Mózg jest wrażliwym organem. W przeciwieństwie do innych narządów, wszelkie uszkodzenia komórek mózgowych są uważane za trwałe i nieodwracalne – przynajmniej tak sądzono. Ostatnie badania wykazały, że mózg może mieć pewną zdolność do regeneracji i naprawy uszkodzonych komórek. Z możliwościami, jakie pewnego dnia mogą zaoferować badania nad komórkami macierzystymi, na horyzoncie może pojawić się nadzieja dla osób cierpiących na takie wyniszczające choroby, jak choroba Huntingtona, Parkinsona i Alzheimera. Zdolność komórek mózgowych do samoregeneracji jest znana jako neurogeneza.
W procesie mitozy z istniejących komórek mózgowych powstają nowe komórki. Te nowe komórki macierzyste rodzą się bez funkcji. Stymulacja z ich fizycznego środowiska powoduje, że te nowe komórki różnicują się lub specjalizują w komórki neuronalne. Zróżnicowane komórki migrują do różnych miejsc w mózgu za pomocą sygnału chemicznego. Kiedy oddalają się od swojego pochodzenia, komórki te albo adaptują się i rozwijają w dojrzałe komórki neuronalne, albo nie adaptują się i umierają. Zdolność tych komórek do przystosowania się do nowego środowiska jest znana jako plastyczność.
W miejscach ostatecznej migracji komórki neuronalne dojrzewają w obecności hormonów chemicznych zwanych neurotroficznymi czynnikami wzrostu i nabywają swoje funkcje przez całe życie. Nowe neurony zostają zintegrowane z istniejącym obwodem synaptycznym. Ten „regeneracyjny” rozwój od komórki macierzystej do dojrzałej komórki neuronalnej jest podstawą neurogenezy.
Koncepcja naprawy i regeneracji komórek mózgowych u dorosłych ludzi nie jest zjawiskiem nowym i na pewno nie dotyczy wyłącznie ludzi. Po raz pierwszy odkryte w latach 1960. przez badaczy Altmana, a następnie przez Kaplana i Hindsa, zaobserwowano, że komórki mózgowe regenerują się jako aksony w mózgu i rdzeniu kręgowym. Później odkryto, że ta rewolucyjna koncepcja występuje tylko w określonych obszarach mózgu. W 1998 roku Eriksson zademonstrował zdolność naprawczą komórek mózgowych w hipokampie człowieka, gdzie wpływa to na uczenie się i pamięć.
Dzisiejsze badania wykazały, że neuronalne komórki macierzyste proliferują i migrują do swoich ostatecznych miejsc docelowych w strefie podkomorowej (SVZ), która znajduje się w komorach bocznych mózgu, oraz w zakręcie zębatym (DG) w hipokampie. Tutaj rozwijają się w komórki, które pomogą mózgowi w odbiorze i przetwarzaniu informacji węchowych. Zdolności regeneracyjne zaobserwowano u myszy oraz innych kręgowców i bezkręgowców.
Wiele czynników zewnętrznych i środowiskowych wpływa na zdolność do narodzin komórek nerwowych. Na neurogenezę wpływa aktywność fizyczna. Zwiększona aktywność fizyczna zwiększa zdolność neuronów do samonaprawy, a tym samym poprawia ostrość umysłu. Zwiększający się poziom stresu powoduje, że organizm wydziela hormony kortykosteroidowe, które hamują neurogenezę poprzez zmniejszenie produkcji czynnika wzrostu, który jest niezbędny do wzrostu nowych komórek. Z drugiej strony wiadomo, że rosnące poziomy testosteronu, serotoniny i glutaminianu prowadzą do zwiększonej proliferacji komórek nerwowych.
Neurogeneza wprowadza wiele możliwości dla osób cierpiących na choroby zwyrodnieniowe mózgu. W ostatnich latach toczyło się wiele debat na temat wykorzystania embrionalnych komórek macierzystych w tworzeniu nowych terapii dla osób cierpiących na obecnie nieuleczalne choroby genetyczne. Jednak, jak wykazała neurogeneza, badania nad komórkami macierzystymi przynoszą obiecujące wyniki w zastosowaniach medycznych. Uszkodzenie mózgu oznacza dzisiaj zniszczenie i rozpacz; w przyszłości może to oznaczać regenerację i naprawę.