Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Neurony przemieszczają się w mózgu jeszcze po urodzeniu - rewolucyjne odkrycie!
Neurony przemieszczają się w mózgu jeszcze po urodzeniu - rewolucyjne odkrycie!
Naukowcy dokonali zdumiewającego odkrycia dotyczącego migracji neuronów u narodzonego dziecka. Do tej pory sądzono, że masowe przemieszczanie się tych komórek odbywa się jeszcze w łonie matki. Ta informacja może mieć kluczowe znaczenie w zgłębieniu rozwoju mózgu człowieka i w poszukiwaniu przyczyn wielu chorób neurodegeneracyjnych

 

Naukowcy z Univeristy of California w San Francisco zaobserwowali masowe migracje neuronów kory czołowej mózgu zachodzące przez kilka miesięcy po urodzeniu. Badacze wysuwają hipotezę, że zjawisko to może mieć istotny wpływ na kształtowanie się podstawowych zdolności poznawczych człowieka oraz leżeć u podstaw wielu zaburzeń neurologicznych.

Większość neuronów kory mózgowej (rejonu mózgu, który odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu się zdolności poznawczych człowieka), migruje z miejsca swojego powstania do głębszych części kory, by tam zająć swoje docelowe miejsce. Neurobiolodzy bardzo długo sądzili, że zmiana położenia neuronów w mózgu obydwa się jeszcze przed narodzinami dziecka. Pogląd ten jednak uległ całkowitej zmianie wraz z dniem 6 października, kiedy  to na łamach "Science" pojawiło się po raz pierwszy doniesienie o kontynuacji masowej migracji neuronów i  tworzeniu się nowych sieci neuronalnych u noworodka. Doniesienie to wskazuje na istnienie całkowicie nowej fazy rozwoju ludzkiego mózgu, o którym wcześniej nie było wiadomo.

Badania na skrawkach mózgu ujawniły masowe przemieszczanie się komórek

Odkrycie było efektem współpracy pomiędzy laboratorium profesora UCSF Arturo Alvarez-Buylla, który specjalizuje się w analizie wędrówek niedojrzałych neuronów w rozwijającym się mózgu z profesorem patologii i dyrektorem Pediatric Brain Tissue Bank, Newborn Brain Research Institute UCSF - Eric`iem J. Huang

Wcześniejsze badania zarówno zespołu Alvarez-Buylla, jak i innych grup badawczych wykazały istnienie małych populacji niedojrzałych neuronów, które po urodzeniu przemieszczają się do kory orbitalno-frontalnej, małego rejonu kory mózgowej znajdującego się tuż nad oczami. Ta obserwacja pozwoliła wysnuć naukowcom przypuszczenie o istnieniu dalszej migracji neuronów w pozostałe rejony kory mózgowej.  Zespół badaczy przeanalizował skrawki tkankowe z Pediatric Brain Tissue Bank używając barwników histologicznych do migrujących neuronów. Wyniki badań wykazały istnienie skupisk niedojrzałych, migrujących komórek nerwowych w obrębie całego płata czołowego. Obrazowanie MRI potwierdziło te obserwacje, ukazując znaczne ilości tych komórek, które zmieniając swoje położenie znalazły się teraz w zupełnie innym położeniu. Naukowcy byli zdumieni, że komórki te były w ciągłym ruchu i przemieszczały się tygodnie po narodzinach. By dowiedzieć się więcej na temat tej niesamowitej wędrówki komórek (nazywanych przez badaczy „the Arc”), naukowcy użyli wirusów, by oznakować niedojrzałe neurony w skrawkach mózgu noworodków pobranych natychmiast po  śmierci. Analiza histologiczna płata czołowego wykazała, że neurony Arc  wędrują do kory mózgowej w czasie trzech pierwszych miesięcy życia, gdzie różnicują się w różne typy neuronów hamujących.

Migracje neuronów hamujących mogą mieć istotny wpływ na zdolności kognitywne i zaburzenia neurologiczne. 

Neurony hamujące, które wydzielają neurotransmiter GABA, stanowią około 20% wszystkich neuronów w korze mózgowej i pełnią kluczową rolę między innymi w zmniejszaniu pobudliwości i rozluźnianiu mięśni. Brak równowagi pomiędzy neuronami pobudzającymiu a hamującymi, szczególnie w sieciach neuronalnych płata czołowego mózgu ma istotne znaczenie w rozwoju takich zaburzeń jak schizofrenia czy autyzm. Najnowsze badania wykazują, że sieci neuronów hamujących rozwijają się znacznie później w mózgu niż do tej pory sądzono. Migracje neuronów po urodzeniu okazały się znacznie dłuższe w przypadku człowieka  aniżeli myszy czy innych ssaków.  Badacze sugerują zatem, że może być to kolejny istotny fakt w rozwoju ludzkiego mózgu, który odróżnia nas od innych zwierząt i zapewnia unikatowość ludzkiego układu nerwowego. Naukowcy dodają, że pierwsze miesiące życia noworodka, w czasie których poznaje on świat i jest podatny na wiele nowych bodźców są kluczowe dla rozwoju mózgu. Rozległe, przedłużone w czasie migracje neuronów wydają się zatem odpowiadać bardziej złożonej strukturze mózgu, która przekłada się następnie na nasze zdolności poznawcze. Naukowcy planują poszerzyć swoje badania i sprawdzić, czy znaczące przemieszczanie się neuronów po urodzeniu jest w jakiś sposób zaburzone lub zmienione u dzieci z zaburzeniami neurologicznymi .

Źródła

Mercedes F. Paredes, David James, Sara Gil-Perotin, Hosung Kim, Jennifer A. Cotter, Carissa Ng, Kadellyn Sandoval, David H. Rowitch, Duan Xu, Patrick S. Mcquillen, Jose-Manuel Garcia-Verdugo, Eric J. Huang, Arturo Alvarez-Buylla. Extensive migration of young neurons into the infant human frontal lobe. Science, 2016 DOI: 10.1126/science.aaf7073

KOMENTARZE
Newsletter