Studi mengungkapkan bagaimana perubahan perilaku dan angka sel dapat mendorong pembentukan alur dan punggung yang khas di otak
- Memahami Keriput Otak: Sebuah studi baru menjelaskan pertanyaan utama dalam perkembangan otak – bagaimana lipatan khas di korteks, terlihat pada manusia, paus, dan beberapa hewan lainnya, bentuk.
- Pengaruh Berganda: Perubahan genetik yang mengurangi seberapa kuat sel -sel otak bersatu, dikombinasikan dengan peningkatan jumlahnya, memicu lipatan dramatis di otak tikus yang biasanya halus.
- Menentukan peran sel yang berbeda: meningkatkan berbagai jenis neuron tahap awal yang mempengaruhi bentuk lipatan, yang mengarah ke alur (sulci) atau punggung (Gyri).
- Membimbing Penelitian Masa Depan: Temuan menunjukkan bagaimana perilaku sel dan angka membentuk otak yang sedang berkembang, menawarkan petunjuk untuk evolusi, fungsi, dan penyakit.
Salah satu fitur yang menentukan manusia adalah kapasitas otak kita yang luar biasa untuk bahasa, perencanaan, memori, kreativitas, dan banyak lagi. Kemampuan ini tidak hanya berasal dari ukuran otak kita yang besar, tetapi juga dari struktur terlipat dari lapisan luar otak, korteks serebral. Sebuah studi baru menawarkan wawasan tentang bagaimana kerutan ini terbentuk, menunjuk ke berbagai faktor yang berkontribusi – termasuk jumlah sel otak tahap awal, bagaimana mereka bermigrasi selama pengembangan, dan jenis sel spesifik yang terlibat. Temuan ini dapat membantu memandu penelitian di masa depan tentang perkembangan otak, evolusi, dan kesehatan.
Salah satu misteri terbesar otak
Tidak seperti kebanyakan hewan, yang otaknya halus, beberapa spesies yang lebih besar – termasuk manusia, beberapa primata lain, paus, lumba -lumba, dan babi – memiliki korteks serebral keriput, menampilkan alur (sulci) dan punggung (gyri) di permukaan. Struktur khas ini secara substansial meningkatkan luas permukaan otak-S dan dikaitkan dengan berbagai fungsi kognitif yang lebih tinggi. Namun, sementara lipatan -lipatan ini tampaknya menawarkan keunggulan evolusi yang jelas, bagaimana bentuknya tetap menjadi salah satu misteri terbesar dalam perkembangan otak.
Pekerjaan sebelumnya oleh tim Rüdiger Klein-S di Max Planck Institute for Biological Intelligence menunjukkan bahwa menghilangkan gen untuk dua molekul adhesi yang membantu neuron bermigrasi bersama mengubah cara sel-sel otak bergerak di otak tikus yang sedang berkembang. Tanpa molekul -molekul ini, neuron menyebar lebih luas, menyebabkan korteks tikus yang biasanya halus membentuk alur, mirip dengan yang terlihat di otak manusia terlipat.
Studi baru, yang diterbitkan di Komunikasi Alam dibangun di atas pekerjaan ini, memperkenalkan perubahan genetik tambahan yang secara bersamaan meningkatkan jumlah sel progenitor – sel -sel awal yang menimbulkan neuron. Ketika digabungkan, perubahan ini menyebabkan lipatan yang lebih luas daripada tim yang diamati dalam penelitian sebelumnya, dengan pola alur dan punggung bukit yang kompleks yang muncul di korteks. Menggunakan pendekatan genetika, para peneliti juga menemukan bahwa meningkatkan jumlah sel progenitor yang berbeda secara khusus memengaruhi apakah alur atau punggung bukit terbentuk.
Dampak gabungan membentuk korteks
-Ini pemikiran bahwa kerutan otak kita terbentuk melalui campuran pertumbuhan sel yang cepat dan pergerakan neuron saat otak berkembang,-kata Seung Hee Chun, seorang peneliti postdoctoral dan penulis pertama penelitian. -Tapi bagaimana proses ini bekerja bersama untuk menciptakan alur dan punggung karakteristik otak-S tidak diketahui. Studi kami menunjukkan bahwa pergerakan sel, seberapa erat neuron bermigrasi bersama, dan seberapa padat mereka dikemas semua berkontribusi. Ini adalah kombinasi dari faktor -faktor ini – daripada siapa pun saja – yang mendorong sesuatu.-
Untuk melakukan penelitian, para peneliti menggunakan kombinasi model tikus genetik bersyarat, sekuensing sel tunggal, dan simulasi komputer. Menariknya, temuan ini juga menunjukkan bahwa jenis sel progenitor saraf berperan dalam membentuk kerutan. Misalnya, meningkatkan progenitor menengah lebih menyukai pembentukan sulci. Sebaliknya, peningkatan progenitor apikal – kelompok spesifik lain dari neuron tahap awal – menyebabkan pembentukan gyri.
-Menanya membuka pintu untuk mengeksplorasi bagaimana faktor seluler, genetik, dan mekanik lainnya dapat mempengaruhi pengembangan korteks,- kata Rüdiger Klein, direktur di Max Planck Institute for Biological Intelligence. -Bahkan antara manusia, pola lipat korteks dapat sangat bervariasi dari orang ke orang. Memahami apa yang mendorong perbedaan-perbedaan ini dapat membantu kita lebih baik mempelajari bagaimana otak berkembang, dan bagaimana bentuknya berhubungan dengan aspek-aspek seperti fungsi, evolusi, perilaku, dan kesehatan .-
