Razvoj cerebralnog korteksa u velikoj meri zavisi od matičnih ćelija odgovornih za generisanje neurona, poznatih kao radijalne glijalne ćelije. Do sada se verovalo da ove matične ćelije stvaraju neurone prateći jednostavan proces, to jest, jednu ćelijsku lozu.
Međutim, studija koju je predvodila Laboratorija za neurogenezu i ekspanziju korteksa, koju je vodio istraživač Viktor Borel sa Instituta za neuronauke (IN), zajedničkog centra Španskog nacionalnog istraživačkog saveta (CSIC) i Univerziteta Migel Hernandez (UMH) iz Elčea, je otkrio ne samo da postoji mnogo više tipova radijalnih glijalnih ćelija nego što se ranije mislilo, već i da postoje najmanje tri različita procesa neurogeneze koji se odvijaju paralelno u istim oblastima mozga iu istom trenutku razvoja.
Rezultati ovog rada, objavljeni u časopisu Science Advances, otkrivaju složenost neurogeneze kroz uključivanje paralelnih linija. „Otkrili smo da postoji nekoliko alternativnih puteva za generisanje neurona i da svi putevi rade u isto vreme, iako smo takođe videli da je krajnji rezultat uvek neuron sa sličnim karakteristikama i funkcijama u toj fazi razvoja“, objašnjava Borrell.
Štaviše, istraživači pronalaze dokaze da je postojanje paralelnih linija povezano sa savijanjem moždane kore. „Fumentalni aspekt u ovom smislu je da „putevi“ za formiranje neurona rade u isto vreme i na istom mestu, ali ne u istoj količini u celom korteksu, budući da se razlikuju između girusa i sulkusa“, kaže prvi autor članka. , Lucia del Valle Anton.
Da bi razumeli ovu vezu, istraživači su proučavali formiranje neurona u regionima koji će nesumnjivo dovesti do girusa i brazde u mozgu tvora, dok su, koristeći javne baze podataka, takođe mogli da ga analiziraju u mozgu ljudi i miša. .
Tokom razvoja studije, u kojoj je učestvovao i istraživač Huan Antonio Moreno Bravo, koji rukovodi laboratorijom za razvoj, ožičenje i funkciju cerebelarnih kola, stručnjaci su primetili da, iako tri loze funkcionišu u zoni girusa i sulkusa , preovlađuju različiti procesi u zavisnosti od lokacije.
„U početku je korteks glatka, ali postoji područje koje će mnogo rasti, a kako raste, na kraju će formirati girus. U međuvremenu, pored njega, druga područja će rasti manje i ostaće utonula, formirajući brazd“, kaže Borel. „Prva razlika između girusa i sulkusa je koliko raste, a to je povezano sa tim koliko će neurona biti rođeno na tom mestu. Na primer, u brazdi, ono što nalazimo je ono od ova tri ‘puta’ preovlađuje onaj koji generiše manje neurona, dok će se u girusu dogoditi suprotno.“
Razumevanje postojanja ovih novih tipova matičnih ćelija, koje poseduju visok kapacitet za deobu, zajedno sa različitim mehanizmima za paralelno generisanje neurona, omogućava nam da shvatimo procese koji dovode do povećanja korteksa ljudskog mozga u poređenju sa drugim vrstama. .
Ovo istraživanje je omogućilo naučnicima da istraže, sa neviđenim detaljima, gene izražene neuronima u girusu i brazdi. Borrell objašnjava: „Imali smo za cilj da posmatramo koje od svih ćelija koje smo istraživali ekspresuju gene za koje je poznato da su mutirani u ljudskim malformacijama. Potvrdili smo da sve ove ćelije ne eksprimiraju gene odgovorne za ove malformacije mozga. Primetili smo da se oni uglavnom eksprimiraju u novorođenih neurona, a ne potomaka.“
U tom smislu, istraživač naglašava da, uprkos tome što imaju iste funkcije na globalnom nivou, neuroni koji su rođeni u girusu izražavaju gene koji su neophodni da bi ljudski korteks imao vijuge. Ovo ukazuje da, kada pacijenti imaju malformacije jer njihov mozak nema vijuge, defekti se javljaju posebno u neuronima girusa, a ne u neuronima brazde.
U ovoj studiji, koja je uključivala saradnju sa istraživačima iz Instituta za istraživanje matičnih ćelija ISF (Helmholtz Zentrum) i Maks Plank instituta za biološku inteligenciju, oba locirana u Minhenu (Nemačka), istraživači su svoje rezultate zasnovali na sekvenciranju pojedinačnih ćelija u nivo transkriptomije, tehnika koja nam omogućava da identifikujemo sve gene koji su eksprimirani u svakoj od ćelija.
Naučnici su analizirali hiljade ćelija koristeći informatičke alate kako bi odredili genetsku putanju ovih ćelija i njihovih linija. Nakon istraživanja i validacije podataka o lozama za tri vrste, primetili su da se u ljudskom mozgu takođe javljaju ove tri paralelne loze, slično onome što se primećuje kod tvorova.
Međutim, u slučaju miševa, sprovedene analize su primetile samo jedan preovlađujući put u stvaranju neurona. Buduća istraživanja će biti neophodna da bi se utvrdilo da li su miševi izgubili ove loze usled evolucije ili su, naprotiv, ovi „putevi“ i dalje prisutni, ali u tako malim razmerama da se ne mogu otkriti trenutnim alatima.
