het is al lang bekend dat volwassen, gedifferentieerde neuronen zich niet delen (Zie hoofdstuk 22). Het volgt echter niet dat alle neuronen die deel uitmaken van de volwassen hersenen worden geproduceerd tijdens embryonale ontwikkeling, hoewel deze interpretatie over het algemeen is aangenomen. De merites van deze aanname werden in de jaren 1980 in vraag gesteld, toen Fernando Nottebohm en collega ‘ s van de Rockefeller universiteit de productie van nieuwe neuronen demonstreerden in de hersenen van volwassen zangvogels. Zij toonden aan dat de geëtiketteerde voorlopers van DNA die in volwassen vogels worden ingespoten later in volledig gedifferentieerde neuronen konden worden gevonden, die erop wijzen dat de neuronen hun definitieve ronde van celdeling hadden ondergaan nadat de geëtiketteerde precursor werd ingespoten. Bovendien waren de nieuwe neuronen in staat dendrieten uit te breiden en lange axonen te projecteren om passende verbindingen met andere hersenkernen tot stand te brengen. De productie van nieuwe neuronen was duidelijk in veel delen van de hersenen van de vogels, maar was vooral prominent in gebieden die betrokken waren bij de zangproductie (zie kader B in hoofdstuk 24). Deze waarnemingen toonden aan dat de volwassen hersenen ten minste enkele nieuwe zenuwcellen kunnen genereren en deze in neurale circuits kunnen opnemen (zie ook hoofdstuk 15).
de productie van nieuwe neuronen in de volwassen hersenen is nu onderzocht bij muizen, ratten, apen en tenslotte bij mensen. In alle gevallen echter, de nieuwe zenuwcellen in het zoogdier CNS zijn beperkt tot slechts twee gebieden van de hersenen: (1) de korrel cel laag van de olfactorische bol; en (2) de dentate gyrus van de hippocampus. Bovendien zijn de nieuwe zenuwcellen voornamelijk lokale circuitneuronen of interneuronen. Nieuwe neuronen met lange afstandprojecties zijn niet gezien. Elk van deze populaties in de olfactorische bol en hippocampus wordt blijkbaar gegenereerd uit nabijgelegen sites in de buurt van het oppervlak van de laterale ventrikel. Net als in vogelhersenen breiden de pasgeboren zenuwcellen axonen en dendrieten uit en worden ze geïntegreerd in functionele synaptische circuits. Blijkbaar, een beperkte productie van nieuwe neuronen vindt voortdurend plaats in een paar specifieke loci.
als neuronen zich niet kunnen delen (Zie hoofdstuk 22), hoe genereren de volwassen hersenen deze zenuwcellen? Het antwoord kwam met de ontdekking naar voren dat de sub-ventriculaire zone die neuronen tijdens ontwikkeling produceert sommige neurale stamcellen in de volwassene behoudt. De term “stamcellen” verwijst naar een populatie van cellen die zichzelf vernieuwen-elke cel kan symmetrisch verdelen om tot meer cellen zoals zichzelf te leiden, maar kan ook asymmetrisch verdelen, die tot een nieuwe stamcel plus één of meer gedifferentieerde cellen leiden. In het afgelopen decennium, hebben verscheidene onderzoeksgroepen stamcellen van de volwassen hersenen geà soleerd die in grote aantallen in celcultuur kunnen reproduceren. Dergelijke cellen kunnen dan worden veroorzaakt om in neuronen en glialcellen te onderscheiden, wanneer blootgesteld aan aangewezen signalen. Veel van deze zelfde signalen bemiddelen neuronale differentiatie in normale ontwikkeling. Volwassen stamcellen kunnen niet alleen worden geïsoleerd van de voorste subventriculaire zone (in de buurt van de olfactorische bol) en dentate gyrus, maar van vele andere delen van de voorhersenen, cerebellum, middenhersenen, en het ruggenmerg, hoewel ze blijkbaar geen nieuwe neuronen in deze sites produceren. De remmende signalen in deze gebieden kunnen stamcellen verhinderen neuronen te produceren.
waarom de aanmaak van neuronen in de volwassen hersenen zo beperkt is, is niet bekend. Deze eigenaardige beperking is vermoedelijk gerelateerd aan de redenen besproken in Box D. niettemin, het feit dat nieuwe neuronen kunnen worden gegenereerd in een paar gebieden van de volwassen hersenen suggereert dat dit fenomeen kan optreden in het volwassen CNS. De capaciteit van nieuw geproduceerde neuronen om in minstens sommige synaptische kringen te integreren voegt aan de mechanismen toe die voor plasticiteit in de volwassen hersenen beschikbaar zijn. Aldus, zijn vele onderzoekers begonnen om de potentiële toepassingen van de technologie van de stamcel voor de reparatie van kringen te onderzoeken die door traumatisch letsel of degeneratieve ziekte worden beschadigd.