GERALD SCHNEIDER: Bine,
despre ce vorbeam data trecută?
Migrația neuronală.
Și am vorbit despre chilia
ciobanului.
Să... Nu voi
încărca diapozitivul.
De ce a fost atât de important
să găsim acea celulă care
ar putea fi identificată
în stadii atât de timpurii?
Vedeți, unii oameni
nu credeau
că puteți obține o
translocație nucleară în mijlocul creierului
când grosimea
tubului neural era destul de gri.
Au crezut că vei avea
nevoie de ghidare glială radială.
Deci, ce altă explicație ar putea
fi pentru acele imagini?  Ei
bine, cu
metoda Golgi, este
posibil ca aceștia să
coloreze glia și apoi să
vadă denivelări pe glia,
interpretând greșit imaginile.
Trebuiau să poată
reconstrui
întreaga secvență.
Și amintiți-vă ce au
făcut, au luat...
dacă aceasta era
suprafața tectumului,
acesta este stratul ventricular.
Și iată una dintre
aceste celule alungite.
Iată un corp celular.
Apoi foarte devreme au
văzut că... îmi
pare rău, ar trebui să încep de aici
și de unde au început.
Hai să facem asta.  Celula escroc
a ciobanului adult
este
un neuron aici cu un axon
care se stinge așa.
Are întotdeauna această
caracteristică.
Nu este clar de ce crește
puțin înainte de a se stinge.
Dar întotdeauna are
scrocul ciobanului.
Nu desenez
dendritele și tot.
Pentru că ceea ce este critic
în identificarea acelei celule
a fost forma axonului.
Deci acesta a fost adultul, OK.
Și apoi s-au
întors succesiv
la etapele anterioare [INAUDIBIL].
Și au văzut că o chilie
cu ciobanul ciobanului.
Dar apoi au văzut
legătura acolo.  S-
ar putea să se fi deconectat
de la ventricul
deja în acel stadiu.
Și apoi s-au întors puțin
mai devreme și tot ei
din ciobanul ciobanului.
Și apoi corpul celulei a fost
aici jos și a fost conectat aici.
Și apoi chiar mai devreme,
pare a fi primul pe care l-am
desenat acolo.
Așa că au mers înapoi în timp.
Ei nu ar fi putut
confunda mereu
asta cu o celulă glială.
Deci asta a fost ideea.
Cu alte cuvinte,
mecanismul de migrare
în mezencefalul puiului
pentru acea celulă anume
a fost translocarea nucleară.
OK, deci de aici am plecat.
Acum să vorbim
despre migrația celulară
în neocortexul
din cerebel,
unde translocarea nucleară
nu este mecanismul.
Există însă multe
asemănări
în ceea ce fac celulele.
Dar acum este destul de clar
că în neocortex, atunci când
celulele migrează, ele se mișcă de-a
lungul celulelor gliale radiale.
Și mulți dintre ei se mișcă de-a
lungul aceleiași gliali radiale.
Ele merg până la o structură
numită placa corticală.  Ne
vom uita la poze cu asta.
Și în sfârșit obțineți cele șase
straturi ale neocortexului.
Și arată un
model de mișcare din interior spre exterior,
așa cum se vede cu aceste
metode de etichetare.
Ele erau de fapt cunoscute
înainte de a fi verificat cu adevărat.
Am pus mai degrabă verificat decât
demonstrat inițial,
deoarece aceste
modele erau cunoscute
înainte de
metodele de autoradiografie.
Dar erau
metode mai plictisitoare.  Au
folosit, de exemplu,
otrăvirea cu vitamina A
în diferite stadii.
Și vitamina A în doze mari
va ucide celulele imature.
Așa că ar putea șterge
straturi întregi de neocortex
când se dezvoltau.
Puteți face același lucru
cu aplicarea căldurii.
Nu este suficient de intens
pentru a ucide fiecare celulă.
Dar îi va ucide pe
cei în curs de dezvoltare.
Dar aceste
metode de etichetare au fost cele mai clare.
Deci aceasta este o imagine din
manualul de absolvent [INAUDIBIL].
Este doar înfățișarea unui
stadiu incipient al dezvoltării corticale
în mijlocul
perioadei de migrare a celulelor.
Hamsterul se naște atunci când
acest lucru încă se întâmplă.
De fapt, este vorba despre
stadiul în care s-au născut.
Bine, atunci
arată o coloană acolo
prin tubul neural din
emisfera stângă a creierului.
Ei arată
că neuronii pot fi
văzuți mișcându-se de-a lungul
acelor celule albastre, care
sunt celulele gliale, OK.
Deci aici vezi această celulă.
Și aici vezi explozia.
Și apoi vezi
celula albastră acolo,
care este atașată
aici la pia.
Și e... îmi pare rău...
aici la ventricul
și aici la pia.
Corpul celular pentru
acea celulă glială radială
este aici jos, în
stratul ventricular.
OK, acum că mitozele
au loc aici
la ventricul.
Dar nu numai chiar
în ventricul,
ci și într-un strat adânc până la
ventricul unde celulele au,
chiar și atunci când s-au desprins
din ventricul,
obțineți un alt strat
de celule mitotice acolo.  Asta se
numește
strat subventricular.
Artistul pur și simplu nu a putut...
el a presupus, ei bine,
asta e deasupra.
Acesta trebuie să fie
stratul subventricular.
El nu era... pentru că
nu știa
și cineva nu a verificat.
Așa că subliniez,
o mulțime de manuale
fac greșeli în anatomie.
Bine, acesta este dintr-un studiu
de la Universitatea Columbia,
unde au putut
vedea pentru prima dată migrația în cultura de țesut
cu mișcare în
plămânul celulei și celula glială.
Și iată-l, vezi
că se mișcă.
În cele 31 de minute în care s-au
uitat aici, s-
a mutat atât de departe.
OK, deci acum arată
diferite stadii de dezvoltare
la șoarece sau șobolan.
Cred că acesta este probabil șobolan,
deși se aseamănă foarte mult.
Deci VZ aici înseamnă
zonă ventriculară.
Deci tubul neural
este foarte subțire aici.
Practic, este o
zonă ventriculară
într-un pic de
zonă marginală acolo.
Și vezi că înfățișează
mitoza care se întâmplă acolo
la ventricul.
Apoi puțin mai târziu vezi
câteva fibre care apar aici
într-o zonă intermediară și
câteva celule care apar aici.
Sunt doar câteva.
Ei numesc asta
perioada pre-placă.
Sunt câteva celule
chiar în partea de sus.
Dar totuși, principalul lucru
este o mulțime de mitoze aici.
Diviziunea celulară
este simetrică.
Deci o celulă stem
devine două celule stem,
devenind patru
celule stem și așa mai departe.
Și cu cât se întâmplă mai mult, cu atât
aria cortexului este mai mare.
Deci, la specii ca noi, când
avem un neocortex atât de mare,
acea etapă va
dura mult mai mult,
iar cortexul va deveni -- o
suprafață mai mare.
OK, acum, când obțineți
diviziune asimetrică și o celulă
devine post-mitotică, se
atașează de o celulă alungită
care acum a fost, s-a
arătat
destul de convingător că nu este
un neuron, ci o celulă glială,
așa cum au arătat
în imaginea anterioară.
Aici vezi că
înfățișează o celulă glială
cu o celulă care migrează de-a lungul ei
aici și alta aici sus.
Nu există o
celulă glială radială pentru fiecare neuron.
Există o mulțime de neuroni
care folosesc aceleași celule.
Dar practic toate celulele
care vor ajunge într-o coloană
prin cortex
se mișcă de-a lungul uneia
dintre celulele gliale radiale.
Zona intermediară
dobândește mai mulți axoni aici.
Și aceasta va deveni
substanța albă a cortexului
stratului ventricular.
Celulele migrează până la
acest grup de celule aici.
Și asta se numește
placa corticală.
Acestea sunt straturile în curs de dezvoltare
ale neocortexului.
Puțin
mai târziu, se va ajunge
așa, unde aveți doar
un strat ventricular subțire-- nici măcar
nu
arată celulele aici-- apoi
substanța albă, apoi
straturile de celule din cortex.
Ei arată cel mai mare
strat de celule piramidale 6. De
fapt, ar fi în
stratul 5, celule mai mici aici
în stratul 4, mai multe celule piramidale
și celule granulare în straturile 2
și 3 și foarte puține
celule în stratul 1,
dar multe dendrite.
și conexiuni axonale.
Dar ele apar pe
toate straturile.
OK, acum celălalt
lucru interesant despre asta
este că atunci când aceste celule
se mută în sus, ele nu ajung -
nu sunt lăsate
aici jos.
Ele trec pe lângă toate celelalte
celule din placa corticală
și ajung în vârf.
Deci ultimele celule născute
sunt mai superficiale.
Și de aceea
îl numim un
model de migrație din interior spre exterior.
Celulele din interiorul de
aici a plăcii corticale
au fost primele
născute, primele care au
ajuns la placa corticală.
Iar cele de mai târziu se
adună deasupra.  La
asta înțelegem prin
modelul din interior spre exterior.
Deci, asta înseamnă în
cortexul de aici,
stratul 6 celule unde este
primul născut.
Și am putut vedea că în
imaginile audioradiografice
prin etichetare, injectarea
timidinei tritiate pentru a eticheta
celulele mitotice [INAUDIBIL]
injectează femeia însărcinată
sau injectează fătul ei cu
timidină tritiată
în diferite stadii.
Și dacă o faci foarte,
foarte devreme și apoi doar
aștepți până când puii se
nasc și cresc,
vei vedea
celulele radioactive aici în stratul 6.
Și dacă o faci foarte
târziu, la hamster ar
trebui să fie postnatal.  , le-
ați vedea aici sus
în straturile 2 și 3.
Mă scuzați?
MZ înseamnă zonă marginală,
cel mai superficial strat
al tubului neural.
OK, deci acum să ne uităm la un
lucru ușor diferit care
se întâmplă în
cortexul cerebelos.  Ne vom
uita la
celulele proliferative
și la celulele granulare post-mitotice
.
Acum, acesta este... și
ei au luat aceste...
am menționat acest lucru pe scurt din...
OK, acesta este noul slide.
Apoi voi repeta imaginile
dintr-o prelegere anterioară.
Celulele se deplasează din
această regiune specializată
a plăcii interioare.
Eu îl numesc [INAUDIBIL].
Este o zonă groasă,
arată ca o buză când
o privești în disecție.
Și migrează
în placa de acoperiș.
Și formează un
strat proliferativ acolo.
Deci este diferit
de [INAUDIBIL]..
Este un pic ca
ventriculul celular, unde
celulele se îndepărtează
de ventricul,
dar rămân proliferative.
Dar sunt acolo chiar
lângă stratul ventricular.
Aici se îndepărtează
mai mult.
Dar continuă să
sufere mitoză.
Și chiar proliferează.
Adică, acele
celule granulare ajung... un
număr enorm
dintre ele,
probabil că sunt la fel de multe
celule granulare în cerebel
cât sunt în
restul creierului.
OK, deci aceasta este
poza anterioară.
Dacă te uiți aici, aceasta
este imaginea anterioară,
tubul neural care s-a dezvoltat la
începutul dezvoltării, unde
vezi placa interioară
și placa bazală aici
și placa de acoperiș întinsă
a... tipică creierului posterior.
Stratul de
celule proliferative pe care îl numim [INAUDIBIL]
este acolo.
Și celulele migrează
în placa de acoperiș,
iar alte celule
migrează în jos.
Cele care migrează
în jos, amintiți-vă,
devin celule ale puțului.
Ele devin, de asemenea,
structura inferioară [INAUDIBILĂ].
Sunt mai multe structuri în care
devin.
Suntem îngrijorați
acum de acestea care se mută
în placa de acoperiș, bine?
Aceasta este locația despre
care vorbim,
capătul rostral
al hindbrianului.
Și când se nasc animale precum
hamsterii,
întregul cerebel
este foarte mic.  Ar
trebui să vă arăt
mai multe poze
cu asta, pentru că cea mai mare parte a
dezvoltării este postnatală.
Acum, aceasta este o
poză de la Cajal.
Și iată unul dintre
lucrurile pe care le-a văzut.
Dacă s-a uitat la
cortexul cerebelos foarte devreme,
nu numai că era mult mai subțire,
dar a văzut un strat dens
de celule la suprafață.
Și știa din studiile
asupra cerebelului
că acestea nu erau
acolo la adult.
Acesta a fost ceva specific
animalului în curs de dezvoltare
chiar în preajma nașterii și
după naștere la șoarece.
Și a văzut în folosirea
metodelor Golgi și a altor metode...
ce s-a întâmplat aici?
BINE.
El a văzut aceste celule
cu diferite forme.
Unii dintre ei erau doar așezați în
jurul celulelor, unii dintre ei
aveau procese.  Cele
mai profunde tindeau să
aibă două procese de genul acesta.
Și apoi a văzut și unii cu
un al treilea proces în jos.
Și apoi, mai ales
mai târziu în dezvoltare,
el va observa
că corpul celular
părea să se miște în
jos, procesul care
se desfășura ventral.
Deci P este aici sus.
Acesta este stratul de
celule proliferative.
El îți arată doar
câteva dintre ele.
Este plin foarte, foarte
dens de celule.
Aceste celule mari de
aici sunt celule foarte mari
din
stratul proliferativ al cerebelului,
celulele Purkinje.
Acestea nu s-au dezvoltat așa.
Acestea au venit din
stratul ventricular de aici.
Și s-au mutat în sus, așa cum am
văzut în măduva spinării
și neocortex.
Sunt celule mari.
Deci celulele acelea sunt
deja toate acolo.  S-au
dezvoltat timpuriu, tocmai
tipic pentru celulele mai mari.
Multe celule mici se dezvoltă târziu.
Și asta se
întâmplă aici.
Deci iată poza pe care
a pus-o împreună.
Acestea sunt celulele care se
mișcă din jurul clipului.
Au crescut procese când au
devenit post-mitotice.
Și multe dintre celulele
care trec prin
mitoză, [INAUDIBIL].
Dar când au
devenit post-mitotice
și au început să se diferențieze,
au crescut procese laterale.
Acum, acesta ar fi
modul în care ar
arăta într-o secțiune frontală.
Pentru că aceste celule
arată diferit
în funcție de planul în care le
privești.
Procesele laterale
devin aici...
ambele sunt axoni.
Celula are axoni care
merg în două direcții.
Și le numim
fibre paralele,
pentru că există un
număr enorm de fibre, toate paralele între
ele, toate
făcând același lucru.
Acum, ce zici de asta?
Există un proces în jos.  Ei
bine, și acesta este un axon.
Dar celula nu rămâne acolo.
Nu rămâne acolo cu
trei axoni care ies din el.
În schimb, corpul celular se
mișcă în jos pe axon.
Acest proces este întotdeauna
puțin mai jos.
Deci aici vezi o celulă,
hai să coborâm mai departe.
Aici este mutat clar până la
nivelul celulei Purkinje.
Și apoi, pe măsură ce trece pe lângă
celulele Purkinje de aici,
începe să se diferențieze.
Și în cele din urmă ajungi
cu celule ca acestea.
Cea mai îndepărtată
la stânga ar
fi celula granulară mai matură
a cerebelului, întotdeauna
situată sub
stratul de celule Purkinje.
Și acum crește aceste
mici dendrite specializate
care vor primi fibre de intrare
la fel ca
tracturile spinocerebeloase sau axonii care
provin din puț.
Deci există stratul de intrare major
al cerebelului, OK.
Apoi axonul
celulei mature urcă până
la stratul superficial de
deasupra celulei Purkinje
și formează
fibre paralele, fiecare celulă
formând o fibră paralelă.
Deci asta rezumă doar despre ce
vorbeam.
Celulele migrează departe
de suprafața pialului.
Își lasă axonii în urmă.
Este ca un păianjen care
se mișcă în josul pânzei sale.
Ei trec pe lângă celulele mari Purkinje
către locația pentru adulți.
Acolo își
cresc dendritele.
Iar cerebelul este
o structură uimitoare.
Pentru că este o
teacă corticală foarte mare.
Și totuși, indiferent
unde te uiți la el,
vei vedea aceleași structuri.
Indiferent unde te uiți în
cerebel, se întâmplă același gen
de lucruri.
Are o structură mai uniformă
decât neocortexul.
Așa că acolo, la sfârșit,
începeam
să vorbim despre migrație.  Am
văzut migrația,
cum se întâmplă asta.
Apoi vorbim despre
diferențiere
atunci când celulele își cresc
dendritele și axonii.
Știm că axonul se
dezvoltă adesea primul.  Am
văzut asta pentru
celula ciobanului de pe tectum.
Axonul a crescut chiar
înainte ca corpul celular să
ajungă în poziția sa finală.
Am văzut același lucru
pentru celulele granulate.
Chiar dacă mișcarea
a fost foarte diferită,
axonii au crescut mai devreme,
cu mult înainte ca celula să
fie în poziția finală.
Acum, când aceste
procesoare cresc,
au un
vârf activ care este mai lat
decât trunchiul axonului.
Îl numim con de creștere.
O să vă arăt câteva
imagini cu acestea, inclusiv
videoclipuri.
Și unde se duc depinde
de o serie de factori.
Una dintre ele este pe care o numim
aderență selectivă.
Conul de creștere activă, care
vă puteți imagina ca mâna mea
aici.
Aceste mici
procese se extind.
Dacă vă imaginați acum că
vârfurile, vârfurile degetelor
de aici sunt mai adezive pe
ceva de pe suprafețele pe care
cresc.
Și nu pot crește
decât pe suprafețe.
Ele nu cresc
prin spațiul fluid.
Acestea se prind de
substraturile mai adezive.
Și apoi sunt atrași de ele.
Așa crește axonul.
Deci aceasta este una dintre
imaginile lui Cajal
despre etapele
dezvoltării fibrelor nervoase.
Deci vezi
stratul celular care începe
să-și crească mai întâi axonul.
Deci puteți vedea că
are doar un axon.
Acolo vezi poza lui
a conului de creștere.
Și Cajal a descris asta
doar din metodele Golgi,
fără a le vedea
în cultura de țesut.
Și atunci când ajunge la
locul său adult,
începe să se maturizeze, își formează
arborizarea terminală,
poate crește și colaterale.
Acestea se pot întâmpla
în diferite etape.
Și apoi corpul celular se
va schimba și el,
crescându-și dendritele.
De obicei cresc ceva
mai târziu decât axonul.
Deci asta e poza lui Cajal.
Și iată un anumit
tip de... este
o imagine a fracturii înghețate
a unui con de creștere care îți arată
că se întâmplă o mulțime de
lucruri înăuntru.
De fapt, există multe
filamente de actină acolo
care sunt proteine ​​contractile.
Există multe
organele, inclusiv
mitocondriile și veziculele.
Și aceste mici extensii
sunt ceea ce numim filipodia, OK.
Filipodium ar
fi singularul.
Nu am terminat
toți termenii Flash Cube
pentru
prelegerile de dezvoltare,
dar lucrez la ei.
Așa că o voi posta.
Dar lucrul de
reținut despre acestea
este că sunt
structuri tranzitorii.
Aceste mici structuri se extind,
apoi se trag înapoi,
și se extind și se trag înapoi.
Deci este o structură foarte activă.
Si asta o sa vezi
in poze.
Sunt structuri volatile.
Și amintiți-vă că la
vârfurile lor sunt mai adezive.
Și atunci când se contractă,
atunci dacă vârful aderă
la un substrat,
conul de creștere va tinde
să fie tras în acea direcție.
Spuneți, dar dacă
sunt mulți care
trag în toate direcțiile,
cum se pot mișca?
Ei bine, se pare... credem că,
ca rezultat, mută
suma vectorială a tuturor
tensiunilor de pe el.
Și știm câteva dintre
moleculele implicate,
molecule de adeziune celulară.
Una dintre ele o numim moleculă de
adeziune a celulelor neuronale NCAM
.
Dar există o serie de
molecule adezive de genul acesta.
OK, acum, într-un mod în care
acest lucru este studiat,
este foarte greu
să vedem aceste lucruri
dacă vrem să
le privim în acțiunea live
din creierul real.  S-a
făcut, dar
cu mare dificultate.
Doar recent, dacă avem
metode, putem face asta.
O mare parte din muncă a
fost în cultura de țesut.
Și aceasta este doar o
imagine a culturilor din...
acesta ar putea fi fie
un ganglion rădăcină dorsală,
fie un ganglion sintetic.
Este probabil un ganglion rădăcină dorsală
plasat în cultură.
Și în această
imagine specială, ei
contrastează o cultură în care
nu a existat un anumit
factor de creștere și o altă cultură în
care au
adăugat acest
factor de creștere, factorul de creștere neuronal
, primul factor de creștere care a
fost descoperit, NGF pe care îl numim
, primul membru.  din
familia factorilor de creștere pe care o
numim neurotrofine.
Și aici, cu
mediul potrivit și cu factor de creștere,
puteți vedea o proliferare
de axoni ieșind
din acel pâlc de celule.
Și putem studia
conurile de creștere
și alte proprietăți ale
creșterii în cultura de țesut
într-o placă plată.
Și au fost
multe studii de genul acesta.
Și vă voi arăta
acum câteva clipuri video.
OK, acesta este doar...
primul
arată doar conul mare de creștere.  S-
ar putea chiar să fie nevoiți să
stingem toate luminile de aici,
pentru că
acolo este micuțul întuneric.
E chestia aia întunecată
din spate.
Iată trunchiul, iar axonul
are câteva procese mici
.
Și se mișcă pe
ecran.
Poți să-l vezi acolo?
Acesta este sfârșitul.
Și vezi că există
un filipodium,
există o
grămadă întreagă de filipodium.
Așa că hai să ne uităm din nou.
Începe aici.
Și uită-te la
ce se întâmplă acolo.  Le vei
vedea extinzându-se,
apoi disparând
și se extind din nou.
Și axonul se
alungește treptat.
Deci, ceea ce se întâmplă
acolo este că...
vedem acțiunea
la conul de creștere.  Se
întâmplă o mulțime de lucruri și
în celulă, desigur.
Și un lucru este că
adaugă membrană.  De
unde vine membrana?
Ei bine, vine
din corpul celular.
Și este transportat pe
acest axon în vezicule mici.
Veziculele conțin și ele lucruri.
Dar membrana
veziculei devine membrana
axonului, bine.
OK, să ne uităm doar
la următorul.
După cum am spus, nu trebuie să mă
întorc prin toate astea.
OK, de data aceasta vei
vedea doi axoni care
nu aparțin împreună pentru că
nu apar împreună
în creierul real.
Unul este de la retină, unul
de la ganglionul rădăcinii dorsale.
Vezi că mărim în 2.400.
Dar asta, desigur,
este probabil mult mai mult
decât atât din cauza
dimensiunii acestui ecran, apoi
a accelerației de 60X, OK.
OK, unul aici, unul aici,
uită-te la ce se întâmplă.
Acesta se retrage.
Vei vedea că încă mai ține
puțin acolo.
Dar îi va
retrage pe cei din celulă.
Aceasta se numește
colaps al conului de creștere.
Poate că numirea acesteia
retragere a conului de creștere
este puțin mai descriptivă.
Ambii sunt
termeni descriptivi drăguți.
Dar asta e foarte comun.
Când doi axoni
cresc în cultură
și se întâlnesc,
conul de creștere al unuia
atinge conul de creștere
sau axonul altuia.  Ei
fie pot trece peste,
fie unul dintre ei se va retrage.
Conul de creștere se poate retrage.
Este atunci când filipodia
atinge celălalt.
Și aflăm că asta depinde
de ce celule sunt acestea.
Acum, dacă axonii retiniani se
întâlnesc cu un axon al rădăcinii dorsale,
de obicei obțineți retracție
atunci când se ating.
Dacă sunt doi axoni ai rădăcinii dorsale
care se ating,
ei totuși se retrag adesea.
Dar se retrag în mai mult
de 50% din timp.
Dar adesea se
încrucișează unul peste altul.
Acum, când se
retrag, ce se întâmplă?  Se
trag înapoi.
Și apoi, după o
pauză foarte scurtă,
vor începe să crească din nou.
Și, de obicei, când
încep să crească din nou, își
schimbă ușor direcția.
Acesta este cel mai frecvent
lucru care se întâmplă.
Așa că acum ne vom uita la
trei dintre ele în creștere.
Acesta aici, este unul
acolo și este unul acolo.
Le poți vedea?
Acesta se va ramifica.  Se
vede multă aderență
aici și aici, mai puțin aici
și ajunge să se ramifice.
Acești doi
se ating.
Și unul dintre ei se retrage.
Acesta doar se oprește.
Și apoi continuă.
Și acesta
continuă să se retragă.
Vedeți că corpul, cea mai groasă
parte a conului de creștere,
se trage înapoi.  Și-a
pierdut toate
procesele aici.
Și aceasta,
distanța de retragere
poate varia destul de mult.
STUDENT: [INAUDIBIL]
GERALD SCHNEIDER: Sunt
proprietățile membranei.
Dar știm și acum că
există substanțe secretate în jur,
că aceste lucruri pot
fi molecule secretoare.
Una dintre moleculele care provoacă
asta, ei o numesc colapsină.
Pentru că afectează literalmente
membrana celeilalte celule
și poate induce retragerea.
Acum, în literatura de
specialitate se
crede că
nu există nicio modalitate de a prezice
cât de departe vor ajunge.
Dar, de fapt, am
studiat acea literatură.
Și am aflat că de
fapt este oarecum sistematic,
că, în funcție de
proprietățile axonului,
veți obține diverse --
nu numai
frecvențe diferite de retragere,
adică
variază probabilitatea ca să se retragă --
ci și distanța la care
se va retrage.  variază.
Și am aflat că...
și am făcut asta
prin simulare pe computer.
Nu am adus niciuna dintre
pozele mele de simulare.
Dar am arătat că
distanța care se retrage
face o diferență enormă
în modelul de axoni pe care îl
obțineți în cultură.
Distanțele scurte
vă vor oferi
axoni care cresc
ca și cum ar fi lipiți unul
de celălalt, fasciculați.
Și la distanțe mari,
obțineți non-fasciculație.  Îți
voi arăta imagini cu cum
arată acele lucruri, da.
STUDENT: [INAUDIBIL]
GERALD SCHNEIDER: Acestea
sunt doar resturi de artefacte.
STUDENT: [INAUDIBIL]
GERALD SCHNEIDER: Că se
mișcă pe un substrat, OK.  Se
mișcă pe o
placă acoperită
cu polilizină sau așa ceva.
Iar substratul pe care le crești
va afecta modul în care cresc.
Asta este important.
OK, acesta este, cred că
acesta este ultimul.
Prezintă un con de creștere care
vine din stânga.
Și contactează
un fibroblast.
Este o celulă periferică.
Acum, este un neuron simpatic,
un neuron ganglionar simpatic.
Și acest lucru s-ar putea întâmpla
în situația naturală.
Acestea sunt celule periferice care se
contactează între ele.
Deci iată axonul.
Acolo este conul de creștere.
Iată fibroblastul.
Și a întâlnit o barieră.
Și ceea ce face este că menține...
rămâne foarte activ.
Și, vezi, se mișcă de-a lungul
suprafeței.
Se simte de-a
lungul suprafeței.
Și, de fapt, s-
a întors aici acum
și crește de-a lungul
suprafeței în acest fel.
Da.
STUDENT: [INAUDIBIL]
GERALD SCHNEIDER:
Din corpul celular.
Aceasta este o
întrebare foarte importantă.
Aceste celule în creștere sunt
foarte active din punct de vedere metabolic, bine.
Și transportă prin mecanisme de
transport anterograd
veziculele în
josul axonului, OK.  Se
întâmplă în
[INAUDIBLE] este întrebarea.
Și răspunsul este da.
Vom vorbi puțin
despre regenerare în curând.
În
sistemul nervos periferic,
mai ales atunci când ai
o accidentare,
vei obține o
creștere mare astfel.
Axonii vor încerca să redevină.
În multe cazuri, ei
vor reforma ceva
aproximând
conexiunile lor originale.  Să
vedem cum ne
descurcăm la timp aici.
OK, așa că acum voi descrie
două tipuri diferite de creștere
[INAUDIBILE] care au fost
descoperite în tractul optic.
Dar acum știm că se întâmplă
și în fibrele care cresc
în neocortex, o
serie de alte sisteme
în care obțineți lucruri similare.
Creșterea care arată diferit
crește într-un ritm diferit,
are proprietăți diferite.
Deci proprietățile
acestor conuri de creștere
trebuie să fie diferite în
două etape diferite
ale aceleiași celule în
creșterea axonului său.
Și apoi vorbim puțin
despre ce fac ei.
Ei concurează pentru ca
spațiul să se termine.
Știm că sunt influențați
de factori de creștere.
Și acești factori de creștere
pot juca mai mult de un rol.
Voi descrie
puțin din asta în această clasă.
Când vorbim despre
asta, petrecem sesiuni
despre asta în al doilea trimestru.
Și, desigur, dacă
vin din retină,
au alte
probleme de rezolvat.
Ele trebuie să înceteze
într-un mod foarte specific.
De fapt, dacă
provin din retină, se
termină într-
un mod topografic.
Același lucru este valabil și pentru acei
axoni, să zicem, spinotalamic
sau lem medial -
spinotalamic sau
lemnicus medial,
ei trebuie să se termine
în locul potrivit,
pentru că există o
hartă topografică, o hartă a
suprafeței corpului pentru retină.
Și când se alungesc,
știm că sunt foarte specifice.
Și acum știm că există
diferite tipuri de îndrumare.
Există îndrumări chimice
de mai mult de un fel.
Pot exista
substanțe chimice difuze care le
pot atrage sau respinge.
Și ar trebui să
scrii asta.
Vom trece peste asta mai târziu.
Ele pot fi
atrase sau respinse
de o moleculă care difuzează.
Sau pot, de asemenea,
ei doar prin asta, pot
exista molecule pe suprafețele pe care
le contactează.
Și acele molecule le pot atrage
sau respinge.
Știm că celulele gliale joacă
roluri specifice în creșterea axonilor.  Am
văzut importanța
celulei gliale
în migrația neuronală.
Ei bine, ele joacă, de asemenea,
roluri foarte importante
în creșterea axonilor.
Mediul principal
prin care cresc axonii
este o pădure de celule gliale.
Deci, când axonii cresc în
tectul optic care vine
din ochi, de exemplu, cu
ce se întâlnesc?
Ei întâlnesc
și procese ale neuronilor.
Multe dintre aceste procese
se dezvoltă,
este o pădure de celule radiale,
dintre care unele vor deveni gliale,
altele vor deveni neuroni.
Apoi voi rămâne puțin mai mult
despre interacțiunile competitive
dintre axoni și
diferiții factori.
Am menționat
deja câteva dintre ele, care
influențează, cresc
sau regenerează,
sau doar axonii care cresc
prin încolțirea colaterală.
OK, deci iată o imagine
din cercetările noastre,
aproximativ două luni de
creștere în tractul optic.  În
primul rând, vorbim despre
perioada de alungire.
Și celulele au acest
tip de aspect.
Apoi au
mici măriri
pe parcurs,
procese mici și apoi
un con de creștere activ.
Nu se ramifică foarte mult.
S-ar putea bifurca.
Dar, în general, nu vor
forma deloc multe ramificații.
Și apoi la un hamster,
ei se nasc în acest stadiu
în tractul optic.
Și apoi axonii încep să
încolțească colaterale.
Și nu doar
încolțesc colaterale
unde vor
ajunge cu un foișor.
Le încolțiră
peste tot.
Chiar și axonii care cresc
prin jumătate din tectum,
vor încolți mici colaterale
tot timpul, bine vezi acolo.
Dar apoi axonul va
începe să se focalizeze.
Va atrage multe
dintre acele garanții.
Și unul dintre ei va crește.  S-
ar putea să nu fie
cel de la sfârșit,
ca acesta pe care îl arăt în
creștere pe parcurs.
Și apoi, în sfârșit, vom
retrage celelalte garanții.
ar putea forma mai mult de unul.
După cum arăt aici, formează
colaterale și în alt loc
, deoarece mulți axoni au
mai mult de un loc unde se
termină.
Și apoi
diferențierea continuă.
Și axonii ar putea ajunge,
de exemplu, să se termine
într-un strat și nu în alții.
Așa că pur și simplu își retrage
ramurile în unele locuri
și continuă să
le crească în altele.
Când se retrage, uneori o
numim o tăiere,
o autotundere prin care
trece.  De
asemenea, le putem tăia
făcând leziuni, deteriorându-le.
Și apoi
hamsterul, totul se
întâmplă când
ochii sunt încă închiși.
După ce ochii se deschid,
există o maturare
a arborelor care continuă.
Și știm din diverse
studii că acea maturizare poate
fi afectată de intrarea vizuală.
Nu știm multe
despre asta în tectum.
Dar este bine cunoscut în alte
părți ale sistemului vizual.
Deci, în sfârșit, ajungi
cu foișoarele mature.
Deci acestea sunt cele două moduri,
alungirea și arborizarea.
Știm că există
proteine ​​diferite găsite în celule
în timpul acestor două
moduri de creștere.
Am făcut câteva
studii inițiale despre asta
cu Ken Moya, care
lucrează în Franța de atunci.
Dar este un cetățean american.  A
venit la MIT pentru a-și face
munca de absolvent.  A
lucrat cu mine
și [INAUDIBLE]
la Harvard Medical School.
Și s-a uitat la
diferite etape
ale dezvoltării
acestor axoni
și a descoperit că
celulele
produc proteine ​​și
transportau diferite proteine
în diferite etape.
Deci alungirea,
de exemplu,
transporta o mulțime de
NCAM, moleculă de adeziune a celulelor neuronale
.
Există și alte proteine ​​legate
de formarea sinapselor care încep
să apară în timpul arborizaitonului.
Știm, de asemenea, că receptorii se
pot schimba și pot răspunde
la diverși factori de creștere.
Nu am putut preciza asta.
Dar mai multe din asta au fost
găsite de atunci.
Știm că o anumită
moleculă, BCL2,
este foarte importantă la început,
previne moartea celulei.
Este un factor apoptotic [INAUDIBIL]
.
Și acum știm, de asemenea, că joacă
un rol în creșterea axonilor.
Și există
și multe alte proteine.
Deci, cu orice alungire, ceea ce
studiem a fost anatomia.  Am
văzut că au crescut rapid,
80 până la 100 de microni într-o oră.  S-
ar putea să nu
ți se pară atât de rapid.
Este aproximativ 2 milimetri pe zi.
Dar pentru o celulă mică,
asta e destul de rapid.
În cazul în care tu... este un micron.
Este o literă greacă mu.
Dar pentru că nu m-am obosit să
pun litera greacă, nu sunt...
așa că folosesc doar u.
Deci 80 până la 100 de microni pe oră,
aproximativ 2 milimetri pe zi.
Și în acel stadiu de creștere,
când apar din ce în ce mai mulți axoni
în tract, aceștia
cresc unul împotriva celuilalt.
Ele formează un mănunchi sau o panglică.
Numim asta fasciculație.
Dacă sunt fasciculați,
formează fascicule, se grupează
.
Și sunt în mare parte neramificate.
Și au asta--
în timpul alungirii, au
aceste umflături și filipodii
care apar.
Este aproape ca și cum întregul
axon ar fi un con de creștere.
Pentru că au... deși
există un con de creștere mai activ
la sfârșit, au multe
filipodii mici pe parcurs.
OK, așa că vorbim doar
despre acel vârf, această zonă.
Asta e alungirea.
Și atunci când
aroborizează, încetinesc.
Și calculele mele pentru
tractul optic al hamsterilor
și corpul [INAUDIBIL]
când se arborează,
unde cresc cu aproximativ o
zecime din ritm, acum aceasta este
rata medie pentru
un grup de exoni.
Deci [INAUDIBIL]
rata reală a unui exon individual
nu este ceea ce am
putut măsura.  De
asemenea, știm că atunci când
cresc așa,
nu se strâng.
Ele cresc separat.
Ei stau departe unul de celălalt.
Ei se
spațează astfel încât să
nu fie fasciculați
de ramificarea lor.
Ei trec prin
multe ramuri.
Deci, în timp ce unul-- în
alungire, ei
susțin un singur con de creștere.
Când arborizează,
același axon
poate susține
multe conuri de creștere.
Poate de aceea încetinesc.
Și apoi știm că este
larg răspândit, multă ramificare.
Dar ramurile
sunt mai degrabă rudimentare.
Și apoi mai târziu vocalizează.
Ei cresc în principal într-un loc,
iar pe celelalte le pierd, OK.
Și în acea perioadă de
formare timpurie a ramurilor,
puteți obține ramuri care apar
în locuri în care axonul
nu se va termina mai târziu.
Și uneori chiar par să
crească foișoare acolo,
dar apoi sunt retrase.
De exemplu,
tractul optic va
crește în
nucleul posterior ventral.
Aceasta este o
structură somatosenzorială,
dar nu se termină
acolo în mod normal.
Ei cresc înăuntru,
apoi se retrag.
Nucleul lateral posterior primește
o mulțime de axoni în dezvoltare,
mult mai puțini la adult.
Primește câteva.
Obișnuiam să credem că
nu au primit niciunul.
Dar cu
metodele sensibile,
vedem câteva acolo, dar
multe altele în dezvoltare.
Și apoi a fost
descoperit de Inocenti,
un neurolog italian care
lucrează în Elveția,
că acest lucru se întâmplă în
conexiunile transcorticale,
la pisică și,
probabil, la toate mamiferele,
unde se
formează conexiuni tranzitorii întregi
și apoi dispar.
Uneori formează de fapt
conexiuni sinaptice
în structuri din care
apoi se retrag.
Și alteori, sunt
doar aceste mici
colaterale tranzitorii, așa cum ți-am
arătat pentru tractul optic.
Și atunci când are
loc acea vocalizare, atunci

harta topografică devine mai precisă.
Există o topografie brută
chiar și la început,
când
încep să arboreze.
Dar apoi devine mai
precis pe măsură ce se focalizează.
Vom începe de acolo data viitoare.