Agyfejlődési idővonal emlősfajokhoz

Agyfejlődési idővonal emlősfajokhoz
Agyfejlődési idővonal emlősfajokhoz
Anonim

ITHACA, N.Y. – A Cornell Egyetem neurobiológusainak egy csoportja kilenc emlősfaj esetében modellezte le az agy fejlődésének kulcsfontosságú mérföldköveit, a hörcsögöktől az emberekig. Meghatározták például a fogantatás utáni időpontot, amikor a szem retináját alkotó sejtek kialakulnak. A neurobiológusok nagyjából azt találták, amit vártak – a szekvencia és időzítés evolúciósan konzervált mintáját. De találtak néhány érdekes kivételt is, például azt a felfedezést, hogy az emberi agy viszonylag fejlett a születéskor.

A kutatók azt remélik, hogy pontosan tudva, hogy a rágcsálóagy fejlődése hogyan fordítható át más fajokra, csökkentheti a kutatáshoz szükséges magasabb állatok számát, és a transzgénikus egereket még értékesebb állatmodelljévé teheti az orvosbiológiai kutatásokban.És mivel az agy (idegrendszeri) fejlődésének mérföldkövei rendkívül konzisztensek az emlősöknél, a kutatók matematikai modellje képes kitölteni az üres helyeket egyetlen fajnál, a Homo sapiensnél, ahol a kísérletezés elképzelhetetlen.

A modell egyik termékéről – 95 idegi fejlődési mérföldkőről a hörcsögök, patkányok, egerek, tüskés egerek, görények, macskák, majmok és emberek számára – beszámol a Neuroscience 2001. júliusi száma (105/1. kötet, pp. 7-17) Barbara Clancy, Richard B. Darlington és Barbara L. Finlay, Cornell Pszichológiai Tanszékének munkatársa.

"Örülünk, hogy ez a modell javítani fogja az agyfejlődés mérföldkövek időzítésének becslését, különösen az emberek esetében" - mondja Clancy, a biopszichológia posztdoktori munkatársa. "Ez azt is lehetővé teszi, hogy a jól tanulmányozott patkányokra vonatkozó adatokat alkalmazzák a közelmúltban egereken végzett genetikai vizsgálatok során.

A modell az idegi események sorrendjének és relatív időzítésének megdöbbentő stabilitása miatt működik számos emlősfajnál, beleértve az emberi csecsemőket is.Bár meglehetősen nehézkes testük álcázhatja ezt, a modell azt mutatja, hogy az emberi csecsemők agya születéskor viszonylag fejlett.

Ez legitimál valamit, amivel sok újdonsült szülő mindvégig kérkedett – a baba valóban elég koraszülött." Clancy azonban azt mondja: "Kicsit csalódottak vagyunk amiatt, hogy bizonyos események, amelyeket mi emberek fontosnak tartunk, csak nem elfér. Reméltük, hogy az emlősmodell segítségével tanácsot adhatunk, hogy az emberek mikor válasszák le a kicsiket, de nem volt szerencsénk. Ha az emberek az agyfejlődés által megszabott időutat követnék, akkor a születés után azonnal elválasztanánk kicsinyeinket, és persze gyerekeinknek más elképzeléseik is vannak."

Az "elválasztási probléma" valószínűleg az emlősök fejlődésének egy másik sajátosságához kapcsolódik, Clancy megjegyzi: Az idegi fejlődési események sorrendjéhez viszonyítva a terhességhez és a születési dátumokhoz szükséges idők "mindenhol a térképen, vagy inkább, az egész naptárban."

Egyes emlősfajták nyitott szemmel születnek, míg mások csak a születés után órákkal vagy napokkal tudják kinyitni a szemüket – mondja, és egy olyan példát említ, amely mindenki számára ismerős, aki csecsemőt és cicát nevelt.

Az egyetlen másik esemény, amely nem illeszkedik a fejlődési mintákhoz, a Cornell neurobiológusok jelentése szerint a szinapszisok (az agysejtek kommunikációjának csomópontjai) képződésének hatalmas felfutása, amely esemény közvetlenül a születés előtt kezdődik főemlősök agyának fejlődése, beleértve az embereket is.

Minden más mérföldkő esemény esetében a modell pontosan "megjósolta" a fogantatás utáni (PC) időt, ahol a PC-idő az állatokkal végzett tényleges kísérletekből ismert volt. (Az ismert tények pontos előrejelzése a matematikai modellek kritikus tesztje. A modell korrelációja az előrejelzések és az ismert tények között 0,9900 volt, ami egy majdnem tökéletes kapcsolat, ami nagy pontosságot jelez.)

Például az amygdala (az agy halántéklebenyének elülső részének, az érzelmekben, például a félelemben részt vevő mandula alakú szakasz) PC-s fejlődési csúcsidejét a Cornell-modell 14,3 napra jósolta. patkányokban, míg a korábbi kísérletek az amygdala fejlődését 15 napra teszik.Hasonlóan pontos előrejelzéseket találtak az amygdala fejlődésére vonatkozóan két másik alaposan tanulmányozott fajnál, az egereknél és a makákómajmoknál.

Azokra a fajokra vonatkozóan, amelyeknél nem állnak rendelkezésre kísérleti adatok az agy ezen részével kapcsolatban (beleértve a hörcsögöket, nyulakat, görényeket, macskákat és embereket), a modell az összes emlős általános fejlődési mintája alapján előrejelzéseket készített. Így a Cornell-modell szerint az emberi magzat amygdala sejtfejlődésének csúcsideje körülbelül PC 50 nap kell, hogy legyen – bár egyetlen etikai tudós sem végezne kísérleteket ennek az előrejelzésnek a megerősítésére.

"Ez a statisztikai tudomány szépsége és ereje" - mondja Darlington. "Mivel az emlősök evolúciója során az idegi fejlődés szekvenciáját és időzítési mintáját megőrizték, egyetlen állatot sem áldoztak fel az adatok összeállításához.

Ez a modell nagyon is azt eredményezheti, hogy kevesebb állatot használnak fel a kutatásban, és nem lesz szükség emberkísérletekre ahhoz, hogy jobban megértsük saját idegi fejlődésünk eseményeit, amelyekről tudnunk kell."

Az új modell egy matematikai egyenlet eredménye, amelyet 1995-ben Darlington, viselkedési statisztikus és pszichológiaprofesszor, valamint Finlay, a Cornell Pszichológiai Tanszék professzora és elnöke határoz meg és jelentett először. Most a modellt bármely idegtudós felhasználhatja arra, hogy az idegi fejlődés mérföldköveinek előrejelzését bármely más emlősfajra kiterjeszthesse.

"Sajnos, ezzel a modellel nem tudjuk megoldani az örökkévaló kérdést: hány éves ez a kutya?" Finlay azt mondja. "De ha ad egy percet, pontosan meg tudjuk mondani, mikor jelenik meg a magzati kutya amygdala."

Kapcsolódó világméretű webhelyek:

o Neuoscience folyóirat:

o Cornell Pszichológiai Tanszék:

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Speciális patkók mérik a lovak gyorsulását, értékelik a rehabilitációs módszereket
Olvass tovább

Speciális patkók mérik a lovak gyorsulását, értékelik a rehabilitációs módszereket

A lovak leggyakrabban elszenvedett sérülései a lovasok által kifejtett nyomásból származnak, és annak ismerete, hogy a lovak mozgása milyen erőket fejt ki, rendkívül hasznos lehet az ilyen sérülések kezelésének mérlegelésekor. A Wageningeni Egyetem tudóscsoportja Johan van Leeuwen professzor vezetésével tanulmányokat végzett a különböző lovas technikák előnyeiről a sérülések kockázatának csökkentésében, valamint a lovak rehabilitációs módszerének előnyeiről.

Zöld megoldás a bioüzemanyag-termelésre: Növényekből származó enzimek
Olvass tovább

Zöld megoldás a bioüzemanyag-termelésre: Növényekből származó enzimek

Az alternatív tüzelőanyagok növényi anyagokból történő előállítására irányuló jelenlegi törekvések mellett olyan enzimekre van szükség, amelyek ezt az anyagot hasznosítható vegyületekké bontják le, ipari mennyiségben és alacsony költséggel. A Texas A&M Egyetem tudósainak egyik csoportja megoldást talált:

Smithsonian Coral Biodiversity Survey of Panama Gyöngyszigetek
Olvass tovább

Smithsonian Coral Biodiversity Survey of Panama Gyöngyszigetek

A Smithsonian Tropical Research Institute kutatói és munkatársaik átfogó felmérése a panamai Las Perlas-szigetcsoport korallok biológiai sokféleségéről világos védelmi ajánlásokat eredményezett egy új part menti kezelési tervhez. "A Las Perlas szigetcsoport természeti erőforrásainak védelmére vonatkozó stratégiák értékeléséhez alapvető információkat gyűjtöttünk össze a korallfajok elterjedésével kapcsolatban.

Az amerikai korallzátonyok fele „rossz” vagy „tisztességes” állapotban van, NOAA jelentése szerint
Olvass tovább

Az amerikai korallzátonyok fele „rossz” vagy „tisztességes” állapotban van, NOAA jelentése szerint

Az Egyesült Államok joghatósága alá tartozó korallzátonyok állapotáról szóló új NOAA-elemzés szerint az Egyesült Államok korallzátonyok ökoszisztémáinak csaknem fele „rossz” vagy „megfelelő” állapotban van. A július 7-én kiadott jelentés, Az Egyesült Államok és a csendes-óceáni szabadon társult államok korallzátony-ökoszisztémáinak állapota:

Fiatalkori delfin életveszélyes törmeléktől megszabadulva
Olvass tovább

Fiatalkori delfin életveszélyes törmeléktől megszabadulva

A Délkeleti Regionális Tengeri Emlősök Stranding Hálózatának tagjai kedden sikeresen eltávolították a fekete gumiszíjat, amelyet egy fiatal palackorrú delfin feje köré tekert, elkerülve ezzel az életveszélyes sérülést. Összehangolt erőfeszítéssel a NOAA és a hálózat tagjai megtalálták a fiatal delfint a Wilmington folyóban, amely a tengerparton belüli vízi út része Savannah (Ga.

A madarak éjszaka együtt vándorolnak szétszórt állományokban, egy új tanulmány szerint
Olvass tovább

A madarak éjszaka együtt vándorolnak szétszórt állományokban, egy új tanulmány szerint

Egy új elemzés szerint a madarak nem repülnek egyedül éjszakai vándorláskor. Egyes madarak legalább együtt maradnak vándorútjukon, és akkor is együtt repülnek, ha legalább 200 méteres távolságra vannak egymástól. Az Illinoisi Egyetem és az Illinois Natural History Survey kutatói által készített tanulmány júliusban jelenik meg az Integrative and Comparative Biology folyóiratban.

Az egyszerű életforma 700 millió évvel korábban létezhetett, mint azt korábban gondolták
Olvass tovább

Az egyszerű életforma 700 millió évvel korábban létezhetett, mint azt korábban gondolták

A földi élet kezdetének elfogadott időkeretét most megkérdőjelezi a Curtin Műszaki Egyetem vezette tudóscsoport, miután a nyugat-ausztráliai Jack Hillsből származó gyémántokban megtalálta a legkorábbi életformák kulcsfontosságú mutatóját. A Jack Hills-i cirkonkristályok belsejében rekedt 4,2 milliárd éves gyémántok a Föld szénének legrégebbi ismert mintái.

A tudósok három dimenzióban integrálják az adatokat, hogy tanulmányozzák a fiatal halakra gyakorolt ​​éghajlati hatásokat
Olvass tovább

A tudósok három dimenzióban integrálják az adatokat, hogy tanulmányozzák a fiatal halakra gyakorolt ​​éghajlati hatásokat

A felszínről nézve a New Jersey északi részének és a New York állambeli Long Island partjainál lévő két óceáni terület ugyanúgy néz ki. A NOAA tudósai szerint azonban a négy négyzetmérföldes foltok nem is különbözhetnek egymástól, mivel valós idejű víz alatti képeket és környezeti adatokat tekintenek meg, hogy megpróbálják kitalálni, mi él ott, és hogyan befolyásolja a klímaváltozás a tengeri élővilágot, különösen a nagyon fiatal halakat.

A szén-dioxid megkötésére vonatkozó ösztönzők nem védik a fajokat
Olvass tovább

A szén-dioxid megkötésére vonatkozó ösztönzők nem védik a fajokat

Az oregoni Willamette-medencében lévő vidéki földtulajdonosok fizetése a veszélyeztetett állatok védelméért nem feltétlenül jelenti azt, hogy az újonnan megőrzött fáik és növényeik több szenet fognak felszívni a légkörből, és fordítva – állapította meg egy új tanulmány.

Kína programjai célja a környezet helyreállítása és az emberek megsegítése
Olvass tovább

Kína programjai célja a környezet helyreállítása és az emberek megsegítése

A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent új kutatás szerint A világ két legnagyobb környezetvédelmi programja Kínában általában sikeres, bár a kulcsfontosságú reformok a világ többi részének modelljévé alakíthatják őket.