Brain Basics: Liv Og Død Av En Neuron

Be om gratis sendt brosjyre

Introduksjon
Arkitekturen Av Neuron
Fødsel
Migrasjon
Differensiering
Død
Håp Gjennom Forskning

Innledning

Inntil Nylig Trodde De Fleste Nevrologer At Vi Var Født Med Alle Nevronene Vi noen gang Skulle ha. Som barn kan vi produsere noen nye nevroner for å bidra til å bygge banene-kalt nevrale kretser – som fungerer som informasjonsveier mellom ulike områder av hjernen. Men forskere trodde at når en nevralkrets var på plass, ville det å legge til nye nevroner forstyrre informasjonsflyten og deaktivere hjernens kommunikasjonssystem.

I 1962 utfordret forskeren Joseph Altman denne troen da han så bevis på neurogenese (fødsel av nevroner) i en region av den voksne rotthjernen kalt hippocampus. Han rapporterte senere at nyfødte nevroner migrert fra deres fødested i hippocampus til andre deler av hjernen. I 1979 bekreftet En annen forsker, Michael Kaplan, altmans funn i rotthjernen, og i 1983 fant han nevrale forløperceller i forgrunnen til en voksen ape.

disse funnene om nevrogenese i den voksne hjernen var overraskende for andre forskere som ikke trodde de kunne være sanne hos mennesker. Men i begynnelsen av 1980-tallet foreslo en forsker som forsøkte å forstå hvordan fugler lærer å synge, at nevrologer ser igjen på nevrogenese i den voksne hjernen og begynner å se hvordan det kan gi mening. I en rekke eksperimenter Viste Fernando Nottebohm og hans forskerteam at antall nevroner i forgrunnen av mannlige kanarier økte dramatisk i paringsperioden. Dette var på samme tid hvor fuglene måtte lære nye sanger for å tiltrekke seg kvinner.

hvorfor la disse fuglehjernene nevroner på en så kritisk tid i læring? Nottebohm trodde det var fordi friske nevroner bidro til å lagre nye sangmønstre innenfor de nevrale kretsene i forebrain, hjernens område som styrer komplekse atferd. Disse nye nevronene gjorde læring mulig. Hvis fugler laget nye nevroner for å hjelpe dem med å huske og lære, Trodde Notebohm at hjernen til pattedyr også kunne.

Andre forskere trodde at disse funnene ikke kunne gjelde for pattedyr, Men Elizabeth Gould fant senere bevis på nyfødte nevroner i et tydelig område av hjernen hos aper, Og Fred Gage og Peter Eriksson viste at den voksne menneskelige hjernen produserte nye nevroner i et lignende område.

for noen nevrologer er neurogenese i den voksne hjernen fortsatt en uprøvd teori. Men andre tror at bevisene gir spennende muligheter om rollen som voksengenererte nevroner i læring og minne.

Nevronets Arkitektur

sentralnervesystemet (som inkluderer hjernen og ryggmargen) består av to grunnleggende typer celler: nevroner (1) og glia (4) & (6). Glia overstiger nevroner i enkelte deler av hjernen, men nevroner er nøkkelaktørene i hjernen.

Nevroner er informasjonsbudbringere. De bruker elektriske impulser og kjemiske signaler for å overføre informasjon mellom ulike områder av hjernen, og mellom hjernen og resten av nervesystemet. Alt vi tenker og føler og gjør ville være umulig uten arbeidet med nevroner og deres støtteceller, glialceller kalt astrocytter (4) og oligodendrocytter (6).

Nevroner har tre grunnleggende deler: en cellekropp og to utvidelser kalt en axon (5) og en dendrit (3). Innenfor cellekroppen er en kjerne (2), som styrer cellens aktiviteter og inneholder cellens genetiske materiale. Axonen ser ut som en lang hale og overfører meldinger fra cellen. Dendritter ser ut som grener av et tre og mottar meldinger for cellen. Nevroner kommuniserer med hverandre ved å sende kjemikalier, kalt nevrotransmittere, over et lite rom, kalt en synaps, mellom axonene og dendrittene til tilstøtende nevroner.

Det er tre klasser av nevroner:

1. Sensoriske nevroner bærer informasjon fra sanseorganene (som øynene og ørene) til hjernen.
2. Motorneuroner styrer frivillig muskelaktivitet som å snakke og bære meldinger fra nerveceller i hjernen til musklene.
3. Alle de andre nevronene kalles interneuroner.

Forskere tror at nevroner er den mest varierte typen celle i kroppen. Innenfor disse tre klassene av nevroner er hundrevis av forskjellige typer, hver med spesifikke meldingsbærende evner.

Hvordan disse nevronene kommuniserer med hverandre ved å lage forbindelser er det som gjør hver av oss unike i hvordan vi tenker, føler og handler.

Fødsel

i hvilken grad nye nevroner genereres i hjernen er et kontroversielt emne blant nevrologer. Selv om flertallet av nevroner allerede er tilstede i hjernen vår når vi blir født, er det bevis for å støtte at neurogenese (det vitenskapelige ordet for fødsel av nevroner) er en livslang prosess.

Nevroner er født i områder av hjernen som er rike på konsentrasjoner av nevrale forløperceller (også kalt nevrale stamceller). Disse cellene har potensial til å generere de fleste, om ikke alle, av de forskjellige typer nevroner og glia som finnes i hjernen.

Nevrologer har observert hvordan nevrale forløperceller oppfører seg i laboratoriet. Selv om dette kanskje ikke er nøyaktig hvordan disse cellene oppfører seg når de er i hjernen, gir det oss informasjon om hvordan de kan oppføre seg når de er i hjernens miljø.

vitenskapen om stamceller er fortsatt veldig ny, og kan endres med flere funn, men forskere har lært nok til å kunne beskrive hvordan nevrale stamceller genererer de andre cellene i hjernen. De kaller det en stamcelles avstamning, og det ligner i prinsippet et slektstre.

Nevrale stamceller øker ved å dele seg i to og produsere enten to nye stamceller, eller to tidlige stamceller, eller en av hver.

når en stamcelle deler seg for å produsere en annen stamcelle, sies det å forny seg selv. Denne nye cellen har potensial til å lage flere stamceller.

når en stamcelle deler seg for å produsere en tidlig stamcelle, sies det å skille seg fra. Differensiering betyr at den nye cellen er mer spesialisert på form og funksjon. En tidlig stamcelle har ikke potensialet til en stamcelle til å lage mange forskjellige typer celler. Det kan bare lage celler i sin spesielle avstamning.

Tidlige stamceller kan selvfornyes eller gå på to måter. En type vil gi opphav til astrocytter. Den andre typen vil til slutt produsere nevroner eller oligodendrocytter.

Migrasjon

Når en nevron er født, må den reise til stedet i hjernen hvor den skal gjøre sitt arbeid.

Hvordan vet en neuron hvor du skal dra? Hva hjelper det å komme dit?

Forskere har sett at nevroner bruker minst to forskjellige metoder for å reise:

1. noen nevroner migrerer ved å følge de lange fibrene i celler som kalles radial glia. Disse fibrene strekker seg fra de indre lagene til de ytre lagene i hjernen. Neuroner glir langs fibrene til de når målet.
2. Nevroner reiser også ved hjelp av kjemiske signaler. Forskere har funnet spesielle molekyler på overflaten av nevroner-adhesjonsmolekyler – som binder seg med lignende molekyler på nærliggende glialceller eller nerveaksoner. Disse kjemiske signalene styrer nevronen til sin endelige plassering.

Ikke alle nevroner lykkes i sin reise. Forskere tror at bare en tredjedel når målet. Noen celler dør under prosessen med nevronutvikling.

noen nevroner overlever turen, men ender opp der de ikke burde være. Mutasjoner i genene som styrer migrasjon skaper områder av feilplasserte eller merkelig dannede nevroner som kan forårsake lidelser som barndomsepilepsi. Noen forskere mistenker at schizofreni og læringsforstyrrelsen dysleksi delvis er et resultat av misforståtte nevroner.

Differensiering

Når en nevron når målet, må den slå seg ned for å jobbe. Dette siste trinn av differensiering er den minst godt forstått del av neurogenesis.

Nevroner er ansvarlige for transport og opptak av nevrotransmittere – kjemikalier som videresender informasjon mellom hjerneceller.

avhengig av plasseringen, kan en neuron utføre jobben til en sensorisk neuron, en motor neuron, eller en interneuron, sende og motta spesifikke nevrotransmittere.

i den utviklende hjernen er et nevron avhengig av molekylære signaler fra andre celler, som astrocytter, for å bestemme form og plassering, hvilken type sender den produserer, og til hvilke andre nevroner den vil koble til. Disse nyfødte cellene etablerer nevrale kretser – eller informasjonsveier som forbinder nevron til nevron-som vil være på plass gjennom voksen alder.

men i den voksne hjernen er nevrale kretser allerede utviklet og nevroner må finne en måte å passe inn på. Som en ny nevron legger seg inn, begynner den å se ut som omgivende celler. Den utvikler en axon og dendriter og begynner å kommunisere med sine naboer.

Død

selv om nevroner er de lengste levende cellene i kroppen, dør et stort antall av dem under migrasjon og differensiering.

livene til noen nevroner kan ta unormale svinger. Noen sykdommer i hjernen er resultatet av unaturlige dødsfall av nevroner.

– I Parkinsons sykdom dør nevroner som produserer nevrotransmitteren dopamin i basalganglia, et område av hjernen som styrer kroppsbevegelser. Dette fører til vanskeligheter med å starte bevegelse.

– Ved Huntingtons sykdom forårsaker en genetisk mutasjon overproduksjon av en nevrotransmitter kalt glutamat, som dreper nevroner i basalgangliene. Som et resultat vri folk og vrider ukontrollert.

– I Alzheimers sykdom bygger uvanlige proteiner opp i og rundt nevroner i neocortex og hippocampus, deler av hjernen som styrer minnet. Når disse nevronene dør, mister folk sin evne til å huske og deres evne til å gjøre hverdagsoppgaver. Fysisk skade på hjernen og andre deler av sentralnervesystemet kan også drepe eller deaktivere nevroner.

– Slag mot hjernen, eller skaden forårsaket av et slag, kan drepe nevroner direkte eller sakte sulte dem av oksygen og næringsstoffer de trenger for å overleve.

– Ryggmargsskade kan forstyrre kommunikasjonen mellom hjernen og musklene når nevroner mister forbindelsen til axoner som ligger under skadestedet. Disse nevronene kan fortsatt leve, men de mister sin evne til å kommunisere.

Håp Gjennom Forskning

Forskere håper At ved å forstå mer om liv og død av nevroner kan de utvikle nye behandlinger, og muligens til og med kurer, for hjernesykdommer og lidelser som påvirker livene til millioner Av Amerikanere.

den nyeste forskningen tyder på at nevrale stamceller kan generere mange, om ikke alle, av de forskjellige typer nevroner som finnes i hjernen og nervesystemet. Lære å manipulere disse stamceller i laboratoriet til bestemte typer nevroner kan produsere en frisk tilførsel av hjerneceller for å erstatte de som har dødd eller blitt skadet.

Terapier kan også opprettes for å dra nytte av vekstfaktorer og andre signalmekanismer i hjernen som forteller forløperceller å lage nye nevroner. Dette vil gjøre det mulig å reparere, omforme og forny hjernen fra innsiden.

for informasjon om andre nevrologiske lidelser eller forskningsprogrammer finansiert av National Institute Of Neurological Disorders and Stroke, kontakt Instituttets Brain Resources And Information Network (BRAIN) på:

BRAIN
Po Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424
www.ninds.nih.gov

Topp

Utarbeidet av:
Kontor For Kommunikasjon Og Offentlig Kontakt
Nasjonalt Institutt For Nevrologiske Lidelser Og Hjerneslag
National Institutes Of Health
Bethesda, MD 20892

NINDS helse-relatert materiale er kun gitt til informasjonsformål og representerer ikke nødvendigvis godkjenning av Eller en offisiell stilling Av National Institute Of Neurological Disorders and Stroke eller andre Føderale byråer. Råd om behandling eller pleie av en enkelt pasient bør innhentes gjennom konsultasjon med en lege som har undersøkt pasienten eller er kjent med pasientens medisinske historie.

All NINDS-forberedt informasjon er i den offentlige sfæren og kan fritt kopieres. Kreditt TIL NINDS eller NIH er verdsatt.