Процесс обучения частично осуществляется нервными клетками, создающими новые связи в мозгу. Поэтому наши нервные клетки имеют решающее значение для того, как мы храним новые знания. Но также важно, чтобы нервные импульсы перемещались с высокой скоростью, и особый материал, называемый миелином, играет жизненно важную роль. Миелин действует как изолирующий слой вокруг нервных волокон и аксонов, а большое количество миелина ускоряет нервные импульсы и улучшает функцию.
Когда мы узнаем что-то новое, производство миелина увеличивается в той части мозга, где происходит обучение. Это взаимодействие, при котором развитие мозга определяется предъявляемыми к нему требованиями, – это то, что мы сегодня знаем как пластичность мозга.
Миелин вырабатывается клетками, известными как олигодендроциты. В последние несколько лет проявился значительный интерес к олигодендроцитам, и были проведены многочисленные исследования на мышах и крысах.
Эти исследования показали, что когда нервным клеткам лабораторных животных требуется больше миелина, олигодендроциты замещаются. Вот почему исследователи предположили, что то же самое применимо и к людям.
Исследователи из Каролинского института и их международные сотрудники показали, что это не так. У людей образование олигодендроцитов очень низкое, но, несмотря на это, выработку миелина можно модулировать и при необходимости увеличивать. Другими словами, человеческий мозг, по-видимому, готов к этому, в то время как у мышей и крыс увеличение выработки миелина зависит от образования новых олигодендроцитов.
В данном исследовании ученые изучили мозг 55 умерших людей в возрасте от 1 до 92 лет.
Им удалось установить, что при рождении большинство олигодендроцитов являются незрелыми. Впоследствии они быстро созревают до пятилетнего возраста, когда большинство из них достигают зрелости.
После этого скорость оборота очень низкая. Только один из 300 олигодендроцитов заменяется в год, а это означает, что мы сохраняем большую часть этих клеток на всю жизнь. Это стало очевидно, когда исследователи датировали клетки умерших людей с помощью углерода. Уровни изотопов углерода-14 резко выросли в атмосфере после испытаний ядерного оружия во время холодной войны, и они дали отметку даты в ячейках.
Изучая уровень углерода-14 в олигодендроцитах, исследователи смогли определить их возраст.
"Мы были удивлены этим открытием.
У людей существующие олигодендроциты модулируют выработку миелина вместо замены клеток, как у мышей. Наверное, это то, что позволяет нам быстрее адаптироваться и учиться. Производство миелина жизненно важно при нескольких неврологических заболеваниях, таких как рассеянный склероз.
Теперь у нас есть новые базовые знания, на которые можно опираться », – говорит Йонас Фризен, доктор философии, профессор исследования стволовых клеток кафедры клеточной и молекулярной биологии Каролинского института.