Люди, которые перенесли черепно-мозговую травму или инсульт, часто имеют серьезные, немедленные нарушения двигательной, сенсорной и когнитивной функции. Интересно, однако, что эти функции часто восстанавливаются в последующие недели и месяцы без видимой причины. До сих пор механизмы восстановления, стоящие за этим спонтанным выздоровлением, были загадкой. Недавнее исследование, опубликованное в Мозг демонстрирует гениальную способность центральной нервной системы восстанавливаться после травмы головного мозга.
У анестезированных мышей Уэно и его коллеги повредили область моторной коры, которая контролирует движение передней конечности, только в одном полушарии. Это привело к потере функции передних конечностей на одной стороне, измеренной поведенческими тестами, которые требовали, чтобы мыши шли по лестнице, вверх по лестнице и через цилиндр. Подобно самопроизвольному выздоровлению, наблюдаемому у людей, мыши начали восстанавливать свою моторную функцию через две недели, а пик улучшения наступает через шесть недель.
Чтобы попытаться понять и визуализировать нервные процессы, лежащие в основе этого восстановления, авторы вводили цветные следы в поврежденную моторную кору, ту же область коры в противоположном, неповрежденном полушарии и кортикоспинальный тракт, который передает сигналы от мозга к конечностям для генерировать движение. Это позволило исследователям посмотреть на изменения в мозге и кортикально-спинномозговом тракте, связанные с потерей двигательной функции и последующим восстановлением.
Отслеживание показало, что новые волокна, происходящие из неповрежденной моторной коры, начали расти и соединяться с нейронами на противоположной, поврежденной стороне кортикально-спинного тракта. Новые волокна начали формироваться через 2–4 недели после травмы, новые аксоны растут дольше, прорастают «ветви» и, наконец, соединяются с нейронами, участвующими в движении передних конечностей на поврежденной стороне.
Было важно выяснить, отвечает ли этот недавно измененный путь за восстановление двигательной функции, наблюдаемой у мышей. Авторы стимулировали здоровую моторную кору с помощью микростимулятора и регистрировали мышечную активность в передней конечности на противоположной, поврежденной стороне. Когда стимулировалась здоровая кора, мышцы на поврежденной стороне реагировали, демонстрируя, что это переплетение между мозгом и спинным мозгом действительно отвечает за восстановление двигательной функции.
Авторы также демонстрируют важность одной молекулы, нейротрофического фактора мозга (BDNF) в этом процессе перемонтажа. BDNF важен для роста нейронов по всему мозгу, и в этом эксперименте BDNF был необходим, чтобы вызвать прорастание и ветвление на новых путях, процесс, необходимый для восстановления функции. Когда производство BDNF блокировалось, животные не восстанавливали свою моторную функцию.
Это исследование демонстрирует, что мозг чрезвычайно способен к самовосстановлению, и предлагает захватывающие новые возможности для улучшения восстановления после черепно-мозговой травмы и инсульта у людей. Разработка методов лечения, которые усиливают этот процесс перемонтажа, прорастания и ветвления, могут повысить вероятность выздоровления у людей, которые потеряли когнитивную или моторную функцию из-за травмы.
Рекомендации
Уэно М, Хаяно Y, Накагава Н, Ямашита Т (2012). Интраспинальная перестройка кортикально-спинномозгового тракта требует целевого нейротрофического фактора мозга и компенсирует потерю функции после повреждения головного мозга. Мозг: журнал неврологии, 135 (Pt 4), 1253-67 PMID: 22436236
По материалам сайта: www.brainblogger.com
