Как складывается наш мозг? Исследование раскрывает новые генетические идеи

Как складывается наш мозг? Исследование выявляет новые генетические идеи
Области мозга плода овец анализируются в исследовании до складывания, во время процесса складывания и после завершения складывания. Кредит: Университет RMIT

Новое исследование помогает раскрыть тайну того, как мозг складывается, когда ребенок развивается в утробе матери, — процесс, необходимый для здоровой работы мозга.

Неверное складывание мозга связано со многими неврологическими состояниями, включая аутизм, анорексию, эпилепсию и шизофрению.

Преждевременные роды и ограничение роста плода, основные факторы риска развития церебрального паралича, также могут влиять на складывание мозга и приводить к когнитивным нарушениям.

Хотя мы знаем, что складки необходимы для работы здорового человеческого мозга, ученые только начинают понимать, что движет процессом складывания и почему он идет не так.

Новое доклиническое исследование австралийских и швейцарских исследователей впервые выявило гены, связанные с развитием двух типов складок мозга — внутрь и наружу — в сером веществе мозга.

Используя модели животных, которые очень похожи на развитие человеческого мозга, в ходе исследования были обнаружены различия как в генетической экспрессии, так и в форме нейронов во время процесса складывания.

Сопредседатель-исследователь, доцент Мэри Толкос, заявила, что в настоящее время нет методов лечения для предотвращения или лечения неправильного сворачивания мозга и нет раннего теста для выявления проблем до начала складывания.

«Мы знаем, что сворачивание происходит во втором и третьем триместре беременности, и что весь человеческий мозг складывается в основном по одним и тем же схемам», — сказал Толкос, научный сотрудник Австралийского исследовательского совета в RMIT.

«Это говорит о том, что процесс в значительной степени контролируется нашими генами, но мы только начинаем понимать, как это похоже на сложную часть оригами, в которой отсутствуют инструкции.

«Наше исследование — важный шаг к полному пониманию этих генетических инструкций, путем определения, какие гены связаны с кратным развитием.

«Следующим шагом является определение точной роли, которую эти гены играют в этом процессе, поэтому мы можем работать над выявлением потенциальных терапевтических целей и разрабатывать вмешательства для предотвращения и устранения неправильного складывания в мозге».

Как складывается наш мозг? Исследование раскрывает новые генетические идеи
Нейроны серого вещества в наружных складках (слева) и во внутренних складках (справа) с различиями, выделенными красным. Исследование показало, что вариации формы нейронов в этих областях во время процесса свертывания коррелируют с генетическими различиями. Кредит: Университет RMIT

Основы складывания

Предыдущие исследования складчатости мозга фокусировались на белом веществе или рассматривали животных с гладким мозгом, а не свернутыми, но в значительной степени игнорировали серое вещество.

Серое вещество состоит из нейронных тел и соединяющих их плеч, в то время как белое вещество состоит из длинных нервных волокон нейронов и их защитного слоя жира.

Хотя наука о складывании все еще неясна, последние данные свидетельствуют о том, что серое вещество в развивающемся мозге расширяется быстрее, чем белое вещество, создавая механическую нестабильность, которая приводит к складыванию мозга.

Но получающиеся складки «холма» и «долины» не случайны — они следуют за подобным образцом во всех свернутых мозгах того же самого вида.

Новое исследование было сосредоточено на мозгах овец, которые складываются в матке как человеческий мозг.

Исследователи исследовали генетические и микроструктурные различия в будущем сером веществе, кортикальной пластинке, в частях мозга прямо под «холмами» и «долинами».

Области были проанализированы в трех точках развития — когда мозг был гладким, полусогнутым и полностью сложенным.

Постдокторский доктор д-р Себастьян Кесада Рохас сказал, что это было первое исследование, которое изучило генетику свертывания будущего серого вещества, так как процесс свертывания развивается со временем.

«Понимание изменений в кортикальной пластинке во время складывания головного мозга имеет первостепенное значение, так как эта область изменяется так резко во время этого процесса», — сказал он.

«Мы обнаружили, что некоторые гены имеют более высокую экспрессию в областях, которые сворачиваются наружу, и более низкую экспрессию в областях, которые сворачиваются внутрь. Другие гены обращают эту картину в обратную сторону.

«Вместе эти генетические паттерны экспрессии могут объяснить, почему паттерн складчатости коры так одинаков для особей одного и того же вида».

Эти генетические различия также коррелируют с изменениями в нейронах серого вещества, при этом в ходе исследования были обнаружены различия в количестве плеч — или дендритов — что нейроны растут в этих областях в процессе складывания.

«Мы считаем, что области, которые складываются наружу и внутрь, запрограммированы на различное поведение, и форма нейронов влияет на то, как эти области складываются. Распутывание этих связей будет фокусом следующего этапа этого исследования», — сказала Кесада Рохас. ./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *