Введение
Американский нейробиолог Элизабет Гулд (род. 1962). Она была одним из первых исследователей нейрогенеза у взрослых в гиппокампе, область исследований, которая до сих пор остается предметом споров. В ноябре 2002 года журнал Discover включил ее в список 50 самых влиятельных женщин-ученых. Гулд обнаружила доказательства нейрогенеза у взрослых в гиппокампе и обонятельной луковице крыс, мармозет и макак-резусов. В своих ранних исследованиях она заложила основу для понимания взаимосвязи между стрессом и нейрогенезом у взрослых. В частности, она и доктор Хизер А. Кэмерон сообщили о контроле надпочечниковых стероидов над нейрогенезом у взрослых в зубчатой извилине крысы. Кроме того, ее работа предоставила доказательства нейрогенеза в неокортексе взрослых приматов. Гулд и ее коллеги сообщили, что у взрослых мармозет появляются новые нейроны в трех областях ассоциативной неокортекса, важных для когнитивных функций: префронтальной, нижней височной и задней теменной коре. Эти новые нейроны, по-видимому, происходят из субвентрикулярной зоны, где находятся стволовые клетки, дающие начало другим типам клеток. Затем они мигрируют через белое вещество в неокортекс, прорастая аксонами. Постоянное добавление нейронов во взрослом возрасте, по всей видимости, способствует функционированию ассоциативной неокортекса. Исследования Гулд были посвящены изучению влияния гормонов стресса на мозг крыс и гибели клеток в гиппокампе. Документируя дегенерацию этих мозгов, она обнаружила признаки, указывающие на то, что мозг способен к самовосстановлению. Последующие исследования Гулд показали, что спустя десять лет Майкл Каплан из Университета Нью-Мексико использовал электронный микроскоп для визуализации рождающихся нейронов. Каплан полагал, что обнаружил новые нейроны во всем мозге млекопитающих, включая кору. Однако другие ученые продолжали поддерживать доктрину Ракича, отрицающую возможность нейрогенеза у млекопитающих. По сообщениям, Каплан вспоминал, как Ракич сказал ему: «Эти [клетки] могут выглядеть как нейроны в Нью-Мексико, но в Нью-Хейвене они такими не являются». Как и Алтман до него, Каплан оставил свои исследования в области нейрогенеза.
Elizabeth Gould (born 1962) She was an early investigator of adult neurogenesis in the hippocampus, a research area that continues to be controversial. In November 2002, Discover magazine listed her as one of the 50 most important women scientists. Gould discovered evidence of adult neurogenesis in the hippocampus and olfactory bulb of rats, marmosets and macaque monkeys. In her early studies, she laid the groundwork for understanding the relationship between stress and adult neurogenesis. Specifically, she and Dr. Heather A. Cameron reported on adrenal steroid control of adult neurogenesis in rat dentate gyrus. Additionally, her work has provided evidence of neurogenesis in the adult primate neocortex. Gould and the researchers reported new neurons in adult marmoset monkeys are added to three neocortical association areas important in cognitive function: the prefrontal, inferior temporal and posterior parietal cortex. The new neurons appeared to originate in the subventricular zone, where stem cells giving rise to other cell types are located. They then migrate through the white matter to the neocortex, extending axons. Continual addition of neurons in adulthood apparently contributes to association neocortex functions. investigating the effect of stress hormones on rat brains. Gould's research focused on the death of cells in the hippocampus. While Gould was documenting the degeneration of these brains, she discovered evidence that pointed to the idea that the brain might also heal itself. Further investigation by Gould revealed that a decade later Michael Kaplan, at the University of New Mexico, had used an electron microscope to image neurons giving birth. Kaplan had, he believed, discovered new neurons everywhere in the mammalian brain, including the cortex. However, other scientists continued to support Rakic's doctrine which denied the possibility of neurogenesis in mammals. Kaplan is reported as remembering Rakic telling him that “Those [cells] may look like neurons in New Mexico, but they don't in New Haven.” Like Altman before him, Kaplan abandoned his work in neurogenesis.
Текущая работа
Лаборатория Гулда в Принстоне изучает образование новых нейронов в раннем послеродовом и взрослом мозге млекопитающих. Ее лаборатория исследует вопросы, связанные с регуляцией производства и выживания клеток в трех областях мозга – гиппокампе, обонятельной луковице и неокортексе – у грызунов и приматов (мармозетов и макак). Гоулд и ее коллеги полагают, что ответ на вопрос: «Какую функцию могут выполнять клетки, образовавшиеся на поздних стадиях развития?» может иметь огромное значение для нейробиологии, и их исследования в основном направляются этим вопросом. Гоулд и ее команда также стремятся выяснить, как гормоны модулируют образование новых нейронов и как опыт влияет на образование новых клеток, и если да, то посредством каких лежащих в основе механизмов.
Опытные изменения в нейрогенезе
Исследования Гулда показали, что воздействие аверсивных стимулов приводит к снижению пролиферации клеток в зубчатой извилине взрослых крыс, древесных тушканчиков и мармозет. Гулд и ее коллеги в серии исследований продемонстрировали, что социальный стресс подавляет образование новых клеток у этих трех видов. Более того, они обнаружили, что воздействие на взрослых крыс запахов естественных хищников, но не других новых запахов, угнетает пролиферацию клеток в зубчатой извилине. Было установлено, что этот эффект зависит от надпочечниковых стероидов, поскольку предотвращение повышения уровня глюкокортикоидов, вызванного стрессом (путем адреналектомии и замещения низкой дозой кортикостерона в питьевой воде), устраняло ингибирующее действие запаха лисы на клеточную продукцию.
Важность сложных сред
Команда Гулда обнаружила, что многие новые клетки в гиппокампе взрослых крыс и обезьян не выживают у животных, содержащихся в стандартных лабораторных условиях. У грызунов они выяснили, что эти клетки можно спасти, поместив животных в более сложную среду. По их мнению, эти результаты отражают обедненные условия содержания экспериментальных животных. Они также полагают, что это явление, вероятно, еще более выражено у приматов с более высокими социальными потребностями, чем у грызунов. Команда Гулда продолжает изучать этот вопрос, исследуя мозг взрослых крыс, живущих в видимой системе нор, и взрослых обезьян, содержащихся в условиях, приближенных к естественным, с возможностями для добывания пищи и другой естественной активности.
Функциональная роль новых нейронов
Хотя функция новых нейронов во взрослом мозге пока не установлена, Гулд и ее коллеги начали выдвигать гипотезы относительно возможных вариантов. В гиппокампе генерируется большое количество новых нейронов, и эти клетки, по-видимому, чувствительны к воздействию опыта, поэтому команда Гулд полагает, что они, вероятно, участвуют в функционировании гиппокампа. Они изучают возможность участия новых нейронов в двух функциях гиппокампа: обучении и модуляции реакции на стресс. Они показали, что обучение усиливает количество новых нейронов, но лишь при определенных условиях. Более того, они обнаружили, что экспериментальное истощение новых нейронов связано с ухудшением определенных видов обучения, но не других. Уменьшение числа новых нейронов после обработки антимитотическими препаратами ухудшает выработку следовой реакции моргания, но не влияет на пространственное обучение в водном лабиринте Морриса – обе эти задачи зависят от гиппокампа.
Почести и награды
Гулд получила множество наград на протяжении всей своей карьеры. С 1989 по 1991 год Гулд получила индивидуальную постдокторскую стипендию NRSA. С 1991 по 1992 год она получила стипендию Уинстона Три Института (Рокфеллера, Корнелла и Слоана Кеттеринга). С 1992 по 1993 год она получила грант Американской ассоциации по борьбе с параличом. С 1993 по 1994 год она получила небольшой грант NIMH RO3. С 1994 по 1996 год она была удостоена награды NARSAD Young Investigator Award. С 1994 по 1999 год она получила награду NIMH FIRST. В 2000 году она была удостоена премии "Троланд" Национальной академии наук. В 2006 году она была удостоена награды NARSAD Distinguished Investigator Award.