Hjärnans förmåga att skapa nya neuroner kallas för neurogenes. Länge trodde man att människan föds med ett bestämt antal hjärnceller, och att inga nya kan skapas efter en viss ålder. Idag är alla forskare överens om att hjärnan absolut kan bilda nya hjärnceller och att det är något vi kan påverka på olika sätt.
Att kunna bilda nya hjärnceller är en viktig del i hjärnans hälsa och funktion. Den regenerativa förmågan har stor betydelse för minne, inlärning och andra kognitiva egenskaper. Ibland kan det gå fel om neurogenesen upphör eller går överstyr och ger upphov till hjärnsjukdom.
Så går neurogenesen till
Nya nervceller (neuroner) genereras från stamceller och progenitorceller. Stamcellerna är unika eftersom de har potentialen att utvecklas till olika typer av celler i kroppen, inklusive neuroner.
Denna process är inte utspridd över hela hjärnan utan sker i specifika områden, särskilt inom hippocampus, en region som är avgörande för inlärning och minne, samt i viss mån i andra områden såsom olfaktoriska bulben, kopplad till vårt luktsinne.
Vi kan dela in processen i fem steg:
- Stamcellens differentiering: Allt börjar med en neuronal stamcell som ännu inte har bestämt vilken typ av cell den ska bli. Genom en process kallad differentiering bestämmer sig stamcellen för att bli en neuron.
- Proliferation: Efter differentieringen börjar den unga neuronen, nu en neuroblast, att dela sig och bli fler. Detta skede är kritiskt för att bygga upp en population av nya neuroner som kan integreras i hjärnans nätverk.
- Migration: De nybildade hjärncellerna tar sig sedan till de delar av hjärnan där de behövs. De följer specifika banor som utgörs av kemiska signaler och som styr dem till rätt plats. Några tar sig till cortex medan andra vandrar till minnescentrum (hippocampus).
- Differentiering: När neuronerna når sin destination, fortsätter de att mogna och differentiera ytterligare. De utvecklar långa utskott, dendriter och axoner, som möjliggör kommunikation med andra neuroner.
- Integration: Slutligen integreras de nya neuronerna i hjärnans befintliga nätverk. De bildar synaptiska förbindelser med andra celler, vilket innebär att de kan sända och ta emot signaler.
Neurogenesens roll i inlärning och minne
Forskning visar att neurogenes spelar en avgörande roll i hjärnans förmåga att absorbera ny information och anpassa sig till nya miljöer. Nya neuroner verkar ha en unik förmåga att integreras i befintliga neuronala nätverk, där de bidrar till plastiska förändringar som underlättar inlärning.
Det är som om dessa nya celler tillför en fräsch kapacitet för hjärnan att forma och omforma sina kopplingar i respons till nya erfarenheter. Minnets lagring är inte en ensidig process. Det involverar både konsolidering (processen att stabilisera ett minne) och återkallande (förmågan att återhämta ett lagrat minne).
Studier tyder på att nervcellsnybildning kan ha en positiv inverkan på båda dessa aspekter. Nya neuroner bidrar inte bara till bildandet av nya minnen utan också till att stärka de redan existerande, vilket gör dem mer tillgängliga och motståndskraftiga mot förfall.
Förändrade nivåer av neurogenes
Mängden nya neuroner som produceras och aktiveras varierar stort mellan individer och kan påverkas av flera faktorer, såsom ålder, stress, motion och olika former av mental stimulans.
Ålderns påverkan
Det har länge varit känt att förmågan till neurogenes gradvis minskar med åldern. Detta innebär att äldre vuxna generellt producerar färre nya neuroner än yngre individer.
Dock indikerar forskning att denna nedgång inte är oundviklig och dynamisk och kan påverkas positivt genom livsstilsval såsom regelbunden motion och mental stimulans.
Stressens dubbla roller
Stress har en komplicerad relation med neurogenes. Medan kortvarig, måttlig stress kan ha en stimulerande effekt på produktionen av nya neuroner, leder kronisk stress till motsatt effekt.
Långvarig exponering för stresshormoner som kortisol har visat sig hämma neurogenes, vilket negativt påverkar både inlärningsförmåga och minne. Denna insikt understryker vikten av stresshantering för att främja hjärnhälsa.
Motionens positiva inverkan
Regelbunden fysisk aktivitet är en av de mest effektiva sätten att stimulera neurogenes. Forskning har visat att motion ökar produktionen av nya neuroner men det förbättrar också deras överlevnad och integrering i befintliga neuronala nätverk.
Denna effekt tros bidra till motionens välkända förmåga att förbättra kognitiva funktioner och skydda mot neurodegenerativa sjukdomar.
Lärandets betydelse
Olika former av lärande verkar också påverka neurogenes. Utmanande och stimulerande mentala aktiviteter har setts främja skapandet av nya hjärnceller och utvecklar vårt adaptiva nervsystem.
Det tyder på att lärande inte bara använder befintliga neuronala nätverk och celler utan också stimulerar tillväxten av nya, vilket ökar den kognitiva förmågan och förbättrar mental flexibilitet.
Nya nervceller för återhämtning efter hjärnskada
En hjärnskada påverkar funktionerna som den delen av hjärnan har ansvaret för. Det kan leda till förlust av motoriska eller kognitiva färdigheter hos den som drabbas.
Det finns många exempel på patienter som har återhämtat delar av sin förmåga och det är delvis på grund av neurogenes, som utgör en del i det som är hjärnans plasticitet.
Nya nervceller kan bildas för att ersätta gamla som dött men det handlar också mycket om att intakta områden med hjärnceller lär sig på nytt, i försök att återställa funktionen som blivit förstörd.
En skada kan till exempel ske på höger sida av cortex (hjärnbarken) som svarar för motoriska funktioner av vänster kroppshalva. Även om den skadade delen inte återställs kan andra delar av hjärnan utvecklas och ta över den förlorade signaleringen.
Neurogenes och psykiatriska samt neurodegenerativa tillstånd
Kopplingen mellan neurogenes och psykiatriska samt neurodegenerativa tillstånd är ett område av intensiv forskning inom neurovetenskap och har även ett allmänt växande intresse.
För psykiatriska tillstånd som depression har forskning tydligt visat en länk till nedsatt neurogen aktivitet, särskilt i hippocampus, en hjärnregion som är avgörande för emotionell reglering och minnesfunktion.
Antidepressiva läkemedel och behandlingar som elektrokonvulsiv terapi (ECT) har visat sig stimulera neurogenes, vilket föreslår att en del av deras terapeutiska effekt kan härledas från att främja bildandet av nya nervceller.
Detta antyder att förbättrad neurogen aktivitet kan bidra till att motverka vissa symptom på depression genom att förbättra humör och kognitiva funktioner.
När det gäller neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers sjukdom och Parkinsons sjukdom är relationen till neurogenes komplex. Dessa sjukdomar kännetecknas av progressiv förlust av neuron och hjärnfunktion.
Tidig forskning indikerar att ökad neurogen aktivitet kan ha en skyddande effekt och potentiellt sakta ner sjukdomsprogressionen genom att ersätta förlorade neuroner och stödja hjärnans plastiska respons på skador.
Det finns dock betydande utmaningar med att integrera nya neuroner i komplexa neurala nätverk på ett funktionellt sätt, vilket är avgörande för att avancerad behandling av neurodegenerativa sjukdomar ska fungera.
Hopp ställs också till pågående och ny innovativ forskning om att tillföra nya nervceller (stamceller) genom att implantation. Stamcellsbaserad terapi har stor potential på grund av dessa cellers förmåga att differentiera sig till många olika celltyper.
Inducerade pluripotenta stamceller (iPS-celler) är omprogrammerade vuxna celler som beter sig som embryonala stamceller och kan ge upphov till nervceller. iPS-celler erbjuder en patientanpassad terapi genom att använda patientens egna celler, vilket neuron neurogenminskar risken för avstötning.
