科学家发现大脑皮层发展的关键因素
德州农工大学医学院的科学家们取得了一个突破性的发现对大脑的发展。这个新信息有助于我们理解大脑的一部分,如何使人类更聪明比其他哺乳动物的发展,并提供洞察什么导致智障人士,包括自闭症谱系障碍。
多年来,专家们已经知道薄薄的一层细胞在大脑皮层——大脑的一部分控制高阶功能,比如认知、感知和语言是直接与情报在哺乳动物中。大脑皮层的表面积越大,越是高度发达的心智能力的有机体。例如,人类大脑皮层的厚度只有3倍比老鼠。然而,人类大脑皮层的表面积是老鼠的1000倍。畸形的这部分大脑发育赤字,包括进展自闭症谱系障碍和智障。
不明白是如何进化的大脑的这一部分的扩张发生优先支持扩大表面积的大脑皮层的厚度增加。最早的人口如何神经干细胞——构建块brain-distribute自己在这个过程中是一个关键因素。
“有很多,我们称之为,单个处理单元在大脑皮层水平排列。面积越多,这些处理单元可以容纳,“说Vytas a . Bankaitis医学院特聘教授,E.L. Wehner-Welch基金会主席在化学,这项研究的作者之一,出版细胞的报道。“现在的问题是,为什么是皮层面积更大的相对于其厚度作为一个爬上哺乳动物的进化树吗?为什么神经干细胞传播自己在横向方向扩散,而不是桩上的彼此?”
这个问题很关键,因为当细胞不分散,而是堆积,它会创建一个更厚的皮层小表面积——所观察到的特征在智力障碍的情况下,甚至自闭症。
“智力障碍研究最多的遗传原因之一是一个突变的基因,最初称为LIS1,“谢中国表示,医学院的助理教授、该研究的作者之一。“这基因突变会导致一个光滑的大脑,这是与智力障碍有关。和一个典型的观测病人的大脑皮层是厚的比正常。还有最近的研究,确定共同的自闭症大脑的差异,包括异常增厚的皮层区域。”
科学家们在一段时间内,称为神经干细胞分裂,细胞核内上下移动他们的解剖空间作为细胞周期的函数,这一过程被称为interkinetic核迁移。他们利用细胞骨架网络,就像铁轨与引擎,细胞核向上或向下移动密切监管的方式。虽然提出了一些想法,但它仍然是一个谜,为什么核以这种方式移动,这个网络的铁轨是如何控制的,什么角色interkinetic核迁移在大脑皮层的发展。
在他们的研究中,谢和Bankaitis提供这些问题的答案。
至于为什么,Bankaitis解释说,当有很多细胞如此接近在皮层的胚胎阶段开发中,原子核的运动导致上下反对向上和向下的力量传播神经干细胞分裂。
“想想一管牙膏,Bankaitis说。“如果你把牙膏管,把它在你的手,从底部向上推,从上往下推,会发生什么?将平并传播出去。本质上这是如何工作的。你有一个向上的力与向下的力由原子核的运动,这些细胞摊开。”
谢和Bankaitis还演示如何连接在一起的细胞通过几个不同的通路,配合“告诉”新生神经干细胞到哪里去。
“我认为第一次,这真的使分子和信号通路,表明这个过程是如何控制和为什么它会链接或与神经发育缺陷有关,“Bankaitis说。“我们已经采取了生化途径,联系到细胞生物学通路,和它有关信号通路谈判核促进核行为产生一个力开发一个复杂的大脑。现在是一个完整的电路。
这项研究的结果发现自闭症风险的根本原因的一个重要因素,智障和神经管出生缺陷。新知识的基本原则调节大脑皮层的形状也将有助于体外的设计大脑文化系统,更准确地反映出感兴趣的发展进程,提高神经系统药物开发前景。
“虽然可能有很多原因皮层增厚,而不是传播,我们的工作提供了一个新的视角为什么孤独症患者智障人士通常显示一个更厚的皮层,”谢说。“事实上,LIS1基因产品的核心监管机构核迁移,包括interkinetic核迁移,我们学习在这工作,支持我们达成的结论。”
