Creierul este un organ sensibil. Spre deosebire de alte organe, orice deteriorare a celulelor creierului este considerată permanentă și ireversibilă – sau așa se credea. Cercetări recente au indicat că creierul poate avea o anumită capacitate de a regenera și repara celulele deteriorate. Având în vedere posibilitățile pe care cercetarea cu celule stem le poate oferi într-o zi, speranța ar putea fi la orizont pentru persoanele care suferă de astfel de boli paralizante precum Huntington, Parkinson și boala Alzheimer. Capacitatea celulelor creierului de a se regenera este cunoscută sub numele de neurogeneză.
Prin procesul de mitoză, din celulele creierului existente se formează celule noi. Aceste noi celule stem se nasc fără o funcție. Stimularea din mediul lor fizic face ca aceste noi celule să se diferențieze sau să se specializeze în celule neuronale. Celulele diferențiate migrează în diferite locații ale creierului prin intermediul unui semnal chimic. Odată ce se îndepărtează de originea lor, aceste celule fie se adaptează și se dezvoltă în celule neuronale mature, fie nu se adaptează și mor. Capacitatea acestor celule de a se adapta la noul lor mediu este cunoscută sub numele de plasticitate.
La locurile lor finale de migrare, celulele neuronale se maturizează în prezența unor hormoni chimici cunoscuți ca factori de creștere neurotrofici și își dobândesc funcțiile pe tot parcursul vieții. Noii neuroni devin integrați în circuitele sinaptice existente. Această dezvoltare „regenerativă” de la celula stem la celula neuronală matură este baza neurogenezei.
Conceptul de reparare și regenerare a celulelor creierului la oamenii adulți nu este un fenomen nou și, cu siguranță, nu este exclusiv pentru oameni. Descoperite pentru prima dată în anii 1960 de cercetătorii Altman și apoi de Kaplan și Hinds, s-a observat că celulele creierului se regenerează ca axoni în creier și în măduva spinării. Ulterior, s-a descoperit că acest concept revoluționar apare doar în anumite regiuni ale creierului. În 1998, Eriksson a demonstrat capacitatea de reparare a celulelor creierului din hipocampul oamenilor, unde învățarea și memoria sunt afectate.
Cercetările actuale au descoperit că celulele stem neuronale proliferează și migrează către destinațiile lor finale în zona subventriculară (SVZ), care este situată în ventriculii laterali ai creierului, și în gyrusul dintat (DG) în formațiunea hipocampului. Aici, ele se dezvoltă în celule care vor ajuta la recepția și procesarea de către creier a informațiilor olfactive. Capacitățile de regenerare au fost observate la șoareci și la alte vertebrate și nevertebrate.
Mulți factori externi și de mediu afectează capacitatea de naștere a celulelor neuronale. Neurogeneza este afectată de activitatea fizică. Creșterea activității fizice crește capacitatea neuronului de auto-reparare și, prin urmare, crește claritatea mentală. Creșterea nivelului de stres determină organismul să secrete hormoni corticosteroizi care acționează pentru a inhiba neurogeneza prin reducerea producției de factor de creștere, care este vital pentru creșterea celulelor noi. Creșterea nivelurilor de testosteron, serotonină și glutamat, pe de altă parte, este cunoscută că duce la creșterea proliferării celulelor neuronale.
Neurogeneza introduce o serie de posibilități pentru persoanele care suferă de boli degenerative ale creierului. În ultimii ani, au avut loc multe dezbateri cu privire la utilizarea celulelor stem embrionare în crearea de noi terapii pentru cei care suferă de boli genetice incurabile în prezent. Cu toate acestea, așa cum a demonstrat neurogeneza, cercetarea cu celule stem aduce rezultate promițătoare aplicațiilor medicale. O leziune cerebrală astăzi înseamnă distrugere și disperare; în viitor, poate însemna regenerare și reparare.