Структурирование неокортекса головного мозга

Неокортекс - это слоистая структура мозга, в которой нейроны расположены параллельно друг другу. Эта организация имеет решающее значение для здорового функционирования мозга. Команда исследователей из Charité - Universitätsmedizin Berlin обнаружила два ключевых процесса, которыми руководствуется эта организация. В статье в журнале Science Advances исследователи идентифицируют один решающий фактор, который обеспечивает своевременное перемещение нейронов в предназначенный для них слой и, следовательно, их окончательную параллельную ориентацию в этом пространстве.

Неокортекс - это внешняя область мозга. Он отвечает за когнитивные функции, такие как речь, принятие решений и произвольные движения. Это высокоорганизованная структура, составляющие нейроны разделены по горизонтали на шесть слоев, в которых нейроны и их разветвленные отростки (дендриты) ориентированы параллельно друг другу. Чтобы сформировать эту слоистую структуру, нейроны должны сначала мигрировать из зоны желудочков, где они генерируются нервными стволовыми клетками.- до их конечного пункта назначения. «Структура неокортекса определяет его функцию. Хороший способ проиллюстрировать это - представить неокортекс как компьютерный чип, где каждый компонент имеет свое точное место. Требуется точно настроенная последовательность клеточных процессов, чтобы гарантировать, что все нейроны достигают их конечный пункт назначения и что они правильно ориентируются в этом пространстве. Любое нарушение этих процессов приведет к когнитивным нарушениям и неврологическим расстройствам », - объясняет соавтор-корреспондент доктор Марта Росарио, которая работала со своей командой из Института клетки Шарите. Биология и нейробиология, чтобы определить возможные факторы и механизмы.

«Мы обнаружили, что эта слоистая структура формируется только в том случае, если вновь сгенерированные нейроны могут начать миграцию к предполагаемому месту назначения в нужное время. Мы также смогли впервые показать, что по прибытии эти клетки подвергаются процессу переориентации. позволяют им расширять свой главный дендритный выступ - апикальный дендрит - в направлении мозговых оболочек и таким образом выравниваться параллельно друг другу », - говорит д-р Росарио. Она добавляет: «Только завершив эти два ключевых процесса, нейроны могут впоследствии сформировать правильные связи с другими нейронами, необходимые для функционирования мозга».

Используя мышиную модель , исследователи смогли идентифицировать регуляторный белок Zeb2 как ответственный за управление обоими процессами. Чтобы начать миграцию в нужный момент, нейроны должны сначала отсоединиться от своего исходного местоположения, где они прочно закреплены в окружающей «внеклеточной матрице». Zeb2 ограничивает выработку поверхностного белка нейропилина-1, который отвечает за поддержание адгезии. Чтобы нейроны могли переориентировать себя по прибытии в кору головного мозга, Zeb2 использует другой поверхностный белок, кадгерин-6, чтобы контролировать адгезию, обеспечивая сбалансированность контактов между клетками и клетками. Таким образом, Zeb2 контролирует два важнейших сигнальных пути, которые отвечают за взаимодействия между клетками и окружающей их средой.