Araştırmacılar sinir sisteminin karmaşık sonuçlarını görselleştiriyor

Özet: Çalışma, sinir ağlarının büyümesine ve dallanmasına izin veren moleküler mekanizmayı ortaya koyuyor.

kaynak: Yale

Sinir sistemimiz, aksonlar ve dendritler aracılığıyla birbirleriyle konuşan milyarlarca nörondan oluşur. İnsan beyni geliştikçe, bu yapılar, nöronların vücut boyunca bağlantılar oluşturmasına ve mesajlar göndermesine izin veren, güzelce karmaşık ama tam olarak anlaşılmamış bir şekilde dallara ayrılır. Ve şimdi, Yale araştırmacıları bu karmaşık sistemin büyümesinin arkasındaki moleküler mekanizmayı keşfettiler.

Bulguları yayınlandı bilim ilerlemesi.

Eugene Higgins Moleküler Biyofizik ve Biyokimya Profesörü ve Fizik Profesörü ve Kıdemli Araştırmacı Joe Howard, “Nöronlar oldukça dallanmış hücrelerdir ve her bir nöronun diğer binlerce nörona bağlanmasından kaynaklanmaktadır” diyor. Araştırmacı.

“Bu dallanma süreci üzerinde çalışıyoruz – dallar nasıl oluşur ve büyür? Sinir sisteminin tüm işleyişinin arkasında yatan şey budur.”

Ekip, meyve sineklerinde embriyolardan larvalara olgunlaştıkça nöronların büyümesini inceledi. Bu süreci görselleştirmek için nöronları floresan işaretleyicilerle işaretlediler ve dönen bir disk mikroskobunda görüntülediler. Çünkü sinir hücreleri derinin hemen altında bulunur. [outermost layer]Araştırmacılar bu süreci canlı larvalarda gerçek zamanlı olarak izleyebildiler.

Ekip, gelişimin farklı aşamalarındaki nöronları görüntüledikten sonra, hızlandırılmış büyüme filmleri oluşturabildi.

Gelişimin ilk aşamalarında, duyusal nöronlar sadece bir veya üç dendrit ile başladı. Ancak beş günden kısa bir süre içinde, binlerce dallı büyük ağaç benzeri yapılara dönüştüler.

Dendritik uçların analizi, büyüme, daralma ve duraklama durumları arasında dalgalanan dinamik ve stokastik (rastgele seçilmiş) büyümelerini ortaya çıkardı.

Araştırma bilimcisi ve çalışmanın baş yazarı Doktor Sonal Shree, “Çalışmamızdan önce, nöronların bir balon gibi genişleyip büzülebileceğine dair bir teori vardı” diyor. “Ve hayır, bir balon gibi şişmediklerini, daha çok büyüdüğünü ve dallandığını gördük.”

Araştırma bilimcisi ve çalışmanın başyazarı olan Doktora Sabyasachi Sutradhar, “Nöronal büyümeyi ve genel morfolojiyi hücre terminallerinin ne yaptığı açısından oldukça iyi açıklayabileceğimizi bulduk” diyor.

Howard, “Bu, artık ipuçlarına odaklanabileceğimiz anlamına geliyor, çünkü nasıl çalıştıklarını anlayabilirsek, hücrenin tüm şeklinin nasıl göründüğünü anlayabiliriz” diyor.

Biyolojide, dolaşım sisteminin damarlarından ve atardamarlarından akciğerin bronşiyollerine kadar geniş bir dallanma alanı vardır. Howard’ın laboratuvarı, hücresel düzeyde dallanmanın daha iyi anlaşılmasının, moleküler ve doku düzeylerinde bu süreçlere ışık tutacağını umuyor.

Neuroscience News’deki bu araştırma hakkında

yazar: Isabella Bachmann
kaynak: Yale
İletişim: Isabella Bachmann – Yale
resim: Fotoğraf Howard Lab’a yatırıldı

orijinal arama: açık Erişim.
“Dendrit uçlarının dinamik kararsızlığı, duyusal nöronların oldukça dallanmış formlarını üretir.Sonal Shri ve ark. bilim ilerlemesi

Ayrıca bakınız

Özet

Dendrit uçlarının dinamik kararsızlığı, duyusal nöronların oldukça dallanmış formlarını üretir.

Nöral dendritlerin son derece karmaşık çardakları, beynin daha yüksek bağlanabilirliği ve hesaplama gücü için alt tabaka sağlar. Değişen dendritik morfoloji, nörodejeneratif hastalıklarla ilişkilidir.

Birkaç molekülün dendrit morfolojisinin şekillenmesinde ve korunmasında kritik roller oynadığı gösterilmiştir. Bununla birlikte, moleküler etkileşimlerin dallı formlar oluşturduğu temel ilkeler tam olarak anlaşılamamıştır.

Bu ilkeleri göstermek için larva gelişimi sırasında dendritlerin büyümesini görselleştirdik. Meyve sineği Duyusal nöronlar ve dendritlerin uçlarının dinamik kararsızlığa uğradığını, büyüme, kasılma ve duraklamalar arasında hızla ve rastgele geçiş yaptığını buldu.

Bu ölçülen dinamikleri hesaplamalı vekil tabanlı bir modele dahil ederek, bu hücrelerin oldukça karmaşık ve değişken morfolojilerinin, dendrit uçlarının stokastik dinamiklerinin bir sonucu olduğunu gösterdik.

Bu ilkeler, hücre ve doku düzeyinde dallanmanın yanı sıra diğer nöron türlerinin dallanması için de genelleştirilebilir.