研究人员发现一种新的胚胎大脑电路,可以通知自闭症的发展

使用一种新的方法在单细胞决议,学习活胚胎小鼠的大脑研究人员已经确定了一个活跃的多层电路在大脑皮层形成意外发展的早期阶段。微扰电路导致基因变化类似自闭症患者的大脑。这些发现报道在今天细胞由基础研究所的分子和临床眼科巴塞尔。

“理解详细的皮层细胞类型和电路的发展可以提供重要的见解自闭症和其他神经发育疾病,”罗斯卡说,主任伯、论文的通讯作者。“这就是我们的发现证实。”

自闭症长期以来一直与故障电路的皮层,大脑的一部分控制感官知觉,认知,和其他高阶函数。大部分的皮层兴奋性细胞称为锥体组成神经元。约伯团队想要研究这些神经元何时、如何组装成第一有源电路皮层,但构成了挑战。锥体神经元测量只有十分之一的人类头发的宽度,和任何运动在实验过程中可能会导致不准确的记录的活动。

保持神经元稳定研究,研究小组设计了一个外科手术解决方案:胚胎获得agar-filled 3 d控股内部设备在母亲的腹腔内,以便正常胚胎血流量和温度可以保持。

普遍的看法是,大脑皮层发育的“内外时尚,”最深的六层出现。看到这样,锥体神经元被认为慢慢成为活跃他们迁移到最终位置的皮层和形式相互连接。但在研究期间,“我们发现了一个非常不同的活动模式,“Arjun Bharioke说系统神经科学家在入会的中央视觉电路集团和纸的两个主要作者之一。

特别关注发展成的第5层皮质锥体神经元,研究小组发现了一个非常早期的瞬态电路,已经高度活跃,即使在six-layer相关皮质已经形成。这表明,神经元迁移之前,他们已经连接形成5层。瞬态电路最初有两层:一个深层和浅层。后,表面层变得沉默和消失,而古典逐层皮质恢复发展,中间层形成第三层5。

“我们也想了解这条赛道自闭症的变化模式,”马丁说Munz,入会发育生物学家在中央视觉电路组和其他论文的主要作者。使用淘汰赛鼠标线缺失一个或两个等位基因的两个自闭症相关genes-Chd8 Grin2b-the团队做了一个重要发现。这些基因的缺失导致显著的自闭症儿童。纯合子和杂合的基因敲除小鼠,浅层发育残余依然活跃。“在胚胎发育,它从未消失,”Munz说。此外,基因敲除小鼠的大脑含有斑片状的皮质瓦解类似自闭症患者。

研究结果表明,空间的组织锥体神经元是由新发现电路,“改变胚胎电路在障碍与发挥作用神经发育障碍,包括自闭症谱系障碍”,Bharioke说。

在未来的研究中,入会人员将“仔细看看这个早期的表面和深度层电路和独立操作,“博通说。“这将是有益的学习神经发育疾病的病因。”