A pajta, ahol dolgozik, a New York-i Millbrook lóföldjén található, ám trillerekkel, tweetekkel és obbligatokkal visszhangzik - több mint ezer ketrecbe helyezett kanári és pinty zajos zenéje. "Hallja, hogy ki énekelte a szívét?" - kérdezi Fernando Nottebohm. "Több mint tucat dallal rendelkezik. Azt mondja a férfiaknak:" Ez az én területem. " Azt mondja a nőstényeknek: "Hé, nézz rám!"
kapcsolodo tartalom
- Ez a madár dal megosztja a matematikai jelöléseket az emberi zenével
- Az agyunk emlékezete
A madárdalom dekonstruálása valószínűtlen módszernek tűnik a biológia felrázására. A Nottebohm kutatásai azonban összetörték azt a hitet, hogy az agy röviddel a születés után megkapja az idegsejtek kvótáját, és tehetetlenül áll egymás mellett, amikor elhalnak - ez egy „tény”, amely minden iskolás koponyájába dobott. Éppen ellenkezőleg, a gyakran kócos Argentínában született biológus két évtizeddel ezelőtt bebizonyította, hogy egy hím énekesmadár agyában ősszel friss idegsejtek nőnek fel, hogy helyettesítsék azokat, amelyek nyáron elhalnak.
Az eredmények megdöbbentőek voltak, és a tudósok szkepticizmussal fejezték ki, hogy a felnőtt emberi agy ugyanolyan kopogtat a regenerációra. "Olvassa el az ajkaimat: nincsenek új neuronok" - nyugtatta Pasko Rakic, a Yale Egyetem idegtudós szakember, aki kétséges, hogy egy ember, mint egy madár, új daganatokat tudna nevelni, csak egy dal megtanulása érdekében.
Nottebohm munkájának inspirációja mellett a kutatók rájöttek, hogy más felnőtt állatok - beleértve az embereket is - valóban képesek új agysejtek előállítására. És februárban a tudósok először számoltak be arról, hogy a felnőtt egér agyában vadonatúj idegek impulzusokat hajtanak végre - ez egy olyan megállapítás, amely a későbbiekben felmerülő aggodalmakra adott választ, hogy az újonnan kialakult felnőtt idegsejtek nem működnek. Noha ezek a bizonyítékok előzetesek, a tudósok úgy vélik, hogy ez a növekvő kutatási kör betekintést nyer az emberek tanulásába és emlékezetébe. A neurogenezis, vagy az idegnövekedés tanulmányozása arra vezetheti őket, hogy jobban megértsék és valószínűleg kezeljék az olyan a pusztító betegségeket, mint például a Parkinson-kór és az Alzheimer-kórok, amelyeket az agyi elvesztett idegek okoznak.
Kevesen jósolták meg, hogy a kanári udvarlás ilyen áttörést eredményez. Nottebohm madártanulmányai "felnyitották a szemünket, hogy a felnőtt agy megváltozik és új sejteket fejleszt ki az élet során" - mondja Fred Gage, a nevesbiológus Fred Gage a Salk Intézetből, a kaliforniai La Jolla-ból.
A Nottebohm kutatása híres volt a biológiában és azon túl is. Egy tudós, aki előmozdítja a nem szokásos nézetet és később meggyőződik, kényszerítő drámát készít, bemutatva egy hősöt, aki felkelteti a bennünket a lázadót, és egy óvatos leckét, hogy nyitott maradjon. Nottebohm mégis inkább forradalmárnak tekinti az államférfit. "Egyszer azon tudósok 5 vagy 10 százalékában voltam, akik hittek a neurogenezisben" - mondja. "Most 95 százalékuk elfogadja ezt az álláspontot. Inkább tetszett, hogy jobb, ha kisebbségben tartom."
Fiúkorától kezdve, Buenos Airesben, madárbarát. "A madarak hallgatása volt a hobbim" - mondja. "Más fiúknak autók voltak, madarak voltak. Szeretem megpróbálni azonosítani őket daluk szerint." Mielőtt a Rockefeller Egyetemen költözött, doktorátust szerzett a kaliforniai Berkeley-i Egyetemen - igen, madarak tanulmányozásakor.
A legfontosabb pillanat 1981-ben érkezett, amikor megmutatta, hogy a férfi kanári agyának a dalok készítését irányító részének térfogata szezonálisan változik. Csúcspontja tavasszal van, amikor a párosítási igény a legjobban megkívánja az utóda zenei képességét, és nyáron csökken. Ezután ősszel ismét kibővülni kezd - ideje megtanulni és új dallamakat megismételni. Ezek a ingadozások, amelyeket Nottebohm és munkatársai később megmutattak, több ezer neuron halálát és születését tükrözték. "Megdöbbentő" - írta Gage és egy kolléga a közelmúltban.
Az évek során számos laboratórium bizonyítékot szolgáltatott arra vonatkozóan, hogy felnőttkori neurogenezis számos állaton fordul elő, beleértve a patkányokat, a faszarkot és egyfajta majomot, a mormotát. Eközben a tudósok nyomokat szereztek az új neuronok forrásáról. A madarakkal együttműködve a Nottebohm's fiatal kolléga, Arturo Alvarez-Buylla a kamrák nyálkahártyájának egyes őssejtjeire vezette az új idegeket, amelyek az agyban folyadékkal töltött üregek. Az őssejtek (annyira a hírekben) léteznek az egész testben. Meghatározhatatlan sejtek, amelyek speciális funkciót fejleszthetnek ki, mondván, máj- vagy vérsejtekké alakulnak. A felfedezés, hogy az idegsejtek az agy őssejtjeiből származhatnak, reménykednek egy potenciálisan korlátlan anyag számára a sérült agyszövet helyreállításához. A kutatók azonban arra figyelmeztetnek, hogy egyelőre csupán a spekuláció, hogy az idegsejtekké válni képes őssejteket így lehet felhasználni.
1998-ban a kutatók beszámoltak arról, hogy az idegsejtek növekedése a felnőtt emberi agyban is előfordul. A tanulmányok felhasználták a rákban meghaltak embereinek agyszövetét. A betegeket Svédországban kezelték és BrdU nevű vegyülettel injektálták őket. Mivel a BrdU beépül a megosztó sejtek DNS-ébe, a vegyi anyag markerként szolgálhat az agy új idegsejtjeiben. A tanulmányban a svéd kutatók agymintákat szállítottak Gage-be La Jolla-ban. Munkatársaival a BrdU-t a hippokampuszban találta meg, az agy azon részében, amely az emlékeket rögzíti, és arra utal, hogy új neuronok fejlődtek ki, és valószínűleg szerepet játszottak az információk tárolásában.
Az emlősöknél a felnőttkori neurogenezis szinte minden bizonyítéka a hippokampuszra korlátozódik, és senki sem tudja biztosan, hogy mit csinálnak ezek az új neuronok. Amíg a tudósok nem állapítják meg, hogy új, működő idegek is megjelennek az agykéregben, ahol magasabb gondolatokat dolgoznak fel, Rakic és mások szkeptikusak maradnak abban, hogy a felnőttkori neurogenezis nagyban megváltoztatja az agy tényleges működését. "Nagyon sok képzetlen idegrendszerrel kezdjük az életet, de egy bizonyos ponton mindannyian főiskolai végzettségűvé válnak" - mondja. "Az agykéreg neurogenezisével olyan neuronok lennének, amelyek soha nem jártak általános iskolába. Az új sejtek minden emlékét rontanák. Fizetne minden, amit megkísérelte megszerezni."
Elizabeth Gould, a Princetoni Egyetem neurobiológusa, aki neurogenezist talált a kagyló és más felnőttkori főemlősökben, azt állítja, hogy az új idegsejteknek hasznosnak kell lenniük. "Nem tudom elhinni, hogy a természet minden probléma elkerülése érdekében napi ezreket hoz létre céltalanul" - mondja. "A test nem bántalmaz erőforrásait."
Nottebohm szerint az öregedő agynak valószínűleg idegsejteket kell kifejlesztenie, hogy új dolgokat megtanuljon. "Az agy elfogy a memóriaterület" - mondja. "Az 50 év feletti mindenki tudja ezt. Ha emlékeznénk mindent, túlterheltek lennünk."
Ugyanezzel a buzgalommal, amelyet megmutatott, amikor először összetévesztette a kapott bölcsességet, Nottebohm az 1990-es évek közepén kezdte új munkáját a feketére vágott chickadeekkel. Az egyik amerikai madárfaj, amely megváltoztatja az északi téli körülményeket, a csibék abban a szezonban fennmaradnak a fákban elrejtett vetőmagokon és egyéb ételeken. Nottebohm azt találta, hogy ősszel jönnek, a madarak új sejteket nőnek egy agyközpontban, amely a térbeli memóriával, a navigációs képességgel és a dolgok megtalálásával foglalkozik. A hozzáadott agyi képesség segíti a csikókat, hogy hónapokkal később pontosan meghatározzák rejtett talajukat - mondja Nottebohm.
Ez a betekintés csodálatot nyer. "Fernando mindig mindenki előtt volt" - mondja Gould. "Olyan messzire előre, hogy az emberek hosszú ideig nem tudták elfogadni a megállapításait érdekesnek vagy fontosnak. Most körülkerülnek."
