Johan Dahlin
52dc089662
6.2 KiB
source, lecture, block
| source | lecture | block |
|---|---|---|
| Gabriels anteckningar | Hjärnans utveckling | 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.
!
-
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?