Нейрофизиологи смогли увидеть движение нейронов головного мозга

Нейрофизиологи смогли увидеть движение нейронов головного мозга

Исследователи Стэнфордского университета наблюдали за стволовыми клетками - производными нервных клеток, когда те мигрировали из одной области человеческого мозга в другую. Этот процесс, как полагают, происходит в развивающемся плоде, но никогда его не видели в реальном времени.

Ученые увидели миграции нервных клеток, или нейронов, связывающихся с другими нейронами в целевом регионе, чтобы формировать цепи коры головного мозга.

Эти наблюдения демонстрируют новообретенную способность нейрофизиологов контролировать, собирать и манипулировать так называемыми нейронными сфероидами, полученными из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, изучая нормальное развитие мозга в конце беременности.

Результаты имеют потенциал персонифицированного изучения психических расстройств личности.

Культивирование нейронов в чашке Петри применялось давно. Но двумерный характер плоского предметного стекла не «ладил» с клетками, предназначенными для трехмерного существования. Нейроны, культивированные в монослоях, созревают лишь частично, как правило, умирают довольно быстро и взаимодействуют недостаточно эффективно.

Еще в 2015 году был создан метод изготовления нейронных сфероидов, где нейронные клетки-предшественники свободно плавают в питательном бульоне, и, в конечном счете, превращаются в сотни почти идеально круглых шариков, из более чем 1 миллиона клеток в каждом. Эти нейроны могут жить до двух лет и полностью созревают. Они называются глутаматергическими нейронами, потому что они выделяют химический глутамат.

Но глутаматергические нейроны коры головного мозга не остаются в одиночестве надолго. Во время внутриутробного развития, они, в конце концов, соединяются с нейронами другого типа, которые секретируют нейромодуляторы и ингибирующие субстанцию GABA. Известно, что эти GABA-клетки мигрируют из области их происхождения в коре головного мозга, в область, где они переплетаются с глутаматергическими клетками и друг с другом, чтобы сформировать цепи, отвечающие за самые передовые аспекты когнитивной деятельности мозга. Но никто не смог рассмотреть это «путешествие».

В новом исследовании, ученые разделили свои сфероиды на две части, имитирующие разные регионы человеческого мозга. В течение трех дней, сфероиды срослись, и GABA-нейроны из одного сфероида начали мигрировать в другой, богатый глутаматергическими нейронами. Ученые отметили, что миграция происходила «прыжками» - GABA-нейроны двигались к цели некоторое время, затем останавливались в течение длительного периода, а потом снова совершали «прыжок».

Прибыв к «месту назначения», GABA-нейроны подверглись трансформации, прорастая дендритами - ветвями, которые получают входные сигналы от других нейронов и формируя рабочие связи с глутаматергическими нейронами. Электрофизиологические исследования показали, что GABA-нейроны и глутаматергические нейроны успешно cформировали цепи и передавали сигналы друг другу.

В процессе исследования у ученых появилось понимание возникновения и протекания синдрома Тимоти, чрезвычайно редкого и смертельного состояния, вызванного мутацией в гене, кодирующем тип кальциевых каналов. Острый синдром Тимоти вызывает у пациентов смертельные кардиологические патологии, а выжившие, как правило, имеют аутизм и часто страдают эпилепсией.

Загрузка...
Мы в социальных сетях
Очередь к мощам Николая Чудотворца в Москве: что сделать, чтобы сократить очередь
Вчера, 17:21
«Алые паруса 2017»: выпускники пришли на фестиваль в северной столице
Вчера, 15:06
Яна Перчаткина последние новости на сегодня 26 июня: эксперты озвучили причину смерти
Вчера, 17:16
Бой Федора Емельяненко 24 июня 2017: Митрион убедительно нокаутировал Федора
Вчера, 14:59
Спиннер что это такое и для чего: чем детям так нравится игрушка
Вчера, 15:02
Новости России и мира сегодня 26 июня: мужчина открыл огонь по детям в Москве
Вчера, 17:18
Наверх