--- source: Gabriels anteckningar lecture: Hjärnans utveckling block: 1 --- # Hjärnans utveckling Hjärnans utveckling - ​ Nervsystemet i fostertiden växer via proliferation, celldelning på ett förutbestämt sätt - Första neruogenes vid v.8 → v.20 - Sedan börjar astrocytgenes (v. 20), sedan oligodendrocytgenes - Mikroglian kommer från ett annat ursprung. - Nervsystemet producerar överskott på neuroner (max antal vid hälften av graviditeten) → överskottet dör via apoptos - Nervceller som man har några år efter födseln är samma hela livet, förutom neurogenes vid hippocampus och subventrikulära zonen. - ​ Differentiation - Olika nervceller differentierar på olika sätt under en längre period och antar sina fenotyper (egenskaper) - Jonkanaler, kofaktorer mm. utrrycks. - ​ Migration - Hjärnan börjar som ett rör - Neuroner måste migrera in till korrekt plats i det växande nervsystemet, annars kan fel i nervsystemet uppstå. - Neuroner migrerar mha radialglia, celler som har långa utskott från insidan till utsidan av röret som neuroner utnyttjar för migration. - ​ Neurit-tillväxt - Utskott som växer i omogna neuroner som ska bli dendriter/axoner. - Axoner måste nå korrekt plats i nervsystemet/kroppen. - Axoner vägleds mha molekylära adresslappar som repallerar eller attraherar. - ​ Synaptogenes - Efter att axonet har växt till korrekt plats startar synapsbildning med funktionella pre- och postsynaptiska strukturer. - Synaptogenes börjar redan i mitten av graviditeten. - Upp till puberteten bildas överskott av synapser, för att “testa vilka synapser som fungerar”. Dessa som får stimulans, stärks, övriga synapser elimineras. - Efter puberteten uppstår en nettominskning på antal synapser, endast viktiga synapser behålls. - ​ Minskar drastiskt även vid t.ex demens - Vissa sjukdomar/tillstånd påverkar antal eliminerad/stärkta synapser - ​ Autism → minskar eliminering → större antal synapser - ​ Schizofreni → ökar eliminering → mindre antal synapser - Lagom antal synapser är bäst, ffr. rätt synapser! - ​ Synaptisk reorganisation - Fortsätter hela livet för inlärning/minne/glömska/anpassning men är betydligt mindre aktiv vid vuxen ålder. - ​ Myelinisiering - Sker sent i tonåren och upp i 20-årsåldern - ​ Hjärnan utvecklas livet ut (minne/glömska → synaptisk reorganisation) Frågor 1.​ När startar och slutar neurogenes? Varför sker apoptos? 2.​ Varför är migration av neuroner under fosterutveckling viktig? Hur sker den? 3.​ Vad menas med neurit-tillväxt och hur går tillväxten till? 4.​ När startar synaptogenes och när är synaptogenes som mest, varför? Finns det specialfall där synaptogenes bromsas/stimuleras? 5.​ Vad menas med synaptisk reorganisation, när/varför sker det? Glutamatsynapser - ​ Tidigt i utvecklingen har glutamatsynapser en svag AMPA-signalering eftersom AMPA-receptorer “lossnar” lätt från membranet, därmed är NMDA-signalering avgörande. Dessa synapser kallas AMPA-tysta synapser. - ​ Om NMDA-aktiviteten är hög, stabiliseras AMPAR och speciell form av LTP sker, 0 → 1 (synapsen går från tyst till funktionell). - Synapsen blir permanent - ​ Om NMDA-aktiviteten är låg, elimineras AMPAR. Synapsen “städas” av astrocyter och/eller mikroglia. - ​ Hjärnan testar många olika synapser, mindre aktiva synapser elimineras (alltså de med låg nervcellsaktivitet och därmed låg NMDA-aktivitet). - ​ När hjärnan mognar minskar antalet tysta synapser. Frågor 1.​ Vad menas med tysta synapser? Vad är aktiva synapser? 2.​ Hur aktiveras “tysta synapser”? Hur kan hjärnan avgöra om synaps är viktig? GABA-synapser - ​ GABA-synapser produceras senare än Glu-synapser. - ​ I början av utvecklingen är GABA-synapser exciterande/depolariserande - Beror på ökad uttryck av NKCC1 (transporterar ut klorid), hög IC [Cl] → Cl-jp -40 mV - Under utvecklingen ökar uttrycket av KCC2 (transporterar in Cl), låg IC [Cl] → Cl-jp -80 mV - ​ Då blir GABA inhiberande/hyperpolarisering. ![[image-d052250697ad.png]] - ​ Under graviditeten samarbetar GABA-synapser (som då är exciterande) med glutamat-synapser för att stabilisera det växande synaps-nätverket. - GABA-synapser kan bidra till att omvandla tysta Glu-synapser till funktionella. - ​ GABA-synapser övergår gradvis till att vara inhiberande, förutom vid förlossningen då de direkt övergår till inhiberande (switch!) - Beror på mammans hormon oxytocin → stimulerar uttryck av KCC2. - Minskar risken för hypoxi (syrebrist) - För mycket nervcellsaktivitet kräver mycket energi som i sin tur kräver syretillgång (oxidativ fosforylering). Frågor 1.​ Vad är speciellt under GABA-synaps-utvecklingen, varför kan de samarbeta med Glu-synapser? 2.​ Varför och när ändras GABA-synapsernas egenskaper? Nervcellsaktivitet - ​ Nervcellsaktivitet är avgörande för utvecklingen av hjärnan dock finns inga sinnesintryck som kan trigga nervceller → lösningen är att generera “slumpmässiga”/ aktionspotentialer - GABA-synapser (exciterande under fostertiden) är viktigt här. - ​ Synapser börjar att bildas och sedan utifrån aktivitet elimineras eller förstärks det synaptiska nätverket mellan olika områden. - ​ Med tiden (vuxna) genereras ap inte slumpmässigt utan vid behov, oftast som svar på sinnesintryck. - ​ Hjärnans utveckling beror på vilka nervceller som spontant aktiveras tillsammans eftersom spontant synka synapser stärks medan svaga elimineras. - ​ Experiment - Täcker ett öga på ett ungt djur → det täckta ögat får ingen input → synapser för det ögat försvagas medan det andra ögat utvecklas normalt. Spontan aktivitet startar innan ögonen öppnas men utan sensorisk input under utvecklingen elimineras dessa synapser. - ​ Spontan aktivitet innebär långsamma vågor av depolarisering vilket även sker i icke-REM-sömn vilket är viktigt för utvecklingen av hjärnan (inlärning/glömska) → liknar hjärnans utveckling under fostertiden. Frågor 1.​ Hur bildas synapser utan sinnesintryck? Hur vet hjärnan vilka synapser är relevanta? 2.​ Vad menas med spontant nervcellsaktivitet?