BIllions nervových buněk vysílají signály procházející našimi těly a slouží jako potrubí, skrze které mozek vykonává své základní funkce. Pro tisíciletí lékaři si mysleli, že poškození nervů bylo nevratné. Ve starověkém Řecku zakladatelé moderní medicíny, jako jsou Hippokrates a Galen, odmítli pracovat na poškozených nervech ze strachu, že způsobují bolest, křeče nebo dokonce smrt.
Dogma stála relativně do posledních dvou století, během nichž chirurgové a vědci našli důkaz, že neurony v těle a mozku se mohou opravit a samy se opravit a regenerovat po zranění a že nové nervové buňky může růst po celou dobu životnosti. V posledních desetiletích tyto znalosti inspirovaly slibnou léčbu poranění nervů a vedla vědce k prozkoumání intervencí pro neurodegenerativní onemocnění.
U lidí a jiných obratlovců je nervový systém rozdělen na dvě části: centrální nervový systém, složený z míchy a mozku a periferního nervového systému, který spojuje mozek se zbytkem těla.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Pokusy o sešívání dohromady konce poškozených neuronů v periferním nervovém systému se datují do sedmého století. Vědci však začali chápat, jak přesně se však nervy regenerují až na konci 18. století. Britským fyziologem Augustusem Wallerem prostřednictvím jeho experimentů na žáby podrobně popsal, co se stane s periferním nervem po zranění. Poté, v 20. letech 20. století, vlivný španělský neuroanatomist Santiago Ramón y Cajal za předpokladu, jak dochází k regeneraci nervů na buněčné úrovni. Přesto však zůstala tvrdá debata o tom, zda by šití nervů dohromady poškodily více než pomoc.
Bylo to na pozadí krvavých světových válek 20. století, kdy lékaři konečně dosáhli významného pokroku v technikách k obnovení poškozených neuronů. K léčbě vojáků devastujícími rány, které obvykle zahrnují poškození nervů, si lékaři vyvinuli metody, jako jsou nervové štěpy, ve kterých jsou kousky nervů transplantovány do mezery v rozbitém nervu.
Postupem času se lékaři dozvěděli, že některá poranění periferního nervu přispívají k opravě více než jiní. Faktory, jako je načasování, umístění a velikost zranění, a věk pacienta, mohou významně ovlivnit úspěch jakéhokoli daného zásahu. Rozdrcené nervy jsou pravděpodobnější než řezané, které mají být opraveny, a zranění, která se vyskytují blíže k nervové cílové tkáni, mají větší šanci znovu získat funkci než ty, které se vyskytují dále. Vezměte nerv ulnar, který natahuje celou délku paže a ovládá klíčové svaly ve spodní paži a ruce. Osoba s poškozením nervů poblíž zápěstí je mnohem pravděpodobnější, že po léčbě znovu získá funkci v paži a ruce, než někdo, kdo zraní stejný nerv poblíž ramene, v takovém případě musí znovu růst z ramene až k zápěstí.
Dokonce i dnes mnoho poranění periferních nervů zůstává obtížné léčit a vědci se snaží lépe porozumět mechanismům regenerace pro usnadnění hojení. Podle neurologa Ahmeta Hökeho z University of Medicine v Johns Hopkins University School of Medicine je „nervovým přenosem“, ve kterém je přesměrována na poškozený nerv, podle neurologa Ahmeta Höke z lékařské fakulty Johns Hopkins University. V případech, kdy je například nerv poškozen daleko od cílového svalu, nemusí existující techniky dostatečné k tomu, aby umožnily opětovné opětovné na dlouhé vzdálenosti zapojené do časového rámce, což umožňuje zotavení. Tato objížďka poskytuje alternativní cestu k získání funkce. Susan Mackinnon, plastový a rekonstrukční chirurg na Washington University v St. Louis, do značné míry poháněl pokrok v přenosu nervů, což pacientům umožnilo používat své končetiny po poranění periferních nervů, které by dříve vedlo k trvalé ztrátě pohybu v nich.
Například, Oskar Hanson, hráč baseballu na střední škole, ztratil pocit a pohyb ve většině levé paže po operaci, aby opravit zranění vazů, skončil poškozením ulnar nervu v této paži. „Byla nulová naději, že bude schopen znovu použít paži,“ říká jeho matka Patricia Hanson. Poté, co Mackinnon provedl postup přenosu nervů, se většina funkce vrátila. „Zachránila jeho život touto operací,“ říká Hanson.
Navzdory skokům, které byly provedeny při léčbě poranění periferních nervů, představa, že neurony v centrálním nervovém systému – mozek a mícha – nebyly schopny opětovného růstu přetrvávat až do konce 20. století.
Klíčový okamžik přišel na začátku 80. let, kdy kanadský neurovědec Albert Aguayo a jeho kolegové prokázali, že u potkanů by neurony míchy a mozkové kmene mohly růst, když byly segmenty periferních nervů roubovány do místa zranění. Tato zjištění odhalila, že neurony centrálního nervového systému se také mohou regenerovat, Höke říká: „Potřebovali jen vhodné prostředí.“
V následujících letech se neurovědci pracovali na odhalení toho, jak přesně toto prostředí vypadalo. Za tímto účelem hledali rozdíly v periferních a centrálních nervových systémech, které by mohly vysvětlit, proč bývalý byl lépe schopen opravit poškozené neurony. Objevilo se několik klíčových rozdílů. Například pouze zranění v centrálním nervovém systému vedla k tvorbě gliových jizev – hmoty neuronálních buněk známých jako gliové buňky. Účel těchto jizev se však stále diskutuje.
Dnes hledání specifických mechanismů, které brání nebo umožňují růst neuronu – v těle i v mozku – remadizuje aktivní oblast vyšetřování. Kromě odhalení procesů při hraní u lidí vědci určili molekuly, které umožňují opravu nervových buněk u jiných organismů, jako jsou „fusogeny“, gluelike molekuly nalezené v nematodách. Vědci se pokoušejí využít fusogeny, aby pomohli s těžko léčitelnými zraněními lidských nervů.
Moderní neurovědci také zpochybnili další dlouhodobou doktrínu v poli: přesvědčení, že se mozek dospělých nezabývá neurogenezí, vytvoření zbrusu nových nervových buněk.
Časné stopy pro neurogenezi v mozku se objevily v 60. letech, kdy vědci v Massachusetts Institute of Technology pozorovali příznaky neuronů dělících se v mozcích dospělých potkanů. V té době se tato zjištění setkala se skepticismem, říká Rusty Gage, profesor genetiky v Salk Institute for Biological Studies v La Jolla v Kalifornii. „Bylo to příliš těžké uvěřit.“
Poté, na začátku 80. let, neurovědec Fernando Nottebohm z Rockefellerovy univerzity zjistil, že v mužských zpěváků se velikost mozkové oblasti spojené s výrobou písní změnila s ročními obdobími. Nottebohm a jeho kolegové dále ukázali, že buňky v mozcích zvířat zemřely a regenerovaly roční období. Vědci, inspirovaní těmito zjištěními, hledali známky neurogeneze dospělých u jiných zvířat. V roce 1998 Gage a jeho kolegové odhalili důkazy o tomto procesu, ke kterému dochází v mozcích dospělých lidí – konkrétně v hippocampu, regionu spojeném s učením a pamětí.
Ačkoli podpora neurogeneze dospělých u lidí se v průběhu let shromáždila, někteří odborníci stále debatují o jeho existenci. V roce 2018 tým, který spolupracoval Arturo Alvarez-Buylla, neurovědec na University of California v San Franciscu, který pracoval s Nottebohm na Songbirds, publikoval studii, která uvádí, že The the the Tvorba nových neuronů byla velmi vzácnáa pravděpodobně neexistující, v dospělých lidských mozcích.
Přesto je tu rostoucí konsenzus, že neurogeneze dochází později v životě– a že se zdá, že tento růst je do značné míry omezen na určité části mozku, jako je hippocampus. Letos v červenci v červenci tým v Karolinském institutu ve Švédsku uvedl, že molekulární podpisy prekurzorů neuronů, známé jako nervové progenitorové buňky, byly přítomny v lidském mozku po celou dobu životnosti – od dětství do stáří. Vědci se nyní snaží pochopit účel těchto začínajících nervových buněk a ptát se, zda by mohli nabídnout stopy pro léčbu neurodegenerativních poruch, jako je Alzheimerova choroba. Někteří vědci dokonce zkoumají, zda cílí na neurogenezi, mohou zlepšit příznaky psychiatrických stavů, jako je posttraumatická stresová porucha.
Pochopení toho, že neuron může znovu opětovné a opravit a identifikovat údaje o tomto procesu, bylo velkým úspěchem, říká Massimo Hilliard, buněčný a molekulární neurobiolog na University of Queensland v Austrálii. Dalším krokem, jak dodává, bude přijít na to, jak tyto procesy ovládat: „To bude klíčové.“
