Συναρμολόγηση δικτύου μέσω κυτταρικής διαίρεσης:Πώς τα νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο συνδέονται κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα απίστευτα περίπλοκο όργανο, που αποτελείται από δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα ή νευρώνες, που επικοινωνούν μεταξύ τους για να ελέγχουν τα πάντα από τις σκέψεις και τις κινήσεις μας στην αναπνοή μας και τον καρδιακό παλμό μας. Αυτό το τεράστιο δίκτυο νευρώνων δεν σχηματίζεται ταυτόχρονα, αλλά συναρμολογείται σταδιακά μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται νευρογένεση, η οποία αρχίζει στο έμβρυο και συνεχίζει μετά τη γέννηση.
Κατά τη διάρκεια της νευρογένεσης, τα νευρικά βλαστοκύτταρα στον εγκέφαλο διαχωρίζονται για να παράγουν νέους νευρώνες. Αυτοί οι νέοι νευρώνες μεταναστεύουν στους τελικούς προορισμούς τους στον εγκέφαλο, όπου σχηματίζουν συνδέσεις με άλλους νευρώνες για να δημιουργήσουν λειτουργικά νευρικά κυκλώματα. Η διαδικασία της συναρμολόγησης του δικτύου ρυθμίζεται σε μεγάλο βαθμό και τυχόν διαταραχές μπορεί να οδηγήσει σε νευροαναπτυξιακές διαταραχές όπως ο αυτισμός και η σχιζοφρένεια.
Ένας από τους βασικούς παράγοντες που ελέγχει τη συναρμολόγηση του δικτύου είναι ο χρόνος της κυτταρικής διαίρεσης. Τα νευρικά βλαστοκύτταρα χωρίζουν σε διαφορετικούς χρόνους κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και αυτός ο χρονισμός καθορίζει τον τύπο του νευρώνα που παράγουν. Για παράδειγμα, οι νευρώνες που γεννιούνται νωρίς στην ανάπτυξη τείνουν να βρίσκονται στα βαθύτερα στρώματα του εγκεφάλου, ενώ οι νευρώνες που γεννιούνται αργότερα βρίσκονται στα εξωτερικά στρώματα.
Ο χρόνος της κυτταρικής διαίρεσης είναι επίσης σημαντικός για το σχηματισμό των συνάψεων, τις συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων. Οι συνάψεις σχηματίζονται όταν οι άξονες ενός νευρώνα έρχονται σε επαφή με τους δενδρίτες ενός άλλου νευρώνα. Η αντοχή μιας συνάψεως καθορίζεται από τον αριθμό των επαφών μεταξύ του άξονα και του δενδρίτη και ο αριθμός αυτός επηρεάζεται από το χρονοδιάγραμμα της κυτταρικής διαίρεσης.
Εκτός από το χρονοδιάγραμμα της κυτταρικής διαίρεσης, το περιβάλλον στο οποίο διαιρούνται τα νευρικά βλαστοκύτταρα διαδραματίζουν επίσης ρόλο στη συναρμολόγηση του δικτύου. Το περιβάλλον της εξειδικευμένης θέσης των νευρικών βλαστικών κυττάρων ρυθμίζεται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των αυξητικών παραγόντων, των ορμονών και των πρωτεϊνών εξωκυτταρικής μήτρας. Αυτοί οι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τον τύπο του νευρώνα που παράγεται, καθώς και το χρονοδιάγραμμα της κυτταρικής διαίρεσης και τον σχηματισμό των συνάψεων.
Η διαδικασία της συναρμολόγησης του δικτύου είναι μια πολύπλοκη και δυναμική διαδικασία που είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Με την κατανόηση των μηχανισμών που ελέγχουν τη συναρμολόγηση του δικτύου, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσεται ο εγκέφαλος και πώς προκύπτουν οι νευροαναπτυξιακές διαταραχές.
Αναφορές:
1 Kriegstein, Α., &Alvarez-Buylla, Α. (2009). Η ανάπτυξη του εγκεφαλικού φλοιού:από νευρικά βλαστοκύτταρα σε λειτουργικά δίκτυα. Neuron, 67 (1), 780-798.
2. Rakic, Ρ. (2009). Εξέλιξη του Neocortex:Μια προοπτική από την αναπτυξιακή βιολογία. Nature Reviews Neuroscience, 10 (10), 724-735.
3. Sanes, J.R., &Zipursky, S.L. (2010). Ανάπτυξη του νευρικού συστήματος (3η έκδοση). Νέα Υόρκη:Ακαδημαϊκός Τύπος.
