Neurogeneza

Neurogeneza este procesul prin care se formează neuroni noi din celule precursoare. Este deosebit de importantă în dezvoltarea embrionară, când se construiesc marile structuri ale sistemului nervos. Celulele nou formate se diferențiază, migrează spre locurile potrivite și stabilesc conexiuni. Aceste etape nu se produc toate în același timp și nu pot fi reduse la simpla înmulțire a celulelor.

În organismul matur, formarea de neuroni noi este mult mai limitată și este cercetată în continuare la om. Acest lucru nu înseamnă că un adult nu mai poate învăța: plasticitatea sinapselor și a circuitelor permite schimbări fără a necesita mereu neuroni nou-formați. Nici prezența unor celule precursoare nu garantează repararea completă a unei leziuni a măduvei sau a creierului.

Pentru a separa termenii, compară două situații. Dacă apare o celulă nervoasă nouă, vorbim despre neurogeneză. Dacă o conexiune existentă își schimbă eficiența prin experiență, vorbim despre plasticitate, chiar dacă numărul neuronilor rămâne același. Într-o schemă de dezvoltare, urmărește precursorul, neuronul diferențiat și conexiunile sale. Evită formularea că fiecare amintire „naște” un neuron; memoria implică rețele și modificări funcționale complexe.

În dezvoltarea embrionară, celulele precursoare se multiplică, apoi devin neuroni sau celule gliale. Neuronii tineri migrează spre regiunea în care vor funcționa, formează axoni și dendrite și stabilesc sinapse. Semnalele locale influențează determinarea tipului de celulă și integrarea în circuit. O perturbare a acestor etape poate modifica organizarea țesutului nervos; formarea neuronilor noi nu echivalează cu regenerarea completă a unei căi nervoase lezate.

Cum se studiază neurogeneza adultă. La animale, celulele care se divid sunt marcate cu BrdU, un analog al timidinei care se încorporează în ADN-ul nou sintetizat; neuronii marcați apar apoi în hipocamp. La rozătoare, exercițiul fizic crește numărul neuronilor noi din girusul dentat, iar stresul cronic îl scade. La om, studiile pe creiere după deces au dat rezultate diferite, de aceea nu se poate afirma sigur cât de mult contribuie neurogeneza adultă la memorie. Un neuron nou nu este automat funcțional: trebuie să stabilească conexiuni și să supraviețuiască.

Etapele dezvoltării sistemului nervos. În săptămâna a treia a dezvoltării embrionare, ectodermul se îngroașă și formează placa neurală, care se curbează și se închide în tubul neural. Capetele tubului, neuroporii, se închid în săptămâna a patra; din partea anterioară se formează encefalul, iar din cea posterioară măduva spinării. Pereții tubului sunt formați din celule neuroepiteliale, care se divid, apoi dau naștere neuronilor, iar mai târziu celulelor gliale (astrocite și oligodendrocite). Neuronii noi migrează de-a lungul prelungirilor gliei radiale; în scoarța cerebrală, neuronii care migrează primii ocupă straturile profunde, iar cei care migrează mai târziu trec pe lângă ei și ocupă straturile superficiale. Fiecare neuron își formează axonul, orientat de substanțe chimice din țesutul înconjurător, și sinapse. Se produc mai mulți neuroni și mai multe sinapse decât se păstrează: în dezvoltare, aproximativ jumătate dintre neuronii multor populații mor prin apoptoză, în funcție de factorii trofici primiți de la celulele țintă, iar sinapsele neutilizate sunt eliminate. La adult, există două regiuni cu celule stem neurale: zona subventriculară și girusul dentat al hipocampului; la rozătoare, neuronii noi se integrează în bulbul olfactiv și în hipocamp, iar existența și amploarea acestui proces la om sunt încă studiate. Numărul de neuroni din creierul uman adult se estimează la aproximativ 86 de miliarde.

Exemplu rezolvat 1: defect de închidere a tubului neural. O ecografie arată la făt o deschidere a coloanei lombare, cu măduva spinării expusă.

1. Neuroporul posterior nu s-a închis complet în săptămâna a patra.
2. Defectul se numește spina bifida; la închiderea defectuoasă a neuroporului anterior apare anencefalia.
3. Riscul scade dacă femeia ia acid folic, 400 µg pe zi, înainte de sarcină și în primele săptămâni.
4. Concluzie: etapa critică a neurogenezei este prima lună, iar prevenția trebuie începută înainte de a se ști că femeia este însărcinată.

Exemplu rezolvat 2: neurogeneză sau alt proces?

1. O celulă stem neurală dă naștere unui neuron nou: neurogeneză.
2. Un neuron își alungește axonul spre ținta musculară: creșterea axonului.
3. Între doi neuroni se formează o sinapsă: sinaptogeneză.
4. Neuronii care nu primesc factori trofici dispar: apoptoză.
5. O sinapsă existentă devine mai eficientă după exercițiu: plasticitate.

Numai primul proces este neurogeneză.

Greșeli frecvente

• Greșit: Neurogeneza este formarea oricărei sinapse noi.
  Corect: Neurogeneza înseamnă formarea de neuroni noi; formarea sinapselor este alt proces.
• Greșit: Învățarea adultului cere neapărat neuroni noi.
  Corect: Învățarea poate folosi și plasticitatea conexiunilor existente.
• Greșit: Toți neuronii formați în embrion supraviețuiesc până la naștere.
  Corect: Aproximativ jumătate dintre neuronii multor populații mor în dezvoltare prin apoptoză, iar sinapsele neutilizate sunt eliminate.

Înainte și după