Science重磅:神经突触在极早期发育时期已出现

日期: 2018年04月27日


    

导读:突触是连接神经元的结构。在成熟神经元中,它们被认为是神经元相互通信的关键。发表在4月20日的这篇《Science》文章首次揭示了突触在皮层发育过程中对神经元迁移的影响。赛业小编为您推荐“Science重磅:神经突触在极早期发育时期已出现”,详情如下:

神经突触在极早期发育时期已出现


大脑新皮层(cerebral neocortex)掌权人脑功能,如有意识的思维和语言。在新皮层中,数十亿神经元被精确排列成有序的6层结构。在婴儿时期,这些神经元有次序地生成,再迁移至大脑表面。


“亚板神经元(subplate neurons)”是新皮层首批出现的神经元之一,它们在新皮层发育时短暂地工作,在发育完成时销声匿迹。科学家们尚不清楚它们对神经元迁移是否有作用。


在这项研究中,研究小组发现,亚板神经元形成瞬时突触与新生神经元接触,向后者发送信号指导它们迁移。


突触是连接神经元的结构。在成熟神经元中,它们被认为是神经元相互通信的关键。发表在4月20日的这篇《Science》文章首次揭示了突触在皮层发育过程中对神经元迁移的影响。


“我们感到惊讶,因为过去我们认为只有成熟神经元才能使用突触结构。我们未曾想到能在这么早期的发育过程中看见突触,”文章一作Chiaki Ohtaka-Maruyama说。


胎儿新皮层发育时期,诞生于深脑部位的神经祖细胞不断重复细胞分裂。亚板神经元是新皮层出现的第一类神经元,随后,它们形成了一个被称为亚板层(subplate layer)的结构。亚板神经元出现后,神经祖细胞紧接着大量生产兴奋性神经元(excitatory neurons),然后向大脑表面运输,形成新皮层的不同层。兴奋性神经元刚出现时,它们是星形或多极的,迁移缓慢,蜿蜒曲折没有方向感,这种类型的迁移被称作多极迁移(multipolar migration)。在某个时刻,多极神经元突然变成具有两个突起的纺锤形,以辐射迁移(radial migration)的方式迅速向大脑表面滑去。多年来,让神经元找到“方向感”的开关一直未能找到。


Ohtaka-Maruyama博士为了解神经元在新皮质的精准排练分层,她与同事观察到小鼠胚胎的新生神经元在亚板层完成了从多极迁移到辐射迁移的转变,于是,他们推测亚板神经元可能从中起重要作用。


通过细致观察,研究人员们发现亚板神经元积极地向新生的多极迁移神经元伸出了瞬时突触。阻止突触通信便会阻止新生神经元的有效迁移。相反,向新生神经元喷神经递质谷氨酸(glutamate)模仿突触活动,也能增强辐射迁移。这些结果表明,在大规模极为拥挤的计时赛跑中,亚板神经元可以起到类似组织者的功能,它们决定谁应该站上跑道,何时开始跑。


孤独症和精神分裂症等各种精神障碍都跟辐射迁移缺陷有关,这项发现为我们理解庞大复杂的人脑结构进化发育提供了确切线索。


原文检索:Synaptic transmission from subplate neurons controls radial migration of neocortical neurons


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