Etter to uker sammen med andre rotter i en stimulerende setting, hadde hannene med høyest sosial status 30 prosent flere nevroner i hippocampus enn før eksperimentet.
Hippocampus er en hjerneregion som er viktig for læring og hukommelse. Den er også kjent for sin strukturelle og funksjonelle plastisitet.
- Dette er atter et eksempel på at hjernen er plastisk, og at du får nye celler, sier professor May-Britt Moser ved NTNUs Centre for the Biology of Memory (CBM) - ett av Norges Sentre for fremragende forskning.
- Resultatene påpeker også at miljøet er veldig viktig. Folk som har det godt med seg selv og trener hippocampus, kan mest sannsynlig beholde de nye cellene. Det er vist at stress og depresjoner ikke er bra for nyfødte celler i rotter, sier Moser.
Dannet sosial struktur
Forskningsresultatet antyder at sosiale hierarkier kan påvirke hjernestrukturen. Yevgenia Kozorovitskiy og Elisabeth Gould fra Princeton University i New Jersey i USA har gjennomført forsøkene.
De studerte hjernene til rundt 40 rotter som dannet sosiale strukturer i en stimulerende og naturlignende setting. I hvert eksperiment ble fire hanner og to hunner plassert i en stor boks med et nettverk av tunneler og rom, i tillegg til et spiseområde på toppen.
I løpet av tre dager hadde rottene funnet en sosial struktur, i form av én aggressiv lederhann som fikk damene, og tre defensive hanner.
Nye celler overlevde lenger
Etter to uker hadde de dominante hannene flere nevroner i et område som heter gyrus dentatus i hippocampus, sammenlignet med både de defensive hannene og dyrene i kontrollgruppen.
- Nevroner i dette området blir hele tiden resirkulert, sier Kozorovitsky til tidsskriftet Nature.
Hver dag dannes det rundt 9 000 nye nerveceller, men de fleste dør før det har gått en uke. Hos de dominante hannene overlever cellene derimot lenger.
Skallen er fast
- Selve hjernen kan ikke bli større, fordi skallen er fast. Men cellene er så veldig små, at en økning på 30 prosent går greit. Hippocampus ligger nært et hulrom i hjernen - ventrikkelen, hvor det bare er væske. Det er plass til å skvise denne væsken litt, sier Moser.
Hun påpeker at det er snakk om bare én bestemt type celle i hippocampus i denne studien - nemlig de såkalte korncellene i gyrus dentatus.
Det er foreslått at disse cellene er viktige for innlæring, men det er ikke kjent hvilke eksakte funksjoner de har.
Fra statisk til plastisk
- Veldig tidlig tenkte man at hjernen var helt statisk, og at det ikke gikk an å danne nye hjerneceller. Så mente man at selve kontaktpunktene mellom cellene kunne bli mer effektive. Etter hvert ble det oppdaget at det også kunne dannes mange nye kontaktpunkter, forklarer Moser.
Etter hvert har man i tillegg funnet ut at det dannes helt nye nerveceller i enkelte deler av hjernen, som i luktelappen og i hippocampus.
- Det var veldig morsomt da de fant ut at dette også skjer i hippocampus. Diskusjonen går nå på hva som skal til for å ta vare på de nye cellene, og hvilken funksjon de kan ha, sier Moser.
Må ha optimale betingelser
- Dersom alle stadig vekk får nye celler i hippocampus, må man ha optimale betingelser for å ta vare på dem - for eksempel som de dominante rottene, sier Moser.
I andre hjerneområder, som i hjernebarken, hvor langtidsminnet ligger, tror forskerne derimot at cellestrukturen må være ganske stabil.
- I hippocampus trenger ikke hukommelsen å sitte så lenge. Da kan det være litt mer utskiftning i nettverket, sier Moser.
De amerikanske forskerne tror kanskje at de nye cellene i hippocampus hjelper rottene med å tilpasse seg sin maktposisjon. Vi vet ikke om det samme skjer hos mennesker.
Stress
Andre faktorer utløser produksjonen av nye nerveceller i det samme området, som for eksempel trening og et beriket miljø. Produksjonen og overlevelsen av disse cellene blir også modulert av stress.
Det er gjort mange studier på effektene av sosialt stress på hjernene til de underdanige dyrene i dominanshierarkier, men det har ikke blitt viet så mye oppmerksomhet til hjernen til de dyrene som er dominante.
Denne nye studien antyder at både de dominante og de underdanige er stressa sammenlignet med kontrollgruppen, men at de dominante er mindre stressa enn de underdanige. Den sosiale dominansen endrer ikke produksjonen av nerveceller, men er assosiert med en høyere overlevelse for disse cellene.
Hindrer de positive virkningene
Èn mulig tolkning av resultatene er at de dominante hannene får flere hjerneceller fordi de lever i et beriket miljø. Forskjellen mellom de dominante og de underdanige hannene kan være at underkastelsen hindrer de positive virkningene av å leve i et beriket miljø.
Dominante hanner er per definisjon mer aggressive, og i tillegg er de i fysisk kontakt med damene mye mer - de sniffer rumper og parer seg oftere. Både aggresjon og paring er knyttet til høyere testosteronnivå. Dominante hanner kan derfor ha flere nevroner som et resultat av en erfaringsavhengig økning av testosteronnivået.
Gjenstår å vise om cellene er viktige
- Det som mangler i litteraturen er å vise hvordan disse cellene bidrar til læring og hukommelse. Det gjenstår å vise at det å få nyfødtceller er viktig eller nødvendig, sier Moser.
Dersom noen klarer å vise at nyfødtcellene er viktige for læring, kan hun tenke seg at dette kunne utnyttes i forhold til alzheimerpasienter eller andre med hippocampusskader.
- Dersom de har evne til å danne nye celler, og vi finner ut hva som er viktig for at de skal bli bevart, ville vi kanskje kunne gjøre noe som bidrar til å bygge opp igjen hjernen, sier Moser.
Gould nettopp også publisert en studie som viser at rotter som i løpet av sine to første leveuker daglig var atskilt i lengre perioder fra moren, og ble stressa, dannet atskillig færre nye nerveceller i hippocampus enn andre rotter.
Referanse:
Yevgenia Kozorovitskiy og Elizabeth Gould; Dominance Hierarchy Influences Adult Neurogenesis in the Dentate Gyrus; The Journal of Neuroscience; 28. july; 2004; 24(30):6755-6759; doi:10.1523/JNEUROSCI.0345-04.2004.
Lenker:
Elizabeth Gould: Hjemmeside I
Elizabeth Gould: Hjemmeside II
Nature: Social status influences brain structure
