我们的大脑如何折叠？研究揭示了新的遗传洞察力

新的研究有助于解锁大脑如何折叠的谜团，因为婴儿在子宫内发展到健康大脑功能至关重要。

大脑折叠错误与许多神经疾病有关，包括自闭症、厌食症、癫痫和精神分裂症。

早产和胎儿生长限制，脑瘫的主要危险因素，也可以影响大脑折叠并导致认知缺陷。

虽然我们知道折叠对于健康的人类大脑是至关重要的，但科学家们才刚刚开始了解折叠过程的驱动力以及它出错的原因。

一个新的前临床研究澳大利亚和瑞士研究人员首次确定了与发展两种大脑的开发相关的基因 - 内和向外灰质大脑。

使用与人脑发展密切类似的动物模型，研究发现了两者的差异遗传表达折叠过程中的神经元形状。

联合首席研究员玛丽·托尔科斯副教授说，目前还没有预防或治疗大脑折叠错误的疗法，也没有在折叠开始前进行检测的早期测试。

“我们知道折叠发生在怀孕的第二和三个三个月，并且所有人类大脑沿着相同的模式折叠，”澳大利亚研究委员会未来的rMIT未来的研究员说。

“这表明这一过程是由我们的基因严格控制的，但我们才刚刚开始了解它是如何控制的——这就像一张没有指示的复杂折纸。”

“我们的研究是通过针对折叠发育连接的基因与折叠开发有关的基因来完全理解这些遗传指示的关键步骤。

“下一步是确定这些基因在这一过程中所起的确切作用，这样我们就可以致力于识别潜在的治疗靶点，并开发预防和修复大脑折叠错误的干预措施。”

折叠的基本面

以前的大脑折叠研究专注于白质或看着具有光滑大脑而不是折叠的动物，但在很大程度上忽略了灰质。

灰质由神经元体及其连接的手臂组成，而白质由神经元的长神经纤维及其脂肪保护层组成。

虽然折叠的科学原理还不清楚，但最新的证据表明，在发育中的大脑中，灰质的扩张速度比白质，产生机械不稳定，导致大脑折叠。

但是，由此产生的“山”和“谷”褶皱并不是随机的——它们在同一物种的所有褶皱大脑中遵循着相似的模式。

新的研究专注于绵羊大脑，在人类的大脑中折叠在子宫中。

研究人员调查了未来大脑灰质的遗传和微观结构差异，即大脑皮层板，位于“山丘”和“山谷”下方的部分。

研究人员在三个发育阶段对这些区域进行了分析，即大脑平滑、半折叠和完全折叠。

博士后研究员塞巴斯蒂安·克萨达·罗哈斯博士表示，这是第一项关于未来灰质折叠的遗传学研究，随着时间的推移，灰质折叠的过程会不断发展。

“了解皮层板的变化脑自该区域在此过程中变化如此急剧变化，折叠至关重要，“他说。

“我们发现一些基因在折叠向内折叠的区域的区域中具有更高的表达。其他基因逆转了这种模式。

“综上所述，这些基因表达模式可能解释了为什么同一物种个体的皮层折叠模式如此一致。”

这些遗传差异也与灰质神经元的变化相关，研究发现武器或树突数的变化 - 在折叠过程中神经元在这些区域中生长。

“我们相信向外折叠和向内折叠的区域被编程为不同的方式，而神经元的形状会影响这些区域折叠的方式。未解释这些研究的重点是本研究的下一阶段，”呼道罗哈斯说。

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