Ο αχυρώνας όπου εργάζεται είναι στη χώρα των αλόγων Millbrook της Νέας Υόρκης, αλλά αντηχεί και με τρικλίνια, tweets και obbligatos - την τραγανή μουσική των περισσότερων από χίλιων κλουβιών καναρινιών και σκοινιών. "Ακούστε ότι κάποιος τραγουδάει έξω την καρδιά του;" Ο Fernando Nottebohm ρωτάει. "Έχει πάνω από δώδεκα τραγούδια και λέει στους άνδρες:" Αυτή είναι η επικράτειά μου ". Λέει στα θηλυκά: "Γεια σου, κοιτάξτε με."
σχετικό περιεχόμενο
- Τα τραγούδια αυτού του πουλιού μοιράζονται τα μαθηματικά αξιώματα με την ανθρώπινη μουσική
- Πώς οι εγκέφαλοί μας κάνουν αναμνήσεις
Η αποικοδόμηση του πτηνού μπορεί να φαίνεται απίθανο τρόπο να αναδεύεται η βιολογία. Αλλά η έρευνα του Nottebohm έχει καταστρέψει την πεποίθηση ότι ένας εγκέφαλος παίρνει την ποσόστωση των νευρικών κυττάρων λίγο μετά τη γέννησή του και στέκεται αβοήθητα όπως ένα προς ένα πεθαίνουν - ένα «γεγονός» τυλιγμένο στο κρανίο κάθε σχολείου. Αντίθετα, ο βιολόγος που γεννήθηκε αργότερα στην Αργεντινή απέδειξε πριν από δύο δεκαετίες ότι ο εγκέφαλος ενός αρσενικού τραγουδιού μεγαλώνει φρέσκα νευρικά κύτταρα το φθινόπωρο για να αντικαταστήσει εκείνους που πεθαίνουν το καλοκαίρι.
Τα ευρήματα ήταν συγκλονιστικά και οι επιστήμονες εξέφρασαν σκεπτικισμό ότι ο ενήλικας ανθρώπινος εγκέφαλος είχε την ίδια ικανότητα για αναγέννηση. "Διαβάστε τα χείλη μου: δεν υπάρχουν νέοι νευρώνες", είπε ο Πάσκο Ράκικ, νευρολόγος του Πανεπιστημίου του Yale, αμφιβολία ότι ένα άτομο, όπως ένα πουλί, θα μπορούσε να αναπτύξει νέους νευρώνες μόνο για να μάθει ένα τραγούδι.
Ωστόσο, εμπνευσμένοι από το έργο του Nottebohm, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι άλλα ενήλικα ζώα - συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων - είναι πράγματι ικανά να παράγουν νέα εγκεφαλικά κύτταρα. Και το Φεβρουάριο, οι επιστήμονες ανέφεραν για πρώτη φορά ότι τα ολοκαίνουργια νεύρα σε εγκέφαλο ενήλικων ποντικιών εμφανίστηκαν να διεγείρουν παρορμήσεις - ένα εύρημα που αντιμετώπιζε ανησυχητικές ανησυχίες ότι οι νεοσύστατοι ενήλικοι νευρώνες μπορεί να μην λειτουργούν. Παρόλο που τα στοιχεία αυτά είναι προκαταρκτικά, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η αυξανόμενη έρευνα θα δώσει πληροφορίες για το πώς οι άνθρωποι μαθαίνουν και θυμούνται. Επίσης, η μελέτη της νευρογένεσης ή της αύξησης των νεύρων μπορεί να τους οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση και ίσως θεραπεία καταστροφικών ασθενειών όπως η νόσος του Πάρκινσον και του Alzheimer, που προκαλούνται από σπατάλη των νεύρων στον εγκέφαλο.
Λίγοι θα είχαν προβλέψει ότι το παιγνίδι θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια τέτοια ανακάλυψη. Οι μελέτες πουλιών του Nottebohm "άνοιξαν τα μάτια μας ότι ο εγκέφαλος των ενηλίκων αλλάζει και αναπτύσσει νέα κύτταρα καθ 'όλη τη ζωή", λέει ο νευροβιολόγος Fred Gage του Ινστιτούτου Salk στο La Jolla της Καλιφόρνιας, το εργαστήριο του οποίου πρόσφατα ανακάλυψε ενδείξεις αναγέννησης νευρικών κυττάρων στον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Η έρευνα του Nottebohm έχει επιτύχει φήμη στη βιολογία και πέραν αυτού. Ένας επιστήμονας που προχωρεί σε μια ασυνήθιστη θέα και αργότερα δικαιώνεται, κάνει για συναρπαστικό δράμα, παρουσιάζοντας έναν ήρωα που απευθύνεται στον επαναστάτη σε εμάς και ένα προειδοποιητικό μάθημα για να παραμείνει ανοιχτόμυαλος. Ωστόσο, ο Nottebohm προτιμά να είναι επαναστάτης ενός πολιτικού. "Μόλις ήμουν στο 5 ή 10 τοις εκατό των επιστημόνων που πίστευαν στην νευρογένεση", λέει. "Τώρα το 95 τοις εκατό δέχεται αυτή τη θέση. Μου άρεσε περισσότερο να είναι μικρότερη".
Έχει περάσει από το παιδί του στο Μπουένος Άιρες. "Η ακρόαση των πουλιών ήταν το χόμπι μου", λέει. "Άλλα αγόρια είχαν αυτοκίνητα, είχα πτηνά, μου άρεσε να τα εντοπίσω με τα τραγούδια τους". Έλαβε διδακτορικό δίπλωμα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Berkeley - ναι, μελετώντας τα πουλιά - πριν μετακομίσει στο πανεπιστήμιο Rockefeller.
Μια βασική στιγμή ήρθε το 1981, όταν έδειξε ότι ο όγκος του τμήματος του αρσενικού εγκεφάλου του εγκεφάλου που ελέγχει τις αλλαγές τραγουδιού κάνει εποχικά. Κορυφαίνει την άνοιξη, όταν η ανάγκη για ζευγάρωμα απαιτεί το μεγαλύτερο μέρος της μουσικής ικανότητας ενός επιτηρητή, και συρρικνώνεται το καλοκαίρι. Στη συνέχεια αρχίζει να επεκτείνεται ξανά το φθινόπωρο - για να μάθει και να δοκιμάσει νέες μελωδίες. Αυτές οι διακυμάνσεις, οι Nottebohm και οι συνεργάτες του αργότερα έδειξαν, αντανακλούσαν τον θάνατο και τη γέννηση χιλιάδων νευρώνων. "Εκπληκτικό", γράφει πρόσφατα ο Gage και ένας συνάδελφός του.
Με τα χρόνια, πολυάριθμα εργαστήρια έχουν παρουσιάσει στοιχεία ότι η νευρογένεση των ενηλίκων εμφανίζεται σε μια σειρά ζώων, συμπεριλαμβανομένου του αρουραίου, του δρυς και ενός τύπου μαϊμού, του μαρμάρου. Εν τω μεταξύ, οι επιστήμονες κέρδισαν ενδείξεις σχετικά με την πηγή των νέων νευρώνων. Εργαζόμενοι με τα πουλιά, ένας νέος συνεργάτης του Nottebohm, Arturo Alvarez-Buylla, προέκυψε τα νέα νεύρα σε συγκεκριμένα βλαστοκύτταρα στην επένδυση των κοιλιών, που είναι κοιλότητες γεμάτες με υγρό στον εγκέφαλο. Τα βλαστοκύτταρα (τόσο στις ειδήσεις) υπάρχουν σε όλο το σώμα. Είναι απροσδιόριστα κύτταρα που μπορούν να αναπτύξουν μια εξειδικευμένη λειτουργία, μετατρέποντας, για παράδειγμα, ένα ήπαρ ή κύτταρα αίματος. Η ανακάλυψη ότι οι νευρώνες μπορούν να προκύψουν από βλαστοκύτταρα στις πυρκαγιές του εγκεφάλου ελπίζει σε ένα δυνητικά απεριόριστο υλικό για την επιδιόρθωση του κατεστραμμένου εγκεφαλικού ιστού. Αλλά οι ερευνητές προειδοποιούν ότι, προς το παρόν, είναι απλή υπόθεση ότι τα βλαστοκύτταρα που μπορούν να γίνουν νευρώνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν με αυτό τον τρόπο.
Το 1998, οι ερευνητές ανέφεραν ότι η νευρωνική ανάπτυξη συμβαίνει επίσης στον ενήλικο ανθρώπινο εγκέφαλο. Οι μελέτες χρησιμοποίησαν εγκεφαλικό ιστό από ανθρώπους που πέθαναν από καρκίνο. Οι ασθενείς είχαν υποβληθεί σε θεραπεία στη Σουηδία και έλαβαν ένεση με ένα χημικό προϊόν που ονομάζεται BrdU. Επειδή το BrdU ενσωματώνεται στο DNA της διαίρεσης κυττάρων, το χημικό θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως δείκτης για οποιαδήποτε νέα νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο. Στη μελέτη, οι Σουηδοί ερευνητές έστειλαν τα δείγματα εγκεφάλου στο Gage στη La Jolla. Αυτός και οι συνεργάτες του βρήκαν BrdU στον ιππόκαμπο, μέρος του εγκεφάλου που δημιουργεί αναμνήσεις, υποδηλώνοντας ότι οι νέοι νευρώνες είχαν αναπτυχθεί και ίσως έπαιξαν ρόλο στην αποθήκευση πληροφοριών.
Σχεδόν όλες οι ενδείξεις νευρογενεσίας ενηλίκων στα θηλαστικά περιορίζονται στον ιππόκαμπο και κανείς δεν είναι σίγουρος για το τι κάνουν οι νέοι νευρώνες, αν όχι τίποτα. Μέχρις ότου οι επιστήμονες διαπιστώσουν ότι εμφανίζονται νέα λειτουργικά νεύρα στον εγκεφαλικό φλοιό, όπου επεξεργάζονται υψηλότερες σκέψεις, ο Rakic και άλλοι παραμένουν σκεπτικοί ότι η νευρογένεση των ενηλίκων κάνει μεγάλη διαφορά στην πραγματική λειτουργία του εγκεφάλου. «Ξεκινάμε τη ζωή με πολλούς αμόρφους νευρώνες, αλλά σε κάποιο σημείο όλοι γίνονται απόφοιτοι κολλεγίων», λέει. "Με την νευρογένεση στον εγκεφαλικό φλοιό, θα έχετε νευρώνες που δεν πήγαιναν ποτέ στο δημοτικό σχολείο." Τα νέα κύτταρα θα έβλαψαν όλες τις αναμνήσεις σας, θα δώσατε όσα έχετε εργαστεί για να αποκτήσετε ".
Η Elizabeth Gould, νευροβιολόγος του πανεπιστημίου Princeton, που βρήκε νευρογένεση στο marmoset και σε άλλα πρωτεύοντα ενήλικα, υποστηρίζει ότι τα νέα νευρικά κύτταρα πρέπει να είναι χρήσιμα. "Δεν μπορώ να πιστέψω ότι η φύση θα πάει σε όλο το πρόβλημα της δημιουργίας χιλιάδων νέων κυττάρων την ημέρα χωρίς κανένα σκοπό", λέει. "Το σώμα δεν είναι άθλια με τους πόρους του."
Ο Nottebohm λέει ότι ο γηρασμένος εγκέφαλος πιθανώς πρέπει να αναπτύξει νευρικά κύτταρα για να μάθει νέα πράγματα. "Ο εγκέφαλος τρέχει από χώρο μνήμης", λέει. "Όλοι οι περασμένοι 50 το γνωρίζουν αυτό. Αν θυμόμαστε τα πάντα, θα είμαστε σε υπερβολική φόρτωση».
Με τον ίδιο ζήλο που έδειξε όταν πρώτα συγχέεται με τη ληφθείσα σοφία, η Nottebohm ξεκίνησε νέα δουλειά με κοτόπουλα μαύρου στα μέσα της δεκαετίας του '90. Ένα από τα αμερικανικά είδη πουλιών για να ξεπεράσει το βόρειο χειμώνα, οι πιτσίλίες ζουν σε εκείνη την εποχή σε σπόρους και άλλα τρόφιμα που έχουν κρυφτεί στα δέντρα. Ο Nottebohm διαπίστωσε ότι έρχονται το φθινόπωρο, τα πουλιά αναπτύσσουν νέα κύτταρα σε ένα κέντρο εγκεφάλου που ασχολείται με τη χωρική μνήμη, την ικανότητα πλοήγησης και εύρεσης πραγμάτων. Η προστιθέμενη εγκεφαλική δύναμη βοηθά τα κοτόπουλα να εντοπίσουν τους κρυμμένους τους φαύλους μήνες αργότερα, λέει ο Nottebohm.
Μια τέτοια γνώση κερδίζει θαυμασμό. "Ο Fernando ήταν πάντα μπροστά από όλους", λέει ο Gould. "Μέχρι τώρα οι άνθρωποι δεν ήταν σε θέση να δεχτούν τα ευρήματά τους ως ενδιαφέροντα ή σημαντικά, τώρα που έρχονται γύρω τους".
