Historie neurogeneze

Mýty o mozku jsou v naší společnosti a kultuře hluboce zakořeněny. Alespoň s jedním se zcela určitě setkal každý z nás, a někteří je dokonce horlivě obhajují.

Mýty a centrální dogma neurovědy

Z těchto populárních – nicméně zcela nepravdivých – mýtů můžeme vyjmenovat namátkou několik: • Člověk využívá pouze 10 % své mozkové kapacity. • Alkohol zabíjí mozkové buňky.
• Mužské mozky jsou biologicky lépe uzpůsobené k řešení vědeckých a matematických problémů, zatímco mozky ženské jsou lépe uzpůsobené k empatii.
• Klasická hudba pozitivně působí na rozvoj inteligence kojenců.
• Očkování způsobuje autismus.
Existuje však jeden mýtus o mozku, který i někteří odborníci stále považují za vědecký fakt. Tímto mýtem je, že v dospělém mozku nedochází k neurogenezi, tj. v mozku se nemůže zrodit ani jeden nový neuron, veškeré buňky centrální nervové soustavy jsou generovány výhradně v prenatální fázi života a posléze ještě po krátkou dobu ve fázi postnatální. Pro mnohé laiky, ale i některé odborníky je tak častým překvapením, že mozek vytváří své buňky neustále a po celý život.

Na rozdíl od výše uvedených populárních mýtů se za veřejnou propagaci tohoto mýtu nemusí nikdo zásadním způsobem stydět. Idea žádných nových neuronů byla jednou ze zákládajících idejí neurovědy. Neurovědecká komunita byla o tomto faktu neochvějně přesvědčena více než 100 let a téměř 40 let trvalo vyvrácení této myšlenky, jelikož neurovědci stále tvrdošíjně odmítali důkazy o existenci nových neuronů v mozcích dospělých zvířat. Není tak náhodou, že většina současných vědců k tomuto přesvědčení nyní odkazuje jako k centrálnímu dogmatu neurovědy. V současné době jsou nově vzniklé neurony studovány ve vztahu k paměti, učení, stresu, spánkové deprivaci, závislostem, schizofrenii, depresi, Alzheimerově chorobě a dalším. Tyto studie a jejich závěry by však nikdy nevznikly bez prvotního impulsu, který zadal Joseph Altman.

Historie nových neuronů

První závěry zpochybňující toto staré neurovědecké dogma byly předloženy neurovědecké komunitě v roce 1962. Série článků, jejichž hlavním autorem byl Joseph Altman, předložila důkazy o vzniku a existenci nových buněk v centrální nervové soustavě dospělých savců. K závěru, že v dospělém mozku může docházet k neurogenezi, přivedl Altmana objev několika označených neuronů při analýze koronárních řezů talamu, hippokampu a olfaktorického bulbu dospělých potkanů. Ve svých experimentech Altman využíval autoradiografického pozorování buněk, které byly označeny [3H]-thymidinem, jenž byl začleněn do DNA dělících se buněk. Na základě takovýchto označení byl Joseph Altman schopen určit místo a čas „zrození“ nových buněk mozku. V dalších letech (především pak v období 1965–1969) se Altmanova

vědecká kariéra přednostně orientovala na téma vzniku nových neuronů v mozcích dospělých savců. Ve většině svých experimentů využíval potkany, ale během roku 1967 rozšířil své závěry o existenci nových neuronů na mozek morčete a posléze kočky.

Dalším důležitým průkopníkem neurogeneze byl Michael Kaplan. V rozmezí let 1977 a 1984 představil několik svých závěrů, které dokumentovaly nejen existenci nových mozkových buněk, ale přímo vznik neuronů. Kaplan tak doložil, že se v mozku potkana opravdu objevují nové neurony, jelikož tyto buňky vykazovaly charakteristické rysy neuronu (dendrity a axony), jež jsou značně odlišné od rysů tzv. gliových buněk mozku, jako jsou astrocyty nebo oligodendrocyty. Během následujících let Michael Kaplan představil další studie dokazující vznik nových neuronů v mozcích potkana (např. ve vizuálním laloku a neokortexu), ovšem nejdůležitější studii, která ho do jisté míry stála kariéru, publikoval v roce 1983. V tomto roce Kaplan na základě svých výzkumů představil zrod nových buněk v mozku dospělého primáta.
Své důležité a neopomenutelné místo v historii neurogeneze mají také Steven Goldman a Fernando Nottebohm, kteří v roce 1983 publikovali studii, v níž doložili existenci nových neuronů u kanárků.

Neprolomení dogmatu

Ačkoli bezesporu zajímavé a neopomíjené, výše uvedené studie dokumentující nové neurony nebyly schopny prolomit zásadní neurovědeckou doktrínu tvrdící, že se nové neurony v dospělých mozcích nerodí. Neurovědecká komunita stále zaujímala velmi skeptický postoj vůči myšlenkám a důkazům o existenci nových neuronů u dospělých savců. Vědecká komunita se však musela s doloženými novými neurony nějak vypořádat. Byla do jisté míry ochotna přijmout možnost existence nových neuronů, ale pouze u specifických obratlovců – ptáků, ryb a velmi omezeného počtu savců (jako např. u hlodavců). Naprosto však neuznávala možnost nových neuronů u většiny dospělých savců a už vůbec ne u dospělých primátů a člověka.

Každý důkaz nových neuronů byl tedy doplněn tzv. ad hoc hypotézou, která důkladně vyladila vědecké důkazy s obecným přesvědčením. U důkazů o nových neuronech u ptáků bylo jednoduše konstatováno, že to nejsou savci, tudíž v jejich případě může k proliferaci nových neuronů docházet. Obdobná hypotéza byla použita i v případě objevu nových neuronů u ryb. Nález u savců, jako jsou morčata a kočky, byl okomentován tak, že k neurogenezi může docházet u specifických malých, nižších a masožravých živočichů. Problém skýtali potkani, kteří vyžadovali o něco sofistikovanější argument. V jejich případě bylo řečeno, že potkani nikdy nepřestanou růst, tudíž se nikdy nestanou dospělými, a jak je známo, v počátcích postnatální fáze stále k neurogenezi dochází. U vyšších živočichů – například u primátů či člověka – však k neurogenezi nedochází.

Každý správný příběh potřebuje zápornou postavu. V historii neurogeneze je za tento záporný charakter považován Pasko Rakic, ve své době i dnes zřejmě jeden z největších specialistů na mozek primátů. Tento průkopník ve výzkumu vývoje mozků primátů předložil v roce 1985 dvě důležité studie, které znovu obnovily víru v dogma žádných nových neuronů. Zmíněné studie navazovaly na jeho práci z roku 1974, v níž Rakic původně tvrdil, že žádné nové neurony v mozcích primátů nemohou vzniknout. V roce 1985 tato zásadní autorita neurovědeckého výzkumu primátů potvrdila, že na žádném důležitém místě v mozku, které bylo v předchozích studiích spojeno se zrodem či pozorováním nových neuronů (hippokampus, neokortex, olfaktorický bulbus, motorický a vizuální kortex), nebyly spatřeny žádné nové buňky, jež by svými rysy odpovídaly neuronům.

Po zveřejnění Rakicova článku opadl zájem o studium nových buněk v mozku a byl ustálen obecný závěr, že veškeré neurony u primátů (tedy také u člověka) jsou generovány pouze během prenatální fáze života a v počátcích fáze postnatální.

Finální důkaz a pád dogmatu

Dnes už víme, že se Pasko Rakic mýlil. V pozdějších letech byl sám nucen přehodnotit svá přesvědčení a přidat se k vlně zastánců postnatální neurogeneze. Podle některých však ještě dluží vysvětlení svých předchozích výsledků.

To, že dospělý mozek vytváří nové neurony, bylo uspokojivě dokázáno a vědeckou komunitou plně přijato až v roce 1998. Švédský tým situovaný okolo Petera S. Erikssona při pitvě objevil nové neurony v mozcích několika dospělých pacientů postižených rakovinou. Jedním z dílčích závěrů této studie bylo, že si lidský hippokampus uchovává schopnost během života generovat nové neurony. Erikssonův důkaz rozhodl veškeré dohady ohledně existence či neexistence nových neuronů v dospělém mozku a stal se oním „posledním“ hřebíčkem do rakve obecně přijímaného dogmatu.

Žádný nový mýtus

O tom, že pád tohoto dogmatu otevřel zcela nové a nyní velmi úspěšné neurovědecké téma lidské neurogeneze, není žádného sporu. Ovšem někdo by si na základě tohoto výkladu historie mohl mylně vyložit, že neurovědecká komunita se chovala značně iracionálně, když při prvních důkazech automaticky nepřijala existenci nových neuronů v dospělých mozcích. To je velmi nebezpečná myšlenka, která by mohla vytvořit další nepravdivý mýtus. Pokud filosofii neoddělitelně doprovází pochybování o jsoucnu, pak vědu neoddělitelně doprovází postoj racionálního skepticismu, na jehož základě není možné automaticky přijmout, že veškeré dospělé mozky generují nové neurony, když nalezneme nové neurony v mozcích dospělých potkanů. Stanovit takovýto závěr by bylo značně naivní a pro svědomitou empirickou disciplínu zcela nemožné. Na historii neurogeneze tedy není vhodné nahlížet jako na historii vědeckého iracionalismu a obhajování dogmatické myšlenky, ale spíše je vhodné ji považovat za příklad tvrdošíjného vědeckého skepticismu.

O autorovi| Mgr. Marek Havlík, Ph. D., Národní ústav duševního zdraví, VP3

Ohodnoťte tento článek!