begär gratis postat broschyr
introduktion
arkitekturen av Neuron
födelse
Migration
differentiering
död
hoppas genom forskning
introduktion
tills nyligen trodde de flesta neuroforskare att vi föddes med alla neuroner som vi någonsin skulle få. – herr talman!, Som barn kan vi producera några nya neuroner för att hjälpa till att bygga vägarna-kallade neurala kretsar-som fungerar som informationsvägar mellan olika delar av hjärnan. Men forskare trodde att när en neural krets var på plats, skulle lägga till nya neuroner störa informationsflödet och inaktivera hjärnans kommunikationssystem.
1962 utmanade forskaren Joseph Altman denna tro när han såg bevis på neurogenes (neurons födelse) i en region av den vuxna råtthjärnan som heter hippocampus., Han rapporterade senare att nyfödda neuroner migrerade från deras födelseort i hippocampus till andra delar av hjärnan. 1979 bekräftade en annan forskare, Michael Kaplan, Altmans fynd i råtthjärnan, och 1983 hittade han neurala prekursorceller i en vuxen apa.
dessa upptäckter om neurogenes i den vuxna hjärnan var överraskande för andra forskare som inte trodde att de kunde vara sanna hos människor., Men i början av 1980-talet föreslog en forskare som försökte förstå hur fåglar lär sig att sjunga att neuroforskare tittar igen på neurogenes i den vuxna hjärnan och börjar se hur det kan vara meningsfullt. I en serie experiment visade Fernando Nottebohm och hans forskargrupp att antalet neuroner i frambenen av manliga kanarier ökade dramatiskt under parningssäsongen. Detta var samma tid då fåglarna var tvungna att lära sig nya låtar för att locka kvinnor.
varför lade dessa fågelhjärnor till neuroner vid en sådan kritisk tidpunkt i lärandet?, Nottebohm trodde att det var för att färska neuroner hjälpte till att lagra nya sångmönster inom de neurala kretsarna i förhjärnan, hjärnans område som styr komplexa beteenden. Dessa nya nervceller gjort lärande möjligt. Om fåglar gjorde nya neuroner för att hjälpa dem att komma ihåg och lära sig, tyckte Nottebohm att däggdjurens hjärnor också kunde.,
andra forskare trodde att dessa fynd inte kunde tillämpas på däggdjur, men Elizabeth Gould fann senare bevis på nyfödda neuroner i ett distinkt område av hjärnan hos apor, och Fred Gage och Peter Eriksson visade att den vuxna mänskliga hjärnan producerade nya neuroner i ett liknande område.
För vissa neuroforskare är neurogenes i den vuxna hjärnan fortfarande en obevisad teori. Men andra tror att bevisen erbjuder spännande möjligheter om rollen som vuxna genererade neuroner i lärande och minne.,
neurons arkitektur
centrala nervsystemet (som inkluderar hjärnan och ryggmärgen) består av två grundläggande typer av celler: neuroner (1) och glia (4) (6). Glia överträffar neuroner i vissa delar av hjärnan, men neuroner är de viktigaste aktörerna i hjärnan.
neuroner är information budbärare., De använder elektriska impulser och kemiska signaler för att överföra information mellan olika delar av hjärnan och mellan hjärnan och resten av nervsystemet. Allt vi tänker och känner och gör skulle vara omöjligt utan arbete av nervceller och deras stödceller, de glialceller som kallas astrocyter (4) och oligodendrocyter (6).
neuroner har tre grundläggande delar: en cellkropp och två förlängningar som kallas en axon (5) och en Dendrit (3). Inom cellkroppen finns en kärna (2), som styr cellens aktiviteter och innehåller cellens genetiska material., Axonen ser ut som en lång svans och sänder meddelanden från cellen. Dendriter ser ut som grenarna i ett träd och tar emot meddelanden för cellen. Neuroner kommunicerar med varandra genom att skicka kemikalier, kallade neurotransmittorer, över ett litet utrymme, kallat en synaps, mellan axonerna och dendriterna hos intilliggande neuroner.
det finns tre klasser av neuroner:
- sensoriska neuroner bär information från sinnena (som ögon och öron) till hjärnan.
- motoriska nervceller kontrollerar frivillig muskelaktivitet som att tala och bära meddelanden från nervceller i hjärnan till musklerna.
- alla andra neuroner kallas interneuroner.
forskare tror att neuroner är den mest mångsidiga typen av cell i kroppen. Inom dessa tre klasser av neuroner finns hundratals olika typer, var och en med specifika meddelandebärande förmågor.,
hur dessa nervceller kommunicerar med varandra genom att göra anslutningar är det som gör var och en av oss unika i hur vi tänker, känner och agerar.
födelse
i vilken utsträckning nya neuroner genereras i hjärnan är ett kontroversiellt ämne bland neuroforskare. Även om majoriteten av neuroner redan är närvarande i våra hjärnor när vi är födda, finns det bevis för att stödja att neurogenes (det vetenskapliga ordet för neurons födelse) är en livslång process.,
neuroner är födda i områden i hjärnan som är rika på koncentrationer av neurala prekursorceller (även kallade neurala stamceller). Dessa celler har potential att generera de flesta, om inte alla, av de olika typerna av neuroner och glia som finns i hjärnan.
neuroforskare har observerat hur neurala prekursorceller beter sig i laboratoriet. Även om detta kanske inte är exakt hur dessa celler beter sig när de är i hjärnan, det ger oss information om hur de kan bete sig när de är i hjärnans miljö.,
vetenskapen om stamceller är fortfarande mycket ny och kan förändras med ytterligare upptäckter, men forskare har lärt sig tillräckligt för att kunna beskriva hur neurala stamceller genererar de andra cellerna i hjärnan. De kallar det en stamcellens härstamning och det liknar i princip ett släktträd.
neurala stamceller ökar genom att dividera i två och producera antingen två nya stamceller, eller två tidiga stamceller, eller en av vardera.
När en stamcell delar sig för att producera en annan stamcell sägs det självförnyelse. Denna nya cell har potential att göra fler stamceller.,
När en stamcell delar sig för att producera en tidig stamcell, sägs det att skilja. Differentiering innebär att den nya cellen är mer specialiserad på form och funktion. En tidig stamcell har inte potential av en stamcell att göra många olika typer av celler. Det kan bara göra celler i sin speciella härstamning.
tidiga stamceller kan själv förnya eller gå på något av två sätt. En typ kommer att ge upphov till astrocyter. Den andra typen kommer i slutändan att producera neuroner eller oligodendrocyter.,
Migration
När en neuron är född måste den resa till den plats i hjärnan där den kommer att göra sitt arbete.
hur vet en neuron vart man ska gå? Vad hjälper det att komma dit?
forskare har sett att neuroner använder minst två olika metoder för att resa:
- vissa neuroner migrerar genom att följa de långa fibrerna i celler som kallas radiell glia. Dessa fibrer sträcker sig från de inre skikten till de yttre skikten i hjärnan. Neuroner glider längs fibrerna tills de når sin destination.
- neuroner reser också med hjälp av kemiska signaler., Forskare har hittat speciella molekyler på ytan av neuroner — adhesionsmolekyler — som binder med liknande molekyler på närliggande glialceller eller nervaxoner. Dessa kemiska signaler styr neuron till sin slutliga plats.
inte alla neuroner lyckas i sin resa. Forskare tror att endast en tredjedel når sin destination. Vissa celler dör under processen med neuronal utveckling.
vissa neuroner överlever resan, men hamnar där de inte borde vara., Mutationer i generna som kontrollerar migration skapar områden av felplacerade eller märkligt bildade neuroner som kan orsaka störningar som barndomsepilepsi. Vissa forskare misstänker att schizofreni och inlärningsstörning dyslexi är delvis resultatet av missriktade neuroner.
differentiering
När en neuron når sin destination måste den bosätta sig i arbetet., Detta sista steg av differentiering är den minst förstådda delen av neurogenes.
neuroner är ansvariga för transport och upptag av neurotransmittorer – kemikalier som förmedlar information mellan hjärnceller.
beroende på dess plats kan en neuron utföra jobbet av en sensorisk neuron, en motorneuron eller en interneuron, skicka och ta emot specifika neurotransmittorer.,
i den utvecklande hjärnan beror en neuron på molekylära signaler från andra celler, såsom astrocyter, för att bestämma dess form och plats, vilken typ av sändare den producerar och till vilka andra neuroner den kommer att ansluta. Dessa nyfödda celler etablerar neurala kretsar – eller informationsvägar som förbinder neuron med neuron-som kommer att vara på plats under vuxenlivet.
men i den vuxna hjärnan är neurala kretsar redan utvecklade och neuroner måste hitta ett sätt att passa in. När en ny neuron bosätter sig i börjar den se ut som omgivande celler., Det utvecklar en axon och dendriter och börjar kommunicera med sina grannar.
död
även om neuroner är de längsta levande cellerna i kroppen, dör ett stort antal av dem under migration och differentiering.
vissa neurons liv kan ta onormala varv. Vissa sjukdomar i hjärnan är resultatet av neurons onaturliga dödsfall.,
– vid Parkinsons sjukdom dör neuroner som producerar signalsubstansen dopamin i de basala ganglierna, ett område i hjärnan som kontrollerar kroppsrörelser. Detta orsakar svårigheter att initiera rörelse.
– i Huntingtons sjukdom orsakar en genetisk mutation överproduktion av en neurotransmittor som kallas glutamat, som dödar neuroner i de basala ganglierna. Som ett resultat vrider och vrider människorDet okontrollerbart.
– vid Alzheimers sjukdom bygger ovanliga proteiner upp i och runt neuroner i neocortex och hippocampus, delar av hjärnan som kontrollerar minnet., När dessa neuroner dör, förlorar människor sin förmåga att komma ihåg och deras förmåga att göra vardagliga uppgifter. Fysisk skada på hjärnan och andra delar av centrala nervsystemet kan också döda eller inaktivera neuroner.
– slag mot hjärnan, eller skadan orsakad av stroke, kan döda neuroner direkt eller långsamt svälta dem av syre och näringsämnen de behöver för att överleva.
– ryggmärgsskada kan störa kommunikationen mellan hjärnan och musklerna när neuroner förlorar sin anslutning till axoner som ligger under skadans plats., Dessa neuroner kan fortfarande leva, men de förlorar sin förmåga att kommunicera.
hoppas genom forskning
forskare hoppas att genom att förstå mer om neurons liv och död kan de utveckla nya behandlingar, och eventuellt till och med botemedel, för hjärnsjukdomar och störningar som påverkar miljontals amerikaners liv.
den mest aktuella forskningen tyder på att neurala stamceller kan generera många, om inte alla, av de olika typerna av neuroner som finns i hjärnan och nervsystemet., Att lära sig att manipulera dessa stamceller i laboratoriet till specifika typer av neuroner kan producera en ny leverans av hjärnceller för att ersätta de som har dött eller skadats.
terapier kan också skapas för att dra nytta av tillväxtfaktorer och andra signalmekanismer i hjärnan som berättar prekursorceller för att skapa nya neuroner. Detta skulle göra det möjligt att reparera, omforma och förnya hjärnan inifrån.,
För information om andra neurologiska störningar eller forskningsprogram som finansieras av National Institute of Neurological Disorders and Stroke, kontakta Institutets Hjärnresurser och informationsnätverk (hjärna) på:
hjärna
P. O., Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424
Top
Förberett genom:
Office of Communications och Public Förbindelse
Nationella Institutet för Neurologiska Sjukdomar och Stroke
National Institutes of Health
Bethesda, MD 20892
NINDS hälsorelaterade materialet tillhandahålls endast i informationssyfte och representerar inte nödvändigtvis godkännande eller en officiell ståndpunkt av det Nationella Institutet för Neurologiska Sjukdomar och Stroke eller någon annan Federal myndighet., Råd om behandling eller vård av en enskild patient bör erhållas genom samråd med en läkare som har undersökt den patienten eller är bekant med den patientens medicinska historia.
all NINDS-förberedd information är public domain och kan kopieras fritt. Kredit till NINDS eller NIH uppskattas.