Låven, hvor han arbejder, er i hestelandet Millbrook, New York, men det gentager sig med triller, tweets og obbligatos - mere end tusind bur kanarier og finker. "Hører den der synger hans hjerte ud?" Spørger Fernando Nottebohm. ”Han har mere end et dusin sange. Han fortæller mændene: 'Dette er mit territorium.' Han siger til kvinderne, 'Hej, se på mig.' "
Relateret indhold
- Denne fuglsange deler matematiske kendetegn med menneskelig musik
- Sådan gør vores hjerner minder
At dekonstruere fuglesang kan synes en usandsynlig måde at ryste biologien på. Men Nottebohms forskning har ødelagt troen på, at en hjerne får sin kvote nerveceller kort efter fødslen og står hjælpeløst som en efter en, de dør - en "kendsgerning" tromlet ind i enhver skolebørns kranium. Tværtimod demonstrerede den ofte krøllede Argentina-fødte biolog for to årtier siden, at hjernen til en mandlig sangfugl vokser friske nerveceller om efteråret for at erstatte dem, der dør af om sommeren.
Resultaterne var chokerende, og forskere udtrykte skepsis til, at den voksne menneskelige hjerne havde den samme evne til regenerering. ”Læs mine læber: ingen nye neuroner, ” spurgte Pasko Rakic, en neurale videnskabsmand på Yale University, der var tvivlsom om, at en person som en fugl kunne vokse nye neuroner bare for at lære en sang.
Alligevel, inspireret af Nottebohms arbejde, fandt forskerne ud af, at andre voksne dyr - inklusive mennesker - faktisk er i stand til at producere nye hjerneceller. Og i februar rapporterede forskere for første gang, at helt nye nerver i voksne hjerner til voksne syntes at føre impulser - en konstatering, der tog fat på langvarige bekymringer om, at nydannede voksne neuroner muligvis ikke fungerer. Skønt sådanne beviser er foreløbige, mener forskere, at dette voksende forskningsrum vil give indsigt i, hvordan folk lærer og husker. Undersøgelse af neurogenese eller nervevækst kan føre dem til bedre at forstå og måske behandle ødelæggende sygdomme som Parkinsons og Alzheimers, forårsaget af spildte nerver i hjernen.
De færreste ville have forudsagt, at kanarieforhold ville føre til et sådant gennembrud. Nottebohms fugleundersøgelser "åbnede vores øjne for, at den voksne hjerne ændrer sig og udvikler nye celler gennem hele livet, " siger neurobiolog, Fred Gage fra Salk Institute i La Jolla, Californien, hvis laboratorium for nylig fandt bevis for genvækst af nerveceller i den menneskelige hjerne.
Nottebohms forskning har opnået anerkendelse inden for biologi og videre. En videnskabsmand, der fremmer en ukonventionel opfattelse og senere bliver retfærdiggjort, sørger for overbevisende drama, der præsenterer en helt, der appellerer til oprøreren i os og en forsigtighedsundervisning for at forblive åben. Alligevel foretrækker Nottebohm at være en revolutionær for en statsmand. ”Én gang var jeg i 5 eller 10 procent af forskere, der troede på neurogenese, ” siger han. "Nu accepterer 95 procent denne holdning. Jeg kunne hellere lide, at det var bedre at være i mindretal."
Han har været en fuglelsker siden sin dreng, i Buenos Aires. ”At lytte til fugle var slags min hobby, ” siger han. "Andre drenge havde biler, jeg havde fugle. Jeg kunne godt lide at prøve at identificere dem ved deres sange." Han opnåede en doktorgrad ved University of California i Berkeley - ja, studerede fugle - inden han flyttede til Rockefeller University.
Et vigtigt øjeblik kom i 1981, da han viste, at lydstyrken på den del af en mandlig kanariehjerne, der kontrollerer sangproduktionen, ændres sæsonmæssigt. Den topper sig om foråret, når behovet for at parre kræver det meste af en fangeres musikalske evne og krymper om sommeren. Det begynder derefter at udvide igen i efteråret - en tid til at lære og øve nye sange. Disse udsving, Nottebohm og hans kolleger senere viste, reflekterede død og også fødslen af tusinder af neuroner. "Forbløffende, " skrev Gage og en kollega for nylig.
I årenes løb har adskillige laboratorier præsenteret bevis for, at neurogenese for voksne forekommer i en række dyr, herunder rotten, træskiven og en type abe, marmoset. I mellemtiden fik forskere spor efter kilden til de nye neuroner. Arbejde med fugle, en ung kollega af Nottebohm's, Arturo Alvarez-Buylla, spores de nye nerver til bestemte stamceller i foringen af ventriklerne, som er væskefyldte hulrum i hjernen. Stamceller (så meget i nyhederne) findes i hele kroppen. Det er udefinerede celler, der kan udvikle en specialiseret funktion, der forvandles til f.eks. En lever eller blodlegeme. Opdagelsen af, at neuroner kan opstå fra stamceller i hjernen fyrer håb om et potentielt ubegrænset materiale til reparation af beskadiget hjernevæv. Men forskere advarer om, at det foreløbigt kun er spekulation om, at stamceller, der er i stand til at blive neuroner, kan bruges på denne måde.
I 1998 rapporterede forskere, at neuronal vækst også forekommer i den voksne menneskelige hjerne. Undersøgelserne anvendte hjernevæv fra mennesker, der døde af kræft. Patienterne var blevet behandlet i Sverige og injiceret med et kemikalie kaldet BrdU. Fordi BrdU er inkorporeret i DNA fra opdelende celler, kan kemikaliet tjene som en markør for alle nye nerveceller i hjernen. I undersøgelsen sendte svenske forskere hjerneprøverne til Gage i La Jolla. Han og hans kolleger fandt BrdU i hippocampus, en del af hjernen, der lægger minder, hvilket antyder, at nye neuroner havde udviklet sig og måske spillet en rolle i opbevaring af information.
Næsten alle beviser for voksen neurogenese hos pattedyr er begrænset til hippocampus, og ingen er sikker på, hvad disse nye neuroner gør, hvis noget. Indtil forskere konstaterer, at nye, fungerende nerver også optræder i hjernebarken, hvor højere tanker behandles, forbliver Rakic og andre skeptiske over, at neurogenese hos voksne gør meget forskel for den faktiske hjernefunktion. "Vi starter livet med en masse uuddannede neuroner, men på et tidspunkt bliver de alle universitetsuddannede, " siger han. "Med neurogenese i hjernebarken ville du have neuroner, der aldrig gik i folkeskolen. Nye celler vil erodere alle dine minder. Du ville opgive alt, hvad du har arbejdet for at erhverve."
Elizabeth Gould, en neurobiolog fra Princeton University, der fandt neurogenese i marmoset og andre voksne primater, hævder, at de nye nerveceller skal være nyttige. ”Jeg kan ikke tro, at naturen ville gøre alt det besvær med at skabe tusinder af nye celler om dagen uden formål, ” siger hun. "Organet er ikke behøvet med sine ressourcer."
Nottebohm siger, at den aldrende hjerne sandsynligvis skal udvikle nerveceller for at lære nye ting. "Hjernen løber tør for hukommelsesområdet, " siger han. "Alle over 50 ved det. Hvis vi huskede alt, ville vi være i overbelastning."
Med den samme iver, som han udviste, da han først forvirrede den modtagne visdom, begyndte Nottebohm nyt arbejde med sortdækkede chickadees i midten af 1990'erne. En af de amerikanske fuglearter til at forvitre den nordlige vinter, chickadees findes i denne sæson på frø og andre fødevarer, de har skjult i træer. Nottebohm fandt, at der kommer efteråret, fuglene vokser nye celler i et hjernecenter, der beskæftiger sig med den rumlige hukommelse, kapaciteten til at navigere og finde ting. Den ekstra hjernekræft hjælper kyllingerne med at finde deres skjulte trove måneder senere, siger Nottebohm.
En sådan indsigt vinder beundring. "Fernando har altid været foran alle, " siger Gould. "Så langt foran, at folk i lang tid ikke var i stand til at acceptere hans fund som interessante eller vigtige. Nu kommer de rundt."
