Navetta, jossa hän työskentelee, on New Yorkin Millbrookin hevosmaassa, mutta se kaikuu trillereillä, tweeteillä ja obbligatoilla - yli tuhannen häkissä pidetyn kanarian ja piikkien räikeä musiikki. "Kuuletko sen, joka laulaa sydämensä pois?" Fernando Nottebohm kysyy. "Hänellä on yli tusina laulua. Hän kertoo miehille:" Tämä on minun alueeni. " Hän sanoo naisille: "Hei, katso minua." "
Asiaan liittyvä sisältö
- Tämä linnun laulut jakavat matemaattiset tunnusmerkit ihmismusiikin kanssa
- Kuinka aivomme tekevät muistoja
Linnunlauan purkaminen voi vaikuttaa epätodennäköiseltä tapana ravistaa biologiaa. Mutta Nottebohmin tutkimus on puristanut uskomuksen, että aivot saavat hermosolujen määränsä pian syntymän jälkeen ja seisovat avuttomasti yksitellen kuollessaan - "tosiasia" rumppusi jokaisen koululaisen kalloon. Päinvastoin, usein rypistynyt Argentiinassa syntynyt biologi osoitti kaksi vuosikymmentä sitten, että urospuolisen laululinjan aivot kasvavat syksyllä tuoreita hermosoluja korvaamaan kesällä kuolleet.
Tulokset olivat järkyttäviä, ja tutkijat ilmaisivat skeptisen mielipiteensä siitä, että aikuisen ihmisen aivoilla oli sama taktiikka uudistumiseen. "Lue huuleni: ei uusia hermosoluja", tylsistyi Yalen yliopiston neurotieteilijä Pasko Rakic, joka epäili, että ihminen voisi linnun tavoin kasvattaa uusia neuroneja vain oppiakseen laulun.
Nottebohmin työn innoittamana tutkijat jatkoivat kuitenkin havaintoa, että muut aikuiset eläimet - mukaan lukien ihmiset - kykenevät todella tuottamaan uusia aivosoluja. Ja helmikuussa tutkijat kertoivat ensimmäistä kertaa, että aikuisten hiiren aivojen upouudet hermot näyttivät johtavan impulsseja - havainto, joka vastasi jatkuvia huolenaiheita siitä, että vasta muodostetut aikuisten hermosolut eivät ehkä toimi. Vaikka tällainen näyttö on alustava, tutkijat uskovat, että tämä kasvava tutkimuskokonaisuus antaa käsityksen siitä, kuinka ihmiset oppivat ja muistavat. Neurogeneesin tai hermon kasvun tutkiminen voi myös johtaa heidän ymmärtämään paremmin ja ehkä hoitamaan tuhoisia sairauksia, kuten Parkinsonin ja Alzheimerin tautia, jotka ovat aivojen hermojen hermostoa.
Harva olisi voinut ennustaa, että kanarianhoito johtaa tällaiseen läpimurtoon. Nottebohmin linnututkimukset "avasivat silmämme siitä, että aikuisen aivot muuttuvat ja kehittävät uusia soluja koko elämän ajan", sanoo neurobiologi Fred Gage Salk-instituutista La Jollassa, Kalifornia, jonka laboratorio löysi äskettäin todisteita hermosolujen lisääntymisestä ihmisen aivoissa.
Nottebohmin tutkimus on saavuttanut mainetta biologiassa ja muuallakin. Epätavanomaista näkemystä edistävä ja myöhemmin oikeutettu tutkija tekee pakottavasta draamasta esittäen sankarin, joka vetoaa kapinallisemme meissä, ja varoittavan opetuksen pysyäkseen avoimena. Mutta Nottebohm mieluummin on vallankumouksellinen kuin valtionmies. "Olin kerran 5 tai 10 prosentissa tutkijoista, jotka uskoivat neurogeneesiin", hän sanoo. "Nyt 95 prosenttia hyväksyy tämän kannan. Pidin pikemminkin paremmasta vähemmistöön kuulumisesta."
Hän on ollut lintujen rakastaja lapsuudestaan asti Buenos Airesissa. "Lintujen kuunteleminen oli eräänlainen harrastukseni", hän sanoo. "Muilla pojilla oli autoja, minulla oli lintuja. Pidin yrittää tunnistaa heidät kappaleidensa perusteella." Hän on hakenut tohtorin tutkinnon Kalifornian yliopistosta Berkeleystä - kyllä, lintujen tutkimiseen - ennen muuttoaan Rockefeller Universityyn.
Avainhetki tuli vuonna 1981, kun hän osoitti, että uroskanarian aivojen osan tilavuus, joka hallitsee kappaleiden tekemistä, muuttuu kausiluonteisesti. Se huipussaan keväällä, kun pariutumistarve vaatii suurimman osan vierailijan musiikillisista kyvyistä, ja kutistuu kesällä. Sitten se alkaa laajentua uudelleen syksyllä - aika oppia ja harjoitella uusia kappaleita. Ne vaihtelut, Nottebohm ja hänen työtoverinsa myöhemmin osoittivat, heijastivat tuhansien hermosolujen kuolemaa ja syntymää. "Hämmästyttävää", Gage ja kollega kirjoittivat äskettäin.
Vuosien mittaan lukuisat laboratoriot ovat esittäneet todisteita siitä, että aikuisten neurogeneesi tapahtuu monilla eläimillä, mukaan lukien rotta, puukuori ja apinatyyppi, ruusunpunainen. Samaan aikaan tutkijat saivat vihjeitä uusien hermosolujen lähteestä. Lintujen kanssa nuori Nottebohmin kollega Arturo Alvarez-Buylla jäljitti uudet hermot tietyille kammioiden kantasoluille, jotka ovat aivojen nesteitä sisältäviä onteloita. Kantasoluja (niin paljon uutisissa) on kaikkialla kehossa. Ne ovat määrittelemättömiä soluja, jotka voivat kehittää erikoistuneen toiminnan, muuttumalla esimerkiksi maksaksi tai verisoluiksi. Löytö siitä, että neuronit voivat syntyä aivojen kantasoluista, ampua toiveita potentiaalisesti rajattomasta materiaalista vaurioituneen aivokudoksen korjaamiseksi. Mutta tutkijat varoittavat, että tällä hetkellä on vain spekulointia, että kantasoluja, joista voi tulla neuroneja, voidaan käyttää tällä tavalla.
Vuonna 1998 tutkijat kertoivat, että hermosolujen kasvu tapahtuu myös aikuisen ihmisen aivoissa. Tutkimuksissa käytettiin syöpään kuolleiden ihmisten aivokudosta. Potilaita oli hoidettu Ruotsissa, ja heille injektoitiin kemikaalilla nimeltään BrdU. Koska BrdU on sisällytetty jakavien solujen DNA: hon, kemikaali voisi toimia merkkinä kaikille uusille aivojen hermosoluille. Ruotsin tutkijat lähettivät tutkimuksessa aivonäytteet Gagelle La Jollaan. Hän ja hänen työtoverinsa löysivät BrdU: n hippokampuksesta, aivojen osasta, joka asettaa muistoja, mikä viittaa siihen, että uudet hermosolut ovat kehittyneet ja ehkä olleet roolissa tiedon tallentamisessa.
Lähes kaikki todisteet aikuisten neurogeneesistä nisäkkäissä rajoittuvat hippokampukseen, ja kukaan ei ole varma mitä nämä uudet neuronit tekevät, jos mitään. Kunnes tutkijat toteavat, että uusia, toimivia hermoja ilmenee myös aivokuoressa, jossa prosessoidaan korkeampia ajatuksia, Rakic ja muut ovat skeptisiä, että aikuisten neurogeneesillä on paljon eroja todellisessa aivojen toiminnassa. "Aloitamme elämän monilla kouluttamattomilla neuroneilla, mutta jossain vaiheessa heistä kaikista tulee korkeakoulututkinnon suorittaneita", hän sanoo. "Neurogeneesin kanssa aivokuoressa sinulla olisi neuroneja, jotka eivät koskaan käyneet ala-asteella. Uudet solut tuhoavat kaikki muistot. Sinä luopuisit kaikesta, jonka olet kokeillut hankkimiseksi."
Elizabeth Gould, Princetonin yliopiston neurobiologi, joka löysi neurogeneesin marmoosetissa ja muissa aikuisissa kädellisissä, väittää, että uusien hermosolujen on oltava hyödyllisiä. "En voi uskoa, että luonto menisi kaikkiin ongelmiin luoda tuhansia uusia soluja päivässä ilman tarkoitusta", hän sanoo. "Keho ei harrastaa resurssejaan."
Nottebohm sanoo, että ikääntyvien aivojen on todennäköisesti kehitettävä hermosoluja oppia uusia asioita. "Aivoilla loppuu muistitila", hän sanoo. "Kaikki yli 50-vuotiaat tietävät sen. Jos muistaisimme kaiken, olisimme ylikuormittuneet."
Samalla innolla, jota hän osoitti sekoitettuaan ensin saamansa viisauden, Nottebohm aloitti uuden työn mustakapseltujen chickadejen kanssa 1990-luvun puolivälissä. Yksi amerikkalaisista lintulajeista, jotka säätelevät pohjoista talvea, chickadees esiintyy tuona kaudena siemenissä ja muissa puissa piilossa olevissa elintarvikkeissa. Nottebohm havaitsi syksynä tullessa, että linnut kasvavat uusia soluja aivokeskuksessa, joka käsittelee tilamuistia, kykyä navigoida ja löytää asioita. Lisätty aivovoima auttaa chickadeeja määrittämään piilotetut talonsa kuukausia myöhemmin, Nottebohm sanoo.
Tällainen näkemys voittaa ihailua. "Fernando on aina ollut kaikkien edellä", Gould sanoo. "Toistaiseksi eteenpäin, että ihmiset eivät pitkään aikaan voineet hyväksyä hänen havaintojaan mielenkiintoisina tai tärkeinä. Nyt he tulevat ympäri."
