Search Icon
ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ
Τεχνολογία

Πρώτο μοντέλο των λεωφόρων πληροφοριών του εγκεφάλου

Πρώτο μοντέλο των λεωφόρων πληροφοριών του εγκεφάλου

Το corpus callosum, η γέφυρα μεταξύ αριστεράς και δεξιάς πλευράς στον εγκέφαλο, είναι ένας ιδιαίτερα χρησιμοποιούμενος αυτοκινητόδρομος πληροφοριών.


Ο εγκέφαλος μοιάζει με οδικό δίκτυο: Όπως οι επαρχιακοί δρόμοι, οι μικρές συνδέσεις συνδέουν γειτονικά νευρικά κύτταρα, ενώ, όπως οι αυτοκινητόδρομοι, οι παχιές δέσμες νεύρων συνδέουν διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Αυτές οι παχιές, πολύ χρησιμοποιούμενες δέσμες νεύρων, οι οποίες για παράδειγμα συνδέουν το αριστερό και το δεξί ημισφαίριο του εγκεφάλου ή το μπροστινό και το πίσω μέρος του εγκεφάλου, δεν έχουν διερευνηθεί πειραματικά μέχρι στιγμής.

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Jürgen Knoblich στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιοτεχνολογίας (IMBA) της Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών, σε συνεργασία με τον Γκρέγκορ Κάσπριαν και τους συνεργάτες του στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Βιέννης, κατάφερε τώρα να αναπτύξει ένα οργανοειδές μοντέλο αυτών των δεσμίδων νεύρων. Αναφέρουν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Cell Stem Cell.

Για να μοντελοποιήσει τις μακράς εμβέλειας, πολύ χρησιμοποιούμενες δέσμες νεύρων, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε γνώσεις σχετικά με μια σπάνια νευροαναπτυξιακή διαταραχή, στην οποία δεν αναπτύσσεται η σύνδεση μεταξύ του αριστερού και του δεξιού ημισφαιρίου του εγκεφάλου. Το corpus callosum, η γέφυρα μεταξύ αριστεράς και δεξιάς στον εγκέφαλο, είναι ένας ιδιαίτερα χρησιμοποιούμενος αυτοκινητόδρομος πληροφοριών.

Ωστόσο, σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις, αυτή η σύνδεση δεν σχηματίζεται κατά την ανάπτυξη. Αυτό μπορεί να ανιχνευθεί πριν από τη γέννηση, ως μέρος του υπερηχογραφικού ελέγχου γύρω στη 18η εβδομάδα εγκυμοσύνης. «Σε τέτοιες περιπτώσεις, η εμβρυϊκή μαγνητική τομογραφία (MRI) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ληφθεί μια ακριβής εικόνα του εμβρυϊκού εγκεφάλου, καθώς και το κάλλος που λείπει και οι σχετικές δομικές ανωμαλίες», λέει ο νευροακτινολόγος Gregor Kasprian.

Σε περίπου 10% των περιπτώσεων, μεταλλάξεις σε ένα γονίδιο που ονομάζεται ARID1B ευθύνονται για αυτό το ελάττωμα. “Κλινικά, έχει περιγραφεί καλά ότι οι μεταλλάξεις στο ARID1B σχετίζονται με την έλλειψη του σκληρού σώματος. Μέχρι τώρα, ωστόσο, τίποτα δεν ήταν γνωστό για τους μοριακούς μηχανισμούς που παίζουν ρόλο σε αυτό το ελάττωμα”, δήλωσε η Catarina Martins-Costa, της μελέτης. ο πρώτος συγγραφέας, εξηγεί.

Χρησιμοποιώντας κύτταρα αίματος από δύο ασθενείς με μεταλλάξεις ARID1B ως υλικό έναρξης, οι ερευνητές παρήγαγαν βλαστοκύτταρα, από τα οποία με τη σειρά τους ανέπτυξαν τρισδιάστατα εγκεφαλικά οργανοειδή. Με μοναδικό τρόπο, αυτά τα εγκεφαλικά οργανοειδή φέρουν επίσης τη μετάλλαξη στο γονίδιο ARID1B. Αυτό έδωσε τη δυνατότητα στους ερευνητές να μελετήσουν πώς αυτή η μετάλλαξη επηρεάζει την ανάπτυξη νευρικών προβολών μεγάλης εμβέλειας – ένα μοντέλο για τις εθνικές οδούς του εγκεφάλου.

«Τα οργανοειδή μας επιτρέπουν να ανιχνεύσουμε όλα τα στάδια στην ανάπτυξη των νευρώνων και να τα διερευνήσουμε απευθείας στους ανθρώπινους ιστούς», εξηγεί ο Jürgen Knoblich. Για να μοντελοποιήσει τη σύνδεση μεταξύ δύο ημισφαιρίων του εγκεφάλου, η ερευνητική ομάδα συνεργάστηκε με τον Yoshiho Ikeuchi στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο.

Τοποθέτησαν δύο εγκεφαλικά οργανοειδή σε ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο καλούπι, στο οποίο τα οργανοειδή συνδέονταν με ένα μικροκανάλι. Οι ερευνητές παρατήρησαν πώς τα δύο οργανοειδή συνδέθηκαν μέσω των νευρωνικών τους προβολών, που ονομάζονται επίσης άξονες. Πράγματι, οι μεταλλάξεις ARID1B επηρέασαν σε μεγάλο βαθμό τη συνδεσιμότητα.

“Τα υγιή οργανοειδή αναπτύσσουν μια οργανωμένη δέσμη άξονα με πολλούς άξονες που συνδέονται με το άλλο οργανοειδές. Τα οργανοειδή που περιέχουν τη μετάλλαξη ARID1B αναπτύσσουν επίσης αυτές τις δέσμες, ωστόσο, ο αριθμός των συνδετικών αξόνων είναι πολύ μικρότερος”, περιέγραψε η Nina Corsini, η συν-αντίστοιχη της μελέτης. συγγραφέας.

Περαιτέρω έρευνα έδειξε ότι η γονιδιακή έκφραση αλλάζει στους μεταλλαγμένους με ARID1B νευρώνες, προσθέτει ο Martins-Costa. «Είδαμε ότι οι ομάδες γονιδίων που ευθύνονται για την ωρίμανση των νευρώνων και τη δημιουργία νευραξόνων ήταν λιγότερο εκφρασμένες, γεγονός που εξηγεί γιατί οι μεταλλαγμένοι καλωδικοί νευρώνες δεν είναι σε θέση να παράγουν άξονες μεγάλης εμβέλειας για το κάλλος του σώματος».

Τα εγκεφαλικά οργανοειδή που περιέχουν μια μετάλλαξη ARID1B είναι επομένως το πρώτο μοντέλο με το οποίο μπορούν να μελετηθούν λεπτομερώς αυτές οι σημαντικές νευρωνικές συνδέσεις του ανθρώπινου εγκεφάλου. Αυτή η εξέλιξη είναι επίσης πολύ σημαντική για την κλινική έρευνα, τονίζει ο Knoblich.

 

Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube

Διαβάστε Eπίσης:

Ανθρώπινη "νευρική πυξίδα" επισημάνθηκε σε νέα μελέτη

Χρήση ακτινοθεραπείας για την καταστροφή όγκων του εγκεφάλου

Πώς η χημεία του εγκεφάλου επηρεάζει τη διαμόρφωση πολιτικών απόψεων

Οι υπέρηχοι των ματιών ανιχνεύουν την ανεπάρκεια της εγκεφαλικής διακλάδωσης στα παιδιά

svg%3E svg%3E
svg%3E
svg%3E
Περισσότερα

Πώς η φορητή τεχνολογία μεταμορφώνει τη φροντίδα των ποδιών

Φορητή τεχνολογία: Είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για την υγεία των ποδιών. Προσφέρει έγκαιρες προειδοποιήσεις και εξατομικευμένες πληροφορίες πέρα ​​από την παραδοσιακή μέθοδο.

Πώς οι μαγνητικές σαρώσεις εντοπίζουν 6 τύπους κατάθλιψης 

Μαγνητικές σαρώσεις: Αυτές οι ανακαλύψεις με τη χρήση μαγνητικών σαρώσεων προτείνουν ότι η κατάθλιψη δεν είναι μια ενιαία διαταραχή αλλά ένα σύνθετο φαινόμενο με πολλές υποκατηγορίες, καθένα από τα οποία απαιτεί διαφορετική προσέγγιση στη διάγνωση και θεραπεία.

Η ανάπτυξη μίνι εντέρων βοηθά τη νόσο Crohn

Νόσος Crohn: Οι μίνι εντερικές καλλιέργειες μπορούν να παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το πώς οι διαφορετικοί τύποι φλεγμονής επηρεάζουν την εντερική λειτουργία.

Μίνι κυλιόμενο ρομπότ παίρνει εικονικές βιοψίες

Ρομποτική: Είναι η πρώτη φορά που κατέστη δυνατή η δημιουργία τρισδιάστατων εικόνων υπερήχων υψηλής ανάλυσης που λαμβάνονται από έναν ανιχνευτή βαθιά μέσα στη γαστρεντερική οδό ή στο έντερο.

Πώς η υποβοηθούμενη αναπαραγωγή επηρεάζει την ανάπτυξη 

Οι ερευνητές προτείνουν ότι οι γονείς που έχουν χρησιμοποιήσει αυτές τις μεθόδους θα πρέπει να παρακολουθούν προσεκτικά την ανάπτυξη και την υγεία των παιδιών τους, προκειμένου να εντοπιστούν εγκαίρως τυχόν προβλήματα.

Η κυτταροκαλλιέργεια προωθεί τη διάγνωση του καρκίνου

Κυτταροκαλλιέργεια: Το νέο σύστημα επιτρέπει την ακριβή αξιολόγηση των ιδιοτήτων δέσμευσης των ουσιών ραδιενεργών δεικτών που πρέπει να δοκιμαστούν, της ακρίβειας στόχου τους και των πιθανών παρενεργειών.

Close Icon