Otak adalah organ yang sensitif. Tidak seperti organ lain, setiap kerusakan pada sel-sel otak dianggap permanen dan tidak dapat diubah – atau begitulah anggapannya. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa otak mungkin memiliki beberapa kapasitas untuk meregenerasi dan memperbaiki sel-sel yang rusak. Dengan kemungkinan yang mungkin ditawarkan oleh penelitian sel induk suatu hari nanti, harapan mungkin ada di cakrawala bagi individu yang menderita penyakit melumpuhkan seperti penyakit Huntington, Parkinson, dan Alzheimer. Kemampuan sel-sel otak untuk beregenerasi sendiri dikenal sebagai neurogenesis.
Melalui proses mitosis, sel-sel baru terbentuk dari sel-sel otak yang sudah ada. Sel punca baru ini lahir tanpa fungsi. Stimulasi dari lingkungan fisik mereka menyebabkan sel-sel baru ini berdiferensiasi, atau berspesialisasi, menjadi sel-sel saraf. Sel-sel yang berbeda bermigrasi ke lokasi yang berbeda dari otak melalui sinyal kimia. Begitu mereka menjauh dari asalnya, sel-sel ini beradaptasi dan berkembang menjadi sel saraf dewasa, atau mereka tidak beradaptasi dan mati. Kemampuan sel-sel ini untuk beradaptasi dengan lingkungan baru mereka dikenal sebagai plastisitas.
Di tempat migrasi terakhirnya, sel-sel saraf menjadi matang dengan adanya hormon kimia yang dikenal sebagai faktor pertumbuhan neurotropik dan memperoleh fungsi seumur hidup mereka. Neuron baru menjadi terintegrasi ke dalam sirkuit sinaptik yang ada. Perkembangan “regeneratif” dari sel punca menjadi sel saraf dewasa ini merupakan dasar dari neurogenesis.
Konsep perbaikan dan regenerasi sel otak pada manusia dewasa bukanlah fenomena baru, dan tentunya tidak eksklusif bagi manusia. Pertama kali ditemukan pada tahun 1960 oleh peneliti Altman dan kemudian oleh Kaplan dan Hinds, sel-sel otak diamati untuk beregenerasi sebagai akson di otak dan di sumsum tulang belakang. Konsep revolusioner ini kemudian ditemukan hanya terjadi di daerah tertentu di otak. Pada tahun 1998, Eriksson mendemonstrasikan kapasitas perbaikan sel-sel otak di hipokampus manusia, di mana pembelajaran dan memori terpengaruh.
Penelitian saat ini telah menemukan bahwa sel punca saraf berkembang biak dan bermigrasi ke tujuan akhir mereka di zona subventrikular (SVZ), yang terletak di ventrikel lateral otak, dan dentate gyrus (DG) dalam formasi hipokampus. Di sini, mereka berkembang menjadi sel yang akan membantu penerimaan otak dan pemrosesan informasi penciuman. Kemampuan regeneratif telah diamati pada tikus, dan vertebrata dan invertebrata lainnya.
Banyak faktor eksternal dan lingkungan yang mempengaruhi kapasitas kelahiran sel saraf. Neurogenesis dipengaruhi oleh aktivitas fisik. Meningkatkan aktivitas fisik meningkatkan kemampuan neuron untuk memperbaiki diri, dan karenanya meningkatkan ketajaman mental. Meningkatnya tingkat stres menyebabkan tubuh mengeluarkan hormon kortikosteroid yang bertindak untuk menghambat neurogenesis dengan mengurangi produksi faktor pertumbuhan, yang sangat penting untuk pertumbuhan sel baru. Peningkatan kadar testosteron, serotonin, dan glutamat, di sisi lain, telah diketahui menyebabkan peningkatan proliferasi sel saraf.
Neurogenesis memperkenalkan sejumlah kemungkinan bagi orang yang menderita penyakit otak degeneratif. Banyak perdebatan telah terjadi dalam beberapa tahun terakhir mengenai penggunaan sel induk embrionik dalam menciptakan terapi baru bagi mereka yang menderita penyakit genetik yang saat ini tidak dapat disembuhkan. Namun, seperti yang telah ditunjukkan oleh neurogenesis, penelitian sel punca membawa hasil yang menjanjikan untuk aplikasi medis. Cedera otak hari ini berarti kehancuran dan keputusasaan; di masa depan, itu bisa berarti regenerasi dan perbaikan.