — P. 1219–1227.
- Рамон-и-Кахаль, С. Гистология нервной системы человека и позвоночных : в 2 т. / С. Рамон-и-Кахаль ; пер. с исп. С. И. Каплинского [и др.] ; под ред. и с предисл. С. А. Саркисова. – Москва : Издательство иностранной литературы, 1955.
- Altman, J. Auto-radiographic and histological evidence of postnatal hippocampal neurogenesis in rats / J. Altman, G. D. Das // Journal of Comparative Neurology. — 1965. — Vol. 124, № 3. — P. 319–335.
- Ноттебом, Ф. От пения птиц к нейрогенезу // В мире науки. — 1989. — № 4 (апрель). — С. 48–55.
- Каплан, А. Я. Функциональная карта мозга и пластичность / А. Я. Каплан // Физиология человека. — 1988. — Т. 14, № 1. — С. 138–149.
- Eriksson, P. S. Neurogenesis in the adult human hippocampus / P. S. Eriksson, E. Perfilieva, T. Björk-Eriksson [и др.] // Nature Medicine. — 1998. — Vol. 4, № 11. — P. 1313–1317.
- Frisén, J. Stem cells: The good, the bad and the ugly? // Nature Cell Biology. — 2008. — Vol. 10, № 12. — P. 1409–1411.
© Блог Игоря Ураева — Разбираю на атомы — чтобы мир стал понятнее.
