1.Наличие мутаций в гене,экспрессирующих белки,ответственных за нейроиндукцию.

2.Нарушение самоорганизации-не формируется нужные мозговые структуры.

Постмодификации головного мозга:идет процесс созревания-образуется большое количество синаптических связей.В зависимости от возраста мозговая активность может варьировать-в более молодом возрастает,а в старости-угасает. Теперь, как вы можете себе представить, так как эти силы взаимодействуют, есть возможность, к сожалению, для вещей, чтобы пойти наперекосяк. Ну, существуют различные способы, в которых эти основные механизмы развития может пойти наперекосяк в развитии мозга. Там могут быть мутации генов, которые влияют на эти генетические инструкции считываются, как гены транскрибируются и как молекулы информационной РНК транслируются в белки, а затем, как эти белки фактически обработаны и вставлены, где когда-либо функциональная роль случается требовать их присутствие. Есть также, взаимодействие между клетками, которые передаются через эти механизмы деятельности на основе, которые несут ответственность за самоорганизующихся сетей в головном мозге. И, ну, самоорганизация, кажется, удивительно устойчивым по отношению к возмущениям. Можно себе представить, что самоорганизация мозга может быть вынужден в какой-то другой, какое государство или какой-либо иной вид динамической системы в зависимости от взаимодействий, возможно, с молекулами, присутствующими в окружающей среде, которые могли бы осуществить, как генетические инструкции разыгрываются. И тогда, наконец, можно представить себе, что сенсорный опыт двигателя может быть важным в более поздних стадиях развития мозга и в самом деле, возможно, по всей продолжительности жизни, как переживания тела начинают обратную связь по структуре и функции человеческого мозга. И, я думаю, что мы узнали из различных, источников является то, что сенсорный опыт двигатель может сократить в обоих направлениях. Это может быть полезным. Это может способствовать созреванию нервной системы, или он может быть вредным. Это может усилить функциональное нарушение. Ну, это темы, которые я хочу постепенно разворачиваться, но я, я хочу, чтобы получить их там перед вами, как мы начинаем это рассмотрение развития нервной системы и, как изменения нервной системы на протяжении всей жизни. Хорошо, так, что я хотел бы сделать сейчас говорить о ранних этапах формирования нервной системы, которая в значительной степени будет отражать экспрессию генетической спецификации в развивающемся мозге.

3 видео

Гаструляция-путем инвагинации бластомеров.В итоге образуются 3 зародышевые листка(экто,эндо,мезодермы).Затем происходит формирование значимой структуры-хорды-производной мезодермы.

Ну история развивающейся нервной системы на самом деле начинается с этого процесса, который мы называем гаструляции. Так гаструляция относится к инвагинации развивающегося эмбриона на стадии, которую мы называем бластулы. И этот процесс инвагинации в бластулы производит три основных зародышевых листков. И эти зародышевые слои эктодерма, самый внешний слой, мезодерма, или мезодерма, которая является средний слой, а затем эндодермы, что внутренняя из этих трех слоев. Это фундаментальное событие развивающегося эмбриона, и это создает почву для формирования нервной системы. Теперь одна очень важная структура, которая формируется на данном этапе развития является то, что называется хорда. Теперь, хорда длинный, палочковидные структуры, которая является производным от мезодермы. И здесь, если мы делаем поперечное сечение этого развивающегося эмбриона, будет видеть хорды здесь, в этом центре резки поперечное сечение.

Хорда.в ней находится стержень подобная структура,образованная эктодермой(из дистальной части формируется нервная пластинка,дающая начало толстому кишечнику).Нейруляция-смыкание желоба.Таким образом,появляется нервная трубка,часть которой дифференцируется в спинной мозг,а часть в головной.

Итак, что же особенного хорды? Ну, я скажу больше о том, что, как мы продвигаемся и говорить о индуктивной сигнализации. Но хорда отвечает за передачу из химических сигналов, которые взаимодействуют с этим эктодермы, которое закрывает этот стержень-подобную структуру, которая проходит по всей длине зародыша. И эти химические сигналы вызывают изменения и судьбы эктодермы, что этот хорду перекрывает. Этот регион этого эктодермы дифференцируется в эпителий толстой кишки, которую мы называем нервной пластинки. И эта нервная пластинка, а иногда мы называем его neuroectoterm начнется процесс формирования всей центральной нервной системы. Так что хорда отвечает за уменьшение дифференциации от нервной пластинки. Я хотел бы также отметить, что хорда помогает установить нашу главную ось ориентации в развивающемся эмбрионе. Хорда формы в более дорсальном положении в развивающемся эмбрионе. Теперь мы будем называть его гаструлы. И поэтому наличие хорды помогает нам найти то, что является спинные против того, что является вентральной. длина хорды устанавливает переднюю к задней оси развивающегося эмбриона. И тот факт, что это середина линии структура помогает определить ось от медиальной к боковым, очевидно, в обоих направлениях. Таким образом, присутствие хорды помогает определить двустороннюю ось симметрии в развивающейся нервной системе. Ну следуя гаструляции и развитием хорды и началом индуктивной сигнализации, которая образует нервную пластинку, следующим важным этапом генезиса эмбриона называется нейруляция. Нейруляция определяется начальной стадии формирования нервной системы. А что происходит в нейруляции, что нервная пластинка начинает подниматься вверх в его боковые края. И начинает закрыть в процессе, который будет образовывать трубку из этой нервной пластинки. Таким образом, это начинается с формирования паза, который запускает кпереди длины задней части эмбриона как раз над хордой. И, как стены этой нервной трубки начинают расти, они начинают приходить вместе вдоль средней линии спины. И мы видим, что процесс просачивалось в течение, недели, три на четыре недели в, человеческого эмбриона генеза. Здесь мы переходим немного дальше, и мы можем видеть, что теперь нервная трубка фактически закрыта под этим над лежал эктодермы. И есть прогрессивное закрытие этой нервной трубки, которая начинается недалеко от центра этой развивающейся нервной трубки, а затем проходит наружу во внутренние и задней стороны. Так что этот процесс продолжается и сейчас мы в, а в четвертой неделе жизни эмбриона. И у нас есть передний конец и задний конец этой развивающейся нервной трубки постепенно закрытия. Передний конец этой развивающейся нервной трубки собирается сформировать мозг и остальную часть его длины, весь путь вплоть до задней оконечности собирается сформировать спинной мозг.

Индуктивная сигнализация.Хорда вырабатывает определенные химические вещества,вызывающие морфогенные изменения нервной пластинки.Причем есть наиболее чувствительные регионы-так называемые зоны перекрытия хорды и нервной пластинки,и сигнал полученный в эту точку начинает активно ,распространяться и провоцирует нервную пластинку к образованию складок и в итоге невной трубки.Такие зоны перекрытия имеются также на спинальной части и в области формирования нервного гребня. Теперь я хотел бы вернуться к этой концепции индуктивной сигнализации, и сказать немного больше об этом. Потому что на этом этапе эмбрионального генеза, нейруляция, что индуктивные сигналы, полученные из хорды так важны. Для определения многих важных областей этой развивающейся нервной трубки, которая заложила основу для дальнейшей дифференциации в мозг и спинной мозг. Так что, если мы резервное копирование только немного в нейруляции, поэтому здесь слева есть складки нервной пластинки начинают собираться вместе, чтобы сформировать нервную трубку. И хорда порождая этих химических сигналов, которые вызывает эти морфогенные события в этой вышележащих нервной пластинки. Но в дополнение к просто вызывая складывание этой нервной, ну я не должен просто сказать, что это действительно удивительный подвиг в развитии. Это такая вещь, что произойдет, но в дополнение к индукции образования этой трубы, хорда также порождая сигналы. Это уточняют некоторые конкретные регионы и один конкретный регион является та часть нервной пластинки, которая непосредственно перекрывает хорду. Это становится регионом, который мы называем плиты перекрытия. И это становится весьма важным, так как оно, в свою очередь, приводит к появлению индуктивных сигналов, которые будут воздействовать на окружающий часть этой нервной трубки. Теперь есть еще один особый регион, который реагирует на индуктивные сигналы, и что находится на спинной стороне этой развивающейся нервной трубки. Мы называем это кровельный лист, и потолочная панель будет приводить к сигналам, которые будут влиять на спинной аспект этого эпителия, который формирует стенки нервной трубки. И еще одна область, я хочу, чтобы выделить для вас является то, что в гребне этой складной нервной трубки, которая начинает собираться вместе, есть специальная популяция клеток здесь. То, что мы называем нервного гребня.

Клетки нервного гребня начинают активно мигрировать,они подвергаются воздействию различных химических факторов, поэтому дифференцируются не специфично-одни в хромофинные клетки и меланоциты,другие в спинальные ганглии,а также клетки висцерального отдела порно-двигательного аппарата.Фрмируют периферическую НС.

И нервный гребень будет фактически отщипывать от полей этой нервной пластинки как нервной трубки формируется. И нервный гребень заканчивается сидит только вдоль спинной и боковых краев нервной трубки, как только что трубка сформирована. Теперь нервный гребень является источником множества различных типов клеток, которые получены из него. клетки начинают дифференцироваться, и они начинают мигрировать из этой области нервного гребня. И поскольку они мигрируют прочь, они подвергаются химические сигналы от соседних структур в мезенхимы, так и в производных мезодермы, таких как эти сомитов, что мы видим здесь, сидя только сбоку от нервной трубки. Таким образом, так как эти клетки мигрируют от этого спинной боковой нервного гребня. они подвергаются воздействию всех видов сигналов, которые генерируют богатое разнообразие потомства этих нервных гребней. И эти потомки включают в себя как нейроны, а также не-нервных структур. так, вот только, краткий пример некоторых из производных этого нервного гребня. Таким образом, нервный гребень про-генеративных клеток может быть под влиянием различных факторов, чтобы сформировать наши сенсорные нервы, которые мы находим в структурах, как спинальных ганглиях. Другие сигналы могут вызывать образование периферических клеток висцерального опорно-двигательного аппарата. И так, что будет включать в себя наши ганглиозные нейроны, которые вмешиваются в наши висцеральной ткани. так что, по существу, весь периферической нервной системы, в том числе и энтеральной нервной системы, происходит от нервного коры. И, как я уже говорил, также не-нейронные структуры, которые вытекают из нервных гребней, таких как хромафинных клетки и меланоциты и другие, которые не показаны здесь.

Вывод: индуктивный сигнал- способность клетки или ткани влиять на судьбу соседних клеток в процессе развития путем синтеза и секрецией химических веществ. В настоящее время этими химичкскими веществами являются либо стероидные гормоны или пептидные гормоны, таким образом, они оказывают влияние на транскрипцию генов в клетках. Экспрессия этих индуктивных сигнальных молекул становится решающим для правильного формирования мозга.

Теперь, как все это сделано, как это возможно? Ну, возможно, из-за индуктивной сигнализации. Если я смогу вернуться к этому снова и слайд просто выделить средства, с помощью которых эти сигнализации взаимодействия. Итак, я уже упоминал хорда является очень важным источником индуктивной сигнализации. донной и roofplate становятся важными источниками индуктивных сигналов. Как сделать сомиты и эти клетки мезенхимы, через который нервные производные гребня должны мигрировать. Таким образом, просто чтобы быть ясно, я выделил для вас в раздаточном материале, что я имею в виду индуктивных Сигналиации, поэтому позвольте мне просто обратить ваше внимание на это. Таким образом, индуктивный сигнализации является способность клетки или ткани, чтобы влиять на судьбу соседних клеток в процессе развития путем синтеза в секреции химических сигналов. В настоящее время эти химические сигналы являются либо стероидные гормоны или пептидные гормоны, таким образом, они оказывают влияние на транскрипцию генов в клетках. То, что они взаимодействуют с. Точные сроки экспрессии этих индуктивных сигналов становится решающим для правильного формирования develping мозга. Так что же мы увидим, что для того, чтобы правильно сформировать нервную систему. Эти индуктивные сигналы должны быть включены и выключены в очень точной шаблон как в пространстве внутри эмбриона. Но и с точки зрения времени развития. И все это регулируется сложным образом, что мы только сейчас начинаем понимать. И опять же, это при условии испытательного срока, который может производить различные формы дефектов в развивающемся головном мозге, так как индуктивные сигналы могут быть либо заблокированы.

4 видео

Но теперь, что я хотел бы сделать, это обратить внимание на крупномасштабных событий, которые составляют структуру мозга взрослого человека, так как теперь вы пришли, чтобы понять это. Как мы работали через ранние единиц этого курса. Итак, как же это, что мы можем перейти от простой трубки к этой удивительной структурой, что теперь вы пришли к пониманию, как взрослый формы человеческого мозга? Трудно смотреть на это, не так, и представьте себе, что на каком-то раннем этапе развития этот мозг был простой трубки? Но, на самом деле, это так. Итак, что я хотел бы для вас, чтобы быть в состоянии сделать, это подумать о то, что вы знаете об анатомии взрослого формы человеческого мозга, и связать его обратно к более простым формам, которые вырабатываются в эмбриональной жизни. Хорошо, хорошо, чтобы попасть туда, давайте просто посмотрим на развитие головного мозга и спинного мозга в очень широком смысле, как если бы мы смотрели на это с довольно макроскопической точки зрения.

Клетки нервной трубки пролиферируют и в последствии дифференцируются, что приводит к образованию определенных вздутий,из которых в последствии образуются передний мозг,средний мозг и задний мозг.

Ну, что я хотел бы показать вам ряд иллюстраций, которые показывают различные преобразования, регионов этой нервной трубки, которые приводят к возникновению определенных частей этого головного мозга взрослого человека, что теперь вы знаете что-то о. Ну, на правый, у нас есть иллюстрации, в схематичной форме нашей нервной трубки. И так это довольно простое представление этой трубки, но мы "повторно на самом деле показывает только передний конец этой трубки. Слева мы имеем картину развивающегося эмбриона. Таким образом, здесь есть зародыш, на довольно ранней стадии в развитии, вероятно, около четырех недель или около того, пять недель. И то, что мы находим в том, что развивающийся эмбрион имеет форму, которая выглядит нечто вроде, как тростник, как наш учебник описывает. Я надеюсь, что вы не обижаться на это. Это позвоночное жизнь в конце концов, и представление, человеческой жизни. Но то, что мы находим это форма, которая отражает некоторые morphegenic события, которые начинают происходить, в переднем конце этой развивающейся нервной трубки. То, что я имею в виду морфогенного события, является дифференциальная пролиферация клеток, что причиной этой простой нервной трубки, чтобы начать, чтобы выпуклость в определенных местах, чтобы согнуть в других, или сжиматься. И, что мы находим это формирование по существу три принципа увеличенных, в передний конец этой нервной трубки. самый передний из этих увеличенных мы называем переднего мозга. Так переднего мозга можно найти здесь, на переднем конце нервной трубки. И если мы видим, этот тростниковый-образную форму, это, это в конце ручки трости, так прямо в этом регионе. И это то, что переднего мозга будет продолжаться, чтобы сформировать головной мозг, полушарий головного мозга. Так что передний мозг, первый мозг. Вот почему мы называем его переднего мозга. Так только за переднего мозга, мы имеем середину этих трех вздутий, и мы называем это средний мозг, а это значит, средний мозг. Так что этот средний мозг будет продолжаться, чтобы сформировать то, что мы называем среднего мозга. А потом, наконец, третий из этих вздутий только хвосту или к хвосту. за мезенцефалона называется ромбовидный мозг. И ромбовидный мозг, что мы называем заднюю мозг. Таким образом, ромбовидный мозг будет это относительно протяженной прямая часть в верхней части тростника-образную форму этого развивающегося эмбриона

.

Передний мозг в последствии подразделяется на диэнцефалон и телэнцефалон.Из телэнцефалона формируются юольшие полушария,а из диэнцефалона формируются оптические пузыри(формируются зрительный нерв и сетчатка).Ученый утверждает,что зрительный нерв не нерв вообще,а расширение головного мозга.

А потом хвостового или кзади от ромбовидный мозг, у нас есть спинной мозг, который будет принимать форму. Таким образом, эти три основных подразделения идти дальше в развитии. И они начинают далее подразделить, в частности переднего мозга и ромбовидный мозг. Так переднего мозга начинает делиться на два основных подразделения, в диэнцефалона и телэнцефалоне. Телэнцефалона начнет формироваться эти крупные пузырьки, которые будут продолжать расширяться и доминировать на развитие нервной системы. Таким образом, эти везикулы конечного мозга то, что приведет к возникновению больших полушарий головного мозга. Диэнцефалона, тем временем, испытывает свои собственные интересные изменения. Диэнцефалона начнет формировать эти outpockets, что мы называем оптические везикулы. А зрительный пузырек, что будет выходить, чтобы сформировать нервные элементы глаз, в частности сетчатку. И, конечно же, как я уже говорил, когда мы изучали зрительную систему, сетчатка может поэтому рассматриваться как, на самом деле часть мозга. И связь между сетчаткой, а остальная часть промежуточного мозга, на самом деле отражает его эмбриологическую историю. Поэтому зрительный нерв миелиновые по олигодендроцитов, глиальных клеток, что делает миелин в центральной нервной системе. И вот почему, с одной точки зрения, мы могли бы утверждать, что зрительный нерв на самом деле не нерв вообще. Это расширение головного мозга. Хорошо, давайте двигаться дальше и кратко рассмотрим, что происходит с мезенцефалона. Таким образом, средний мозг, что средний мозг.

В среднем мозге образуется так называемый Понцианский прогиб-от которого в ростральном направлении формируется средний мозг(мост и мозжечок),а в каудальном-продолговатый мозг.Второй триместр беременности-головной мозг напоминает головной мозг взрослого человека. Развиваются кора головного мозга,серое вещество,базальные ганглии.С диэецефалона формируется промежуточный мозг -таламус и гипоталамус. Поэтому зрительный нерв миелиновые по олигодендроцитов, глиальных клеток, что делает миелин в центральной нервной системе. И вот почему, с одной точки зрения, мы могли бы утверждать, что зрительный нерв на самом деле не нерв вообще. Это расширение головного мозга. Хорошо, давайте двигаться дальше и кратко рассмотрим, что происходит с мезенцефалона. Таким образом, средний мозг, что средний мозг. Это разделение развивающейся нервной трубки, которая, кажется, не меняется так много по сравнению с остальными. Это не обязательно увеличиваются в размерах пропорционально. а также не дифференцируются или поделить дальше каким-либо существенным образом. Так что просто каудально, что средний мозг, то это лань мозга, ромбовидный мозг. И ромбовидный мозг на самом деле начинают показывать некоторые интересные дифференциацию. там начинает быть изгиб в верхней части этого тростника, как ручки, и что мы называем Понцианские прогиб. И этот прогиб начинает различать два принципиальных компонентов ромбовидный мозг. В более ростральной направлении, у нас есть задний мозг. А потом, более каудально, как раз позади этот прогиб является продолговатого мозга. Таким образом, задний мозг, что будет продолжаться, чтобы сформировать Понс и весь мозжечок. Продолговатого мозга образует продолговатый мозг. Так что давайте продвигаться еще один этап в эмбрион генеза. Так что теперь мы хорошо во втором триместре беременности. И мы начинаем видеть нервную систему, которая напоминает то, что вы пришли к пониманию в виде взрослого. Таким образом, вид развивающегося мозга, на данный момент, очевидно, доминирует полушарий головного мозга. Так что это, конечно же, конечный мозг. И если мы должны были смотреть на это в переднем мозге поперечном сечении, то, что мы видим, не только внешняя кора головного мозга развивается в этом пузырьке конечного мозга. Но кроме того, мы бы увидели глубокую серое вещество. И это глубоко серое вещество, конечно, базальные ганглии. Ну, не видно снаружи, но присутствует и видимый в поперечном сечении, является то, что производная от переднего мозга, который немедленно каудальнее телэнцефалона. И то, что я имею в виду, конечно, является диэнцефалона. И это промежуточный мозг начинает различать, в таламус, который найден дорсальнее. И тогда не видел на этом уровне, более вентральной, и немного кпереди, будет гипоталамус. Так что с диэнцефалона, мы получаем таламуса и гипоталамуса.

Из мезэнцефалона формируются мост,мозжечок и продолговатый мозг,от которого начинает развиваться спинной мозг.Спинномозговой канал берет свое начало в области 3 и 4 желудочков. И потом, если мы выглядели немного глубже, и не показано в этом конкретном поперечном сечении, мы увидим мезенцефалона. Который теперь полностью затмевается расширение переднего мозга и к телэнцефалоне и diancephalon. И только каудально к этому мезенцефалона, мы увидели бы, рядом, производные от ромбовидный мозг, или задней мозга. И эти производные будут наиболее очевидно, мозжечок, а та часть ствола мозга, к которым она наиболее тесно связаны, и это было бы мосте. Вместе Понс и мозжечок затем являются задний мозг. И тогда мы начинаем видеть красиво формы продолговатом мозге, который представляет собой переходная область между отделами ствола мозга и верхних сегментов спинного мозга. Который, конечно же, что потом проходит вниз позвоночный столб развивающегося плода. Ну, что я хотел бы для вас, чтобы быть в состоянии сделать это, чтобы рассказать эту историю главных событий, которые формируют формирование головного мозга. А чтобы быть в состоянии связать мозговые структуры взрослых, что теперь вы пришли распознавать и знать кое-что об их структуре и их физиологии. Я хочу, чтобы иметь возможность связать эти производные обратно к эмбрионального мозга. И я хочу, чтобы вы включить в этой дискуссии соответствующие желудочковые пространства. Так что, надеюсь, мы начинаем вместе взятые ваше понимание анатомии нервной системы человека эта эмбриологическая структура будет на самом деле пришел, чтобы помочь вам. Так, например, если вы смотрите на поперечном сечении через мозг, и вы не совсем уверены, что вы смотрите на, возможно, вы будете помнить, что вы видите рядом с дорсальной сечения на самом деле очень узкий канал, что позволяет потоку спинномозговой жидкости от третьего до четвертого желудочка. Вы можете вспомнить, что это водопровод мозга. И это было бы отличительной чертой среднего мозга. Так видя водопровод мозга является одним из способов, чтобы определить, какой тип раздела через ствол мозга вы можете быть проверки.

Развитие височной доли является важным аспектом развития мозга человека.Формируется важнейший компонент базальных ганглиев хвостатое ядро.

Что ж, имея понимание эмбриогенеза поможет вам понять, почему боковые желудочки показать, где они делают. Боковые желудочки присутствуют как вдоль спинной части головного мозга, но и вниз, в височной доле, и даже простирающийся обратно в затылочной доле. И, развитие височной доли является важным аспектом развития мозга человека. И, я думаю, что вы пришли к пониманию, что есть определенные структуры, в дополнение к боковой желудочек, таких как хвостатое ядро. Компонент базальных ганглиев, которые тянут вниз и кпереди в этой развивающейся височной доли. Таким образом, имея эту эмбриологическую структуру. Зная, где вещи пришли, может быть отличным помощником вам в понимании вашей признательности, вашей точки зрения анатомии мозга человека. Ну, если вы еще не сделали этого, я призываю вас, чтобы посмотреть мой краткий учебник по эмбриологическим отделов человеческого мозга. И, чтобы использовать эту схему как способ, чтобы отразить на то, что вы видите, как это видео-учебник возвращает вас в лабораторию. И показывает вам человеческий мозг и позволяет распознавать различные подразделения, которые я говорил о том, как они на самом деле присутствует в образце взрослого мозга. Так что, если вы не сделали этого, идти вперед и делать это на данном этапе. И мы продолжим наше обсуждение в этом руководстве, после того как вы имели немного усиления вашей способности распознавать анатомии человеческого мозга в виде взрослого. И быть в состоянии связать его обратно к эмбрионального происхождения.

5 видео

Генетические и молекулярные механизмы формирования головного мозга.Модельный организм –плодовая мушка дрозофила

Что ж, теперь, когда вы были в состоянии обновить ваше понимание анатомии взрослого формы человеческого мозга в связи с изменениями, которые произошли в нервной трубке, которые привели к этой фантастической форме, что я хотел бы сделать это, чтобы начать говорить о некоторых генетических и молекулярных механизмов, которые отвечают за формирование региональной идентичности вдоль этой развивающейся нервной трубки, которая в конечном итоге приводит к формированию человеческого мозга. Ну эта история, действительно снял, как биологи начали исследовать генетическую основу развития беспозвоночными систем и, конечно, один из наших любимых беспозвоночное модельных систем в биологии является плодовая мушка, дрозофилы, и что было обнаружено, что есть множество гены, которые помогают определить. Сегменты развивающегося дрозофилы личинки. Так вот это представление дрозофилы личинку. И то, что мы ценим, конечно, в том, что это животное имеет сегментированный план тела.

У человека выделяют 4 кластера генов.Среди них присутствуют Hox гены(такие же аналоги есть у дрозофилы) регулируют строгую дифференциацию отделов нервной системы.

Так что было обнаружено несколько десятилетий назад, что сегментация этой развивающейся личинкой отражает экспрессию определенных генов, которые устанавливают региональную идентичность. Такие, как этот первый грудной сегмент личинок, который идет формировать то, что мы называем Переднегрудь и дрозофилы. и это от этого переднегрудь этого частности. части тела возникают, например, первой конечности, которая возникает из трансформированной личинки во взрослую форму. Ну, много молекулярная и генетическая биология пошла на протяжении десятилетий, и мы пришли к пониманию, что эта сегментация развивающихся личинок в форме взрослого отражает выражение того, что мы называем, в дрозофилы, Нох генов, и их гомологов в млекопитающие, включая человека, называются гены гомеотической. Таким образом, в геноме человека, теперь мы знаем, что существуют четыре кластера. Из этих генов Нох или этих гомеозисных генов. Иногда мы называем их гены Гомеобоксные. И эти кластеры ответственны, мы думаем, для начала установить некоторую региональную идентичность в развивающейся нервной системе. Существует передняя до заднего паттерна экспрессии этих кластеров. Из гомеотической генов, которые помогают установить, например, различных сегментов спинного мозга человека. И основные отделы ствола мозга. Ну, почему это должно быть важно? Почему вы должны быть мотивированы, чтобы узнать что-то об этих гомеозисных генах? Ну, я уже бросил вызов вам рассмотреть в некоторых деталях, анатомия дифференциальных областей ствола головного мозга человека на одной очень хорошей причине, чтобы понять расположение черепно-мозговых нервов, по отношению к отделов мозга. Таким образом, мы надеемся, вы признаете, отношение тройничного нерва к мосте и на стыке мосте и продолговатый мы имеем отводящий нерв, который не присутствует в данном образце, но мы видим, очень красиво здесь наш черепной нерв семь. Лицевого нерва. И, конечно, очень красивый преддверно-улитковый нерв присутствует, черепно-мозговых нервов восемь. И даже просто, вы можете видеть, что я думаю, что здесь, только несколько нервных корешков черепных нерва 12, между медуллярных пирамид и оливы, который присутствует здесь в боковом направлении. Ну, взаимосвязь этих черепно-мозговых нервов в отдельных регионах развивающегося ствола мозга, кажется, отражает специфическую экспрессию генов гомеозисных, которые помогают определить региональную идентичность по длине развивающейся нервной трубки. Это особенно важно. Для спецификации позиции внутри развивающегося ствола головного мозга. мы видим выражение конкретных двигательных ядер ствола мозга, например, что, как представляется, быть получены из конкретных областей ствола мозга, которые выражают набор этих гомеозисных генов. Так что это является примером генетической характеристики определения региональной идентичности и есть, вероятно, индуктивные сигналы на работе здесь, устанавливающие эту идентичность. И один из многих результатов такого рода индуктивной сигнализации является спецификация идентичности нейронов. Это перейти к форме критических структур, которые имеют важное значение для формы и функции в нервной системе человека, в том числе эти черепно-мозговых нервов. Так что, если вы задавались вопросом, почему это нашли нервы именно там, где они находятся в человеческом мозге, часть ответа будет иметь дело с дифференциальным выражением. Из гомеотические генов в определенные моменты в развитии и в конкретных местах по длине развивающейся нервной трубки, особенно в той области, которая продолжается, чтобы сформировать ствол мозга.

Ну, потом я хотел бы обратить внимание на. Этот вопрос индуктивной сигнализации и дать вам несколько примеров, чтобы не подавлять вас с молекулярной подробно, а скорее, чтобы дать вам почувствовать, как индуктивные сигнализации работает и как эти сигналы, которые секретируются из в внеклеточного пространства в развивающемся эмбрионе. Может иметь такое формирующее влияние на судьбу клеток, которые находятся в процессе разработки в стенах нервной трубки.

Ну, как я уже говорил, индуктивные сигнализации действительно начинается всерьез в нур отношении, как нервная трубка начинает формироваться. И сигналы выражаются этой хорды, которые начинают влиять на дифференцировку этих специальных областей в нервной трубки, которые устанавливают спинной вентральной доступа. Существует пол пластина, которая начинает приводить к его собственной сигналов. Это создаст вентральной идентичность в этой области развивающейся нервной трубки. И я думаю, что теперь вы знаете достаточно о спинном мозге, чтобы соединить точки здесь и понять, что вентральный идентичность будет приводить к моторным цепей и альфа двигательных нейронов, которые будут расти, и. Подключение центральной нервной системы к эффекторных систем, а именно нашей походкой и мышц. В то же время, эта крыша пластина будет приводить к индуктивных сигналов, которые устанавливают спинной идентичности в развивающихся стенках нервной трубки. И спинной, я думаю, вы поразмыслите о вашем понимании спинного мозга, предполагает развитие соматических сенсорных нейронов, которые получают поступающую информацию об опыте наших периферических тканей. И их интеграции в центральной нервной системе, что приводит к. соединения по локальной цепи, а также длинные далекие пути, которые передают соматические сенсорные сигналы более ростральных регионов развивающегося мозга. Таким образом, спинной и брюшные стали действительно ключевыми регионами внутри развивающейся нервной трубки, которые оказывают влияние на конечную судьбу клеток, которые развиваются в этих регионах.

Таким образом, я хотел бы дать вам некоторые конкретные примеры этих индуктивных сигналов поэтому у вас есть большой из чувства по-настоящему, что происходит здесь. Таким образом, одна из самых понятных индуктивных сигналов называется ретиноевой кислоты. Так что ретиноевая кислота является небольшой липофильной молекулой, метаболизируется от витамина А. Это очень важный индуктивный сигнал, и это один из основных веществ, которые объясняет важность витамина А для раннего развития мозга. Так, ретиноевой кислоты синтезируется и высвобождается в виде молекулы. Он может легко транслокации через клеточные мембраны. И он может связываться с рецептором в клетке, и что рецептор становится фактором транскрипции, который транслоцируется в ядро, и он может взаимодействовать с другими связывающими белками и включить определенных генов. И вот что мы видим здесь. Мы видим, ретиноевой кислоты, взаимодействуя с его рецепторами и другими комплексами, которые могут модулировать экспрессию генов. Теперь ретиноевая кислота обеспечивает один из тех примеров, когда жизненный опыт может оказать влияние на развивающийся мозг. Недостаточный Витамин А в рационе матери может оказать влияние на способность производить этот важный индуктивный сигнал и может быть пагубные последствия для формирования ранней нервной системы. Существует дополнительная проблема, с которой можно столкнуться в отношении передачи сигналов ретиноевой кислоты. И это избыток витамина А. И есть различные пищевые добавки и даже местных средств, которые могут быть приобретены по другим причинам, которые включают витамин А или ретиноевой кислоты, и избыток ретиноевой кислоты в развивающемся эмбрионе также могут быть чрезвычайно вредными. На самом деле ретиноевой кислоты может стать то, что называется тератогенным, который является экзогенным веществом, которое может вызывать уродства у развивающегося эмбриона. Если вы хотите, чтобы узнать немного больше об этой конкретной теме, я хотел бы сослаться вы боксировать 22с нашли в нашем учебнике, который получает вам немного больше предысторию о том, как ретиноевой кислоты сигнализации формирует развивающийся мозг. Что ж, давайте рассмотрим некоторые другие виды индуктивных сигналов. Большинство наших проводящих сигналов на самом деле нет, стероидные гормоны. Они являются пептидные гормоны. Таким образом, эти вещества, которые секретируются и взаимодействуют с поверхностными рецепторами связанными.И один из наших пептидных гормонов, которые я хотел бы говорить только немного о называется костного морфогенетического белка или ВМР для краткости. И то, как ВМР работает так, что он взаимодействует с поверхностным рецептором здесь мы видим, ВМР будучи секретируется. одним видом клетки, и он взаимодействует с этим рецептором. И рецептор является то, что мы называем серин-киназы. Таким образом, это означает, что она фосфорилирует остаток серина белков-мишеней. И эта серин-киназа фосфорилирует регулятор транскрипции. Названный s, м, а, д, или Smad для краткости. Это аббревиатура вам не нужно беспокоиться о том, его имя, но я хочу, чтобы вы поняли что-то о том, как работает эта система. Таким образом, он активируется Smad затем связывает с дополнительными вспомогательными белками, и это затем транс-локализует в ядро, где он выступает в качестве регулятора транскрипции. Теперь, Б М Р сигнализации особенно важно в мезодермы ткани. Как следует из названия костные морфогенетические белки, передача сигналов ВМР может индуцировать развитие костных клеток. Теперь, в эктодерме, передача сигналов ВМР может вызвать образование эпидермиса кожи или, если сигнал ВМР не контролируется. И это, где эти дополнительные факторы, которые проиллюстрированы здесь приходят в Существуют факторы, называемые башка и Chordin. они имеют несколько вычурные имена. Это может антагонистическое взаимодействие ВМР с рецептором это. Когда башка и Chordin противодействуют BMP сигнального пути BMP, предотвращающий от взаимодействия с его поверхностью связан рецептор, это эктодерма будет отвлечено от эпидермальной судьбы. к нервной замирания, с башке и Chordin, эта ткань будет дифференцироваться в то, что мы называем нейроэктодерме, или нервная пластинка. Теперь, я думаю, что это действительно круто и увлекательная мысль, которую я выделил для вас в вашем учебнике нот, и что это то, что эти молекулы башке и Chordin действительно делают это они спасают эту эктодермы стать кожей. Они индуцируют дифференцировку этой нервной пластинки, а впоследствии формирование всей центральной нервной системы. Так что с этой точки зрения, я думаю, что мы все можем поблагодарить нашего башка и Chordin за предоставленную нам мозг и спинной мозг. Один последний индуктивный сигнал Я хотел бы просто поговорить через это тот, который имеет, пожалуй, наиболее запоминающееся имя всех, особенно тех из вас, которые имеют некоторую историю в видео играх.

Этот индуктивный сигнал называется SHH, или Звуковой ежа, и Еж Соник является белковый гормон, который взаимодействует с рецепторами, которые связаны с поверхностью, и его рецептор представляет собой белок, называемый исправленными, который взаимодействует с белком, называемым сглажена, и эти взаимодействия пойдет чтобы активировать ряд факторов транскрипции, которые были первоначально определены в опухолях головного мозга или глиомы, и когда. Еж Соник взаимодействует с исправленными в присутствии сглажены, что мы находим есть переключатель в факторов транскрипции, которые регулируются в клетке. И, в частности, это Gli1. становится индуцируется, и он связывается с ДНК и модулирует экспрессию генов. Это Еж Соник опосредованный сигнальный путь имеет решающее значение для правильного закрытия нервной трубки.

6 видео

Ну, просто посмотреть на общую картину теперь индуктивной сигнализации, и это слайд из книги, которая дает вам намного больше деталей, чем я хочу, чтобы вы знали в этом курсе, но она представляет собой парадигму, что я хочу, чтобы вы оценят. И эта парадигма является то, что мы могли бы назвать транскрипционный код. Которая отражает скоординированную экспрессию индуктивных сигналов, которые согласовываются как в месте, но и во времени развития. И это взаимодействие индуктивной сигнализации является то, что приводит к региональной идентичности внутри развивающейся нервной системы. Это помогает дифференцировать одно местоположение в стволе головного мозга или спинного мозга от другого. Он также устанавливает спинной вентральной доступ развивающейся нервной трубки, которая имеет решающее значение для развития сенсорных нейронов. Так же как и столбцов ячеек, которые приводят к нашему двигателя выходе из ствола мозга и спинного мозга. Таким образом, эти индуктивные сигналы действительно предусматривают создание идентичности различных популяций нейронов, которые необходимы для экспрессии зрелой функции в человеческом мозге и спинном мозге.

Теперь, подобный транскрипционный код отвечает за формирование регионов, которые идут, чтобы сформировать наш передний мозг, наш телэнцефалоне и наш .diencephalon. Мы знаем, что совсем немного меньше о том, как это работает в переднем мозге, чем в мозге и спинном мозге, но мы начинаем понимать некоторые из индуктивных сигналов, которые ответственны за формирование коры головного мозга, базальных ганглиев, другие глубоко переднего мозга структур, а также производные от промежуточного мозга, в том числе глазного бокала и слуховым плакоде, который продолжает формировать структуры, которые необходимы для вестибулярной функции, а затем, слуховую функцию. Ну, когда-то региональная идентичность была установлена ​​по длине развивающейся нервной трубки, следующей главной задачей является распространение. Изготовление клеток, которые необходимы для правильного заполнения серого вещества структуры развивающегося мозга и спинного мозга. И пролиферация просто ошеломляют в развивающейся нервной системе. Мы знаем, что во взрослом мозге около 100 миллиардов нейронов, и если это число не потрясают ум, считают, что есть, по крайней мере, что многие, и, вероятно, в несколько раз больше, чем это число, глиальные клетки в центральной нервной системы человека , Так что просто невероятное количество клеток присутствуют в головном мозге и спинном мозге.

А для того, чтобы произвести столько клеток, скорость пролиферации просто ошеломляет. Во время пика производства клеток в развивающейся нервной системе, ученые подсчитали, что, возможно, больше, чем 250 000 клеток производятся каждую минуту в развивающемся эмбрионе. Еще один удивительный аспект пролиферации клеток головного мозга, в ранних стадиях развития, является то, что производство нейронов ограничено во времени к очень узкому период. Почти все нейроны, которые мы имеем в нашей центральной нервной системы прямо сейчас родились во втором триместре беременности. В настоящее время существуют некоторые структуры мозга, как и мозжечок, который имеет только огромное количество клеток, и я имею в виду клеточной популяции гранула мозжечка. И это занимает значительное более длительный период времени, чтобы заполнить этот мозжечок, так что по крайней мере год, возможно, до тех пор, как два года, но за исключением мозжечка, практически все клетки, которые мы имеем в нашем мозге и спинном мозге были родившийся в этом втором триместре беременности. Теперь некоторые из вас могут знать, что есть взрослый нейрогенез, то есть, даже сейчас есть новые нейроны рождаются, но, как мы приедем в нескольких учебных пособий, генезис этих новых нейронов ограничивается гиппокампе, по крайней мере, в нашем мозгу, и это, пожалуй, очень важно, что это явление происходит, он может внести свой вклад в обучение и память и другие аспекты поддержания нашего психического и физического здоровья, но это ограничено популяция клеток, которые растут в этой одной области головной мозг. И, насколько мы знаем, влияние стволовых клеток, которые могут находиться в человеческом мозге, по-видимому, будет ограниченным. И с точки зрения, нормальной физиологической функции и реакции мозга на травму. Так что, я думаю, что есть достаточно глубокие последствия для этого ограничения нейрогенеза в формировании нервной системы. Нейроны, которые мы имеем сейчас, являются те, которые родились в этом втором триместре беременности.

Поэтому я хотел бы призвать вас думать об этом. И удивительно, ну, каковы последствия для обучения и памяти? Каковы последствия для реабилитации после травмы, если это, если это так. Может быть, это то, что мы можем пнуть к доске обсуждений. И увидеть, если это может вдохновить некоторый интересный диалог. Что ж, давайте поговорим немного о том, как происходит это пролиферацию клеток головного мозга, а затем мы можем перейти к разговору о том, как клетки мозга дифференцируются в нейрональные или глиальные судьбами. Клетки мозга, как и большинство других клеток в организме, проходят через обычные стадии роста. И синтез новой ДНК, подготавливая почву для разделения клетки в дочерние клетки, и что деление происходит с помощью процесса, который мы называем митоза. Я, конечно, я предполагаю, что вы в общих чертах знакомы с клеточным делением из ваших предыдущих исследований клеточной и молекулярной биологии, так что я не буду вдаваться в подробности того, как происходит митоз. Скорее всего, я хотел бы поговорить о том, как митоз происходит в стенках нервной трубки, что позволяет для производства клеток, которые приходят, чтобы заполнить конкретные структуры серого вещества, которые мы признаем в человеческом мозге, такие как коры головного мозга или базальных ганглиев , Хорошо, распространение происходит среди популяции клеток-предшественников в стенках нервной трубки. Эти клетки-предшественники имеют узнаваемый тело клетки, содержащее ядро ​​и все остальные органеллы, которые являются общими для клеток нашего организма. И, что тело клетки, а затем, растет процесс, который вступает в контакт с внутренней и наружной поверхности этой стенки развивающейся нервной трубки. Наружная поверхность будет, станет piall поверхность поверхности головного мозга, а внутренняя поверхность, конечно же, внутренняя поверхность нервной трубки, которая продолжается дифференцироваться в эпендимные выстилки желудочков головного мозга человека. Теперь по этому пути между пиальных поверхности и поверхности желудочков эта клетка тела становится multal. То есть, она мигрирует в направлении вверх и вниз, по направлению к Pia, а затем обратно к просвет желудочка. Так что, как эта клетка тела начинает смещать вверх к пиальных поверхности, клетка теперь входит в стадию синтеза ДНК, где тиражируется. А затем, как ДНК реплицируется, тела клетки затем мигрирует обратно вниз по направлению к просвету поверхности этой развивающейся нервной трубки, как клетка готовится к делению. И это рядом с желудочковой поверхности, то из этой нервной трубки, которая происходит митоз. И митоза может произойти в симметричным образом. Он может производить две клетки-предшественники, которые могут пройти через это, этот танец миграции на пиальных поверхности и обратно к поверхности полостной снова, и пройти последующие циклы митоза производить больше дочерних клеток, или может быть, что называется асимметричным разделением. Асимметричный подразделение производит два различных типа клеток. Одна клетка остается клеток-предшественников, которые могут перейти на последующих стадиях митоза. Хотя это митотический потенциал сейчас несколько ограничена.

Другая дочерняя клетка становится тем, что будем называть нейробласте и это теперь постмитотическими клетка, которая может продолжаться дифференцироваться в нейроны или глиальные клетки. Теперь, как только этот Нейробласт было произведено через этот процесс асимметричного митоза, для многих из этих клеток, они мигрируют в сторону от желудочковой области стенки нервной трубки к более периферийным назначения. И, что миграция имеет важное значение для формирования структуры подобной коре головного мозга. Так что теперь мы смотрим немного дальше в развитии. А теперь стенка нервной трубки начинает становиться немного сложнее. И если мы посмотрим на эту стену нервной трубки в некоторых деталях, мы можем распознать желудочковой зоны, где митоза происходит, но все больше и больше, мы начинаем развивать разделение между пиальных поверхности и поверхности полостной и стенки нервной трубки , И мы начинаем заполнять структуру, которая в настоящее время приобретает свойства серого вещества. И эта структура, мы будем называть кортикальной пластинки. Кортикальный пластина является первым формирование коры головного мозга. Таким образом, задача здесь, чтобы получить эти нейробластов, которые образуются здесь в желудочковой поверхности до кортикальной пластинки. И это требует процесса миграции.

Таким образом, клетки должны стать подвижны, и они должны найти свой путь к этой внешней кортикальной пластинки. И то, как это происходит, эти нейробласты будут мигрировать вдоль радиального волокна, который образован предположительным глиальных клеток, мы называем это радиальная глиальных клеток.

Таким образом, они являются по существу клеток-предшественников, которые в настоящее время продолжают поддерживать их контакт между поверхностью пиальных и полостной поверхности развивающейся нервной трубки и этот длинный длительный процесс становится путь для миграции нейробласте. Так, здесь направо, мы имеем dipiction одного из этих нейробласте мигрирующими вдоль этой радиальной глии волокна и эти клетки будут транслоцироваться, они будут вибрировать вдоль этого волокна на их пути к кортикальной пластинки. Таким образом, существует целый ряд факторов, которые ведут эту миграцию. И, по пути, эти нейробласты начинают дальнейшей дифференциации и приобретают определенную идентичность, которая позволит им быть дифференцированы в нейрон или глии или определенного типа к югу от одного из этих широких категорий клеток мозга. Так что, как эти нейробласты мигрируют из желудочковой зоны до кортикальной пластинки, они делают это в определенной схеме. кора головного мозга, по существу, построен в наизнанку моды и вот некоторые данные, что называется исследования рождения знакомства, которые были сделаны, чтобы отслеживать окончательный митоза клетки-предшественника и его конечной позиции в развивающемся кортикальной пластинки. Ну, есть технические средства, с помощью которых это можно сделать. Это описано в коробке в главе 22, если вы заинтересованы в том, как это происходит. Но по сути, что мы можем сделать это, мы можем маркировать клетки-предшественники в определенный момент в процессе развития, и просто спросить, что стало с пост митотических нейробластов, которые были получены из этой популяции клеток-предшественников, которые были отмечены в определенное время развития , И то, что этот подход учит нас, что кора головного мозга действительно развиваются в моде наизнанку. Клетки, которые рождаются в, скажем, покойный первый триместр беременности приходят, чтобы заполнить внутренний и внешние края корковой пластинки. И после того, как мы продвигаемся через второй триместр беременности, клетки, которые рождаются в начале этого второго триместра приходят жить в нижней части кортикальной пластинки, в регионе, который в конечном счете, дифференцируется в кортикальный слой шесть, внутренний слой кора головного мозга, который сидит только на верхней части белого вещества. И, как нейрогенез прогрессирует через это во втором триместре беременности, простираясь по крайней мере, в некоторых областях коры в третьем триместре беременности, мы видим это прогрессивное население кортикальной пластинки от внутренних слоев к внешним слоям таким образом, что последние клетки занять их место жительства в развивающихся кортикальной пластинки являются те, которые находятся в том, что станет кортикальные слои два и три. Таким образом, эти нейроны, которые приходят, чтобы постоянно находиться во внешней части коры должны мигрировать через эти клетки, которые уже созданы места жительства в более глубоких слоях коры.И поскольку эти клетки мигрируют через эти более глубокие слои коры, есть еще дополнительная возможность для индуктивной передачи сигналов, чтобы влиять на судьбу этих позже родились и более поверхностных клеток, проживающих в развивающихся коре. Так что это шаблон, по которому строится кора. Наизнанку узор с участием точного регулирования нейрогенеза и миграции нейробластов. Таким образом, очевидно, что есть много спецификации, что происходит здесь. Клетки рождаются в определенное время. Они предоставляются сигналы, которые необходимы для миграции и получать от этого радиального глиальные волокна в соответствующем месте таким образом, что кора головного мозга постепенно построен в этом наизнанку узор. Теперь, к сожалению, мы знаем, что некоторые из сигналов, которые ответственны подвержены генетической мутации. Возможно, они могут оказывать влияние токсинов окружающей среды или пищевых факторов. И есть некоторые известные фенотипы, где это наизнанку шаблон деструктивна. На самом деле, процесс миграции нейронов и правильного установления этого наизнанку шаблон, как представляется, важное значение для установления личности ячеек, которые занимают место жительства в этих различных слоях коры. И их место, как вы помните, имеет много общего с определением соединения нейронов, которые в конечном итоге в одном коркового слоя или другой. Так что, если этот процесс миграции и структурирование коры нарушается, это очень вероятно, что и соединения этих клеток будут точно так же будет нарушена.

И теперь мы знаем, что существует целый ряд врожденных пороков развития коры головного мозга, которые отражают ошибки в миграции этих нейробластах. Мы считаем, что, возможно, даже незначительные ошибки в миграции этих нейронов может быть причиной некоторых форм умственной отсталости и обучаемостью.

Несмотря на то, что есть намного больше работы, что должно быть сделано по-настоящему понять, что происходит на уровне, на уровне коркового развития, которые могут быть связаны с широким спектром обучаемости с которыми мы сталкиваемся в обществе. Мы будем говорить больше об этой теме, как история корковой созревания продолжается в последующих уроках.