2018. július 17. kedd
Endre, Elek
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Agyfejlődés - 2010-06-24 09:08:47 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Agyfejlődés

Miért olyan flexibilis és könnyen változó  a csecsemők agya? Ez a tudomány egyik nagy kérdése. A választ eddig a befogandó információ mennyiségében látták. Egy új megközelítés viszont az agy növekedési kényszerével magyarázza a jelenséget. Az eredmények a látókéreg állatkísérletekben vizsgált fejlődésén alapulnak.

A kutatás Matthias Kaschibe vezetésével a  Bernstein Network Computational Neuroscience, a göttingeni Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, a jénai Schiller Egyetem és az amerikai Princeton Egyetem együttműködésének az eredménye, amit a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) folyóiratban június 21.-én online közöltek.

Az agy belső  szerkezete folyamatosan átalakul. Az idegsejtek hálózata nem szigorúan huzalozott, hiszen tanulás és tapasztalás útján folyamatosan útvonalak épülnek fel és dőlnek össze. Az újszülöttek agya különösen rugalmas. Több állatkísérletben is igazolták a látókéreg rohamos fejlődését a friss vizuális ingerek hatására az élet első pár hónapjában. A tanulmányban kísérletes eredmények, matematikai modellek és számítógépes szimulációk kombinációjával elemezték a macskák agyának működését. A vizuális agykéreg neurális kapcsolatai a növekedési fázis alatt folyamatosan átépültek. Ez a jelenség az önszerveződés folyamatával magyarázható.  Önszerveződésnek nevezzük egy hálózat intrinsic tulajdonságaiból adódó szerkezeti változását. A folyamat mindaddig tart, míg el nem éri a végső célt, az egyensúly állapotát. Ez az agy esetében soha sem jöhet el, hiszen a külső hatások folyamatosan tornáztatják a kapcsolatokat.

A primer látókéreg (V1) a nyakszirti lebenyben helyezkedik el. A sejtek nem pontszerű fényre, hanem meghatározott állású  keskeny téglalapokra reagálnak. A szerkezet is ennek megfelelően alakul. A funkcionális egységet a columnák képezik. Az egy oszlopban található neuronokat a látótér azonos részén elhelyezkedő  specifikus orientációjú téglalapok aktiválják. Ezeket orientációs columnáknak hívjuk (lásd a kép oldalsó éle). Az orientációs columnák között találhatók a „csepp”-nek nevezett struktúrák, melyek főleg színérzékelő sejteket tartalmaznak. Egy másik szerveződési mintázat a látóterek elkülönülése. Ezeket nevezzük ocularis dominancia columnáknak (lásd a kép alsó éle).

A kutatók kimutatták, hogy a növekedés során az oszlopok nem csupán felfújódnak, hanem a számuk nő. A megnőtt oszlop szám azonban nem jelent több idegsejtet. A neuronok száma szinte változatlan, a növekedés terhét alapvetően a nem neurális sejtek hordozzák. Ezek a változások azzal járnak, hogy az egyes sejtek megváltoztatják a preferenciájukat a bal, vagy a jobb látótér javára, tehát az ocularis dominancia oszlopok megváltoznak. Az átépülés során így az oszlopok elrendezése változik meg. A mintázat kezdetben csíkosnak tűnik, majd egyre rendezetlenebbé  válik.

„Ekkora átépülést véghezvinni a funkció folyamatos fenntartása mellett hatalmas teljesítmény az agy részéről” - mondja Wolfgang Keil, a Max Planck Intézet kutatója és a cikk első szerzője. ”Nem áll vezetőmérnök a tervezés mögött, a folyamat önmagát generálja.” Az agy által véghezvitt átépülés folyamatának megértésére a kutatók matematikai modelleket és számítógépes szimulációkat használtak. Az agy egyfelől próbálja a legegységesebben megtartani a szomszédok közötti kapcsolatokat. A látókéreg fejlődése másfelől a látás folyamata által irányított. Ha egy sejtet jobban stimulál az egyik látótérből beérkező inger, mint a másik, megpróbál az erősebb oldalra átállni.

A kutatók modellje a két hatást egységesítve magyarázza az oszlopok átalakulását. Amikor a szövet nő, és az oszlopok mérete állandó, az oszlopok éppen az állatkísérletekben megfigyeltek szerint változnak: A csíkok átalakulnak egy cikk-cakkos mintázattá és így rendezetlenebbé  válnak. Ezzel egy matematikai alapot alkottak, ami valószerűen írja le a látókéreg újraépülését a fejlődés során.

Az eredmények túlmutatnak a látókéreg szerkezetében bekövetkező változásokon. A teljes agy mérete növekszik, miközben az idegsejtek száma gyakorlatilag változatlan. Ez a növekedés kizárólag az idegsejtek közötti állományt kitöltő sejtek, például a különböző gliasejtek számának a növekedésével történhet meg. Ez a növekedés azonban óhatatlanul a szerkezet változásával jár. A funkció pedig a szerkezetbe ágyazott. Így válik érthetővé a szerkezet változásával párhuzamosan a különböző új képességek megjelenése.

Science Daily

Veres Dániel

Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 2, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés