نوروژنز مکانیسمی است که طی آن نورون ها در داخل سیستم عصبی ایجاد می شوند. این شامل تشکیل نورون های بسیار تخصصی در مغز، هم در رشد جنین و هم در بزرگسالان است.
تنظیم دقیق این فرآیند برای اطمینان از تمایز هر نورون به یک زیر مجموعه خاص مورد نیاز است. برای مثال، در هیپوکامپ بیش از 27 دسته نورون مجزا وجود دارد که هر کدام نقش متفاوت و به همان اندازه حیاتی دارند.
نوروژنز جنینی
هنگامی که نورون ها در جنین رشد می کنند، سلول های بنیادی عصبی به شیوه ای بسیار کنترل شده تمایز می یابند. این فرآیند زمانی شروع می‌شود که اکتودرم یک صفحه عصبی را تشکیل می‌دهد، که متعاقباً برای تشکیل یک شیار عصبی مرتب می‌شود و سپس برای تشکیل یک لوله عصبی و تاج ترکیب می‌شود.
این اساس سیستم عصبی از جمله مغز و نخاع را تشکیل می دهد. سلول های بنیادی عصبی در ناحیه بطنی قرار دارند، جایی که تقسیم می شوند و سیستم بطنی مغز را تشکیل می دهند.
نوروژنز در بزرگسالان
هنگامی که سیستم عصبی به طور کامل تشکیل شد، نوروژنز فقط به دلیل محرک ها رخ می دهد. پس از تحریک، سلول‌های بنیادی در نواحی زیر بطنی و زیر دانه‌ای شروع به تکثیر کرده و نوروبلاست‌ها را تشکیل می‌دهند و در نهایت به سلول‌های عصبی بالغ می‌شوند.
این سلول‌های بنیادی معمولاً در حالت ساکت در داخل جایگاه خود نگهداری می‌شوند و تنها در اثر تعامل با محرک‌های درونی یا مشتق از سلول فعال می‌شوند. پس از فعال شدن، تکثیر می‌شوند و سلول‌های تقویت‌کننده انتقال را تشکیل می‌دهند که به نورون‌های نابالغ تبدیل می‌شوند. توسعه بیشتر منجر به تشکیل نورون های بالغ جدید می شود که می توانند در سیستم عصبی از پیش ایجاد شده ادغام شوند.
در ناحیه زیر دانه‌ای، به نام شکنج دندانه‌دار، سلول‌های در حال رشد برای تشکیل سلول‌های گرانول تحریک‌کننده تمایز داده می‌شوند. به طور متناوب، در مناطق زیر بطنی، سلول های پیش ساز عصبی از طریق جریان مهاجر منقاری (RMS) به پیاز بویایی مهاجرت می کنند، جایی که آنها بیشتر به انواع بسیاری از نورون های بسیار تخصصی تمایز می یابند. بنابراین، اگرچه سلول‌های بنیادی عصبی تنها در دو ناحیه قرار دارند، اما همچنان می‌توانند برای تشکیل انواع مختلفی از نورون‌ها تمایز پیدا کنند.
تنظیم نوروژنز
نوروژنز به شدت کنترل می شود تا از سطوح صحیح فعال سازی اطمینان حاصل شود. هر دو عامل ذاتی و مشتق از سلول در این فرآیند دخیل هستند، از جمله Sox2، NeuroD1، Pax6، و بسیاری از عوامل دیگر. همچنین عوامل اپی ژنتیکی وجود دارند که در کنترل نوروژنز و همچنین سیتوکین ها، مورفوژن ها، انتقال دهنده های عصبی و فاکتورهای رشد استفاده می شوند. این عوامل عبارتند از فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF)، فاکتور رشد اپیدرمی (EGF)، بی بال (Wnt) و جوجه تیغی صوتی (Shh).
بسیار مهم است که این فرآیند برای حفظ جمعیت سالم سلول های بنیادی ساکن کنترل شود. هر سلول بنیادی به دلیل “محدودیت هایفلیک” تنها می تواند تعداد معینی بار تکثیر شود و بنابراین تکثیر کنترل نشده می تواند منجر به از بین رفتن جمعیت سلول های بنیادی و پیری زودرس شود.
چرا نوروژنز در بزرگسالان لازم است؟
توانایی سیستم عصبی برای تشکیل نورون های جدید به دلیل انعطاف پذیری است که هم در حافظه و هم در یادگیری مهم است. تعادل بین ثبات و سازگاری در مغز، کلیدی است که ما را قادر می‌سازد هم چیزهایی را که قبلاً یاد گرفته‌ایم به خاطر بسپاریم و هم چیزهای جدید یاد بگیریم.
تخریب عصبی یک فرآیند طبیعی است که در مغز بزرگسالان به ویژه در سنین بالاتر رخ می دهد که در آن نورون ها تجزیه می شوند. بنابراین، نوروژنز برای مقابله با این مشکل، با تولید نورون‌های جدید به جای نورون‌های قدیمی‌تر، استفاده می‌شود.
این تعادل را می توان با عوامل مختلفی افزایش داد، از جمله افزایش نوروژنز به دلیل فعالیت بدنی بیشتر و محیط های جذاب و آموزش. با این حال، نوروژنز نیز می تواند به دلیل استرس، التهاب، سن و اعتیاد به الکل مانع شود.
تغییرات همچنین به چندین بیماری مانند افسردگی و صرع نسبت داده شده است که اهمیت تعادل بسیار کنترل شده بین نوروژنز و تخریب عصبی را برجسته می کند.
