重要な質問: どこに、何台?
しかし、人間の状況は予想されているほど絶望的ではない可能性があり、生涯を通じて新しい神経細胞が出現する可能性があることを示す兆候がしばらく前からありました。しかし、それらがどれくらいあるのか、そしてそれらが脳の機能に役割を果たすのに十分であるかどうかは、完全に不明のままでした。フリセンと彼の同僚は現在、脳ネットワークの新しいメンバーを定量化する方法を探していました。彼女のアイデア: いわば、個々の細胞の誕生年を決定することができれば、成人期に新しい脳細胞があるかどうかを直接確認し、その数を計算できるでしょう。
Frisén が数年前に開発した方法が彼らを助けました。これは、冷戦中、特に 1955 年から 1963 年の間に実施された多くの核兵器実験の副作用を利用したものです。当時、大気中の炭素同位体 C-14 の割合が劇的に増加しました。 1963 年に地上実験を中止することに合意した後、再び減少し始めましたが、その速度は現在ではかなりよく知られています。空気中の二酸化炭素に含まれるC-14は植物に吸収されるため、食物連鎖にも入ります。
人間の体は、食物を通じて、いつでも大気中に存在するのとまったく同じ量の重炭素原子を受け取ります。特定の時間に形成される組織は、現在の状態の一種のスナップショットのように C-14 濃度を固定します。この濃度を測定すると、対応する組織がいつ形成されたかを非常に正確に判断することができます。この原理は、フリセン氏と彼の同僚が、たとえば未知の死体の年齢を判断するためにすでに成功裏に使用しているものです。
死体の次は脳細胞
研究チームは今回、この測定方法を、亡くなった人から提供された組織から得た脳細胞に応用した。提供者は死亡時の年齢が16歳から92歳で、1955年以前と1963年以降の両方の誕生年をカバーしていた。研究者らは、海馬の脳細胞の DNA に注目しました。DNA が形成されると、常に炭素が必要となるため、存在する同位体の比率と C-14 の量から教育年度を直接決定することができます。
最初のデータは、研究者らに興味深い関連性を示しました。すべてのサンプルにおいて、C-14の値はドナーの誕生年の典型的な値とは異なっていたため、出生後に間違いなくニューロン形成があったに違いないと研究チームは説明している。さらに、この新たな形成は加齢によって完全に止まるわけではないようだ。1955年時点ですでに42歳だった最高齢のドナーのDNAには、検査前の期間に空気中にあったよりも多くのC-14が含まれていた。したがって、それは 1955 年以降、したがって提供者の人生の 50 年間に形成されたに違いありません。しかし、研究者らの報告によると、新しい形成は海馬の特定の領域でのみ行われるようです。
この最初の評価から得られた結論は、成人の海馬には少なからぬ新世代の脳細胞が存在し、それは年齢とともにわずかに遅くなるだけで、脳領域の特定の部分に限定されているということである、と研究チームは説明している。科学者たちは、さまざまな数学モデルを使用して、新たな成長の程度を計算することさえできました。正確な数は人によって異なりますが、毎日約 1,400 個の新しい神経細胞が形成されます。合計すると、海馬のすべてのニューロンのほぼ 3 分の 1 がこの再生に関与している。これは、いずれにせよ主要な容疑者の 1 つである歯状回と呼ばれる領域のサイズとよく一致している、と研究チームは述べている。
成長ではなくリサイクル
しかし、研究者らによれば、これはマウスの場合のように神経細胞の直接的な増加ではなく、一種のリサイクルシステムであるという。新しいニューロンの生成と並行して、古い細胞が破壊されるため、海馬のサイズは生涯にわたってわずかに減少します。しかし、実際になぜそこまでの努力をするのでしょうか？研究者らは、これに対する答えも得ています。ニューロンは、誕生直後は非常に特殊な特性を持っていますが、後に非常に高い柔軟性などを失います。したがって、新しい形成は理にかなっています。一定数の若いニューロンが常に存在するようにすることで、海馬は古い神経細胞だけでは不可能な機能を維持できます。
これには、たとえば、新しく差別化された記憶の形成に重要な優れたパターン認識が含まれます。一方、古いニューロンはパターンの類似性を認識することに特化しており、したがって類似した記憶を組み合わせて一般化することに特化しています。科学者たちは現在、この関連性をさらに詳しく調査したいと考えています。うつ病やその他の心理的問題を抱えている人は、一般化する強い傾向があることが知られていますが、これは海馬での新しいニューロンの形成が減少しているためである可能性があります。
