Pesquisadores descobriram origens neurais únicas no cérebro humano

SciTechDaily

Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, revela a existência de neurônios inibitórios únicos no prosencéfalo humano, oferecendo insights que podem melhorar os modelos de função cerebral e doenças. tem implicações importantes para… Compreender as doenças cerebrais.

Pesquisadores revelam novos insights sobre a evolução do prosencéfalo humano

Uma equipe de cientistas da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia em San Diego conduziu um estudo que fornece uma nova compreensão de como o prosencéfalo humano se desenvolve.

O estudo, liderado por Changwook Zhong, PhD, e Xiaoxu Yang, PhD, ambos do laboratório de Joseph J. Gleason, MD, Departamento de Neurociências da Faculdade de Medicina e do Rady Children's Institute for Genomic Medicine. , proporcionando uma maior compreensão de como o cérebro humano se desenvolve no nível celular.

O estudo também fornece evidências de uma fonte de neurônios inibitórios (dInNs) no cérebro humano que difere de suas origens em outros lugares. Classificar Tal como os ratos, é um animal de laboratório comum utilizado em estudos cerebrais. O grupo resumiu suas descobertas em um artigo publicado recentemente na revista natureza.

Função e importância do prosencéfalo

O prosencéfalo, ou córtex cerebral, é a maior parte do cérebro e é importante para uma ampla gama de funções, desde pensamento cognitivo, visão, atenção e memória. Os neurônios são células que atuam como circuitos individuais do cérebro. Os neurônios inibitórios normalmente atuam como uma espécie de interruptor neural “desligado”, em contraste com o interruptor “ligado” dos neurônios excitatórios.

“Os humanos têm um córtex muito grande e enrugado que provavelmente suporta funções cognitivas superiores em comparação com outras espécies, como os roedores”, explicou Gleason.

Xiaoxu Yang, Changwook Zhong e Joseph J. Gleason

Três pesquisadores (a partir da esquerda) Xiaoxue Yang, Changwuk Zhong e Joseph J. Gleason conduziram um estudo que avançou a compreensão da estrutura do cérebro humano no nível celular. Todos os três são afiliados ao Departamento de Neurociências da Escola de Medicina da UC San Diego e ao Rady Children's Institute for Genomic Medicine. Crédito: Ciências da Saúde da UC San Diego

Ele disse que os neurônios inibitórios em ratos têm uma origem profunda no cérebro em desenvolvimento. O presente estudo testa esse modelo avaliando a linhagem celular. Eles encontraram a presença de dInNs, que estão ausentes em ratos. Encontrar evidências deste tipo específico de neurônio em humanos abre a porta para uma maior compreensão de como o cérebro humano é único, disse ele.

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“Esperamos que os dInNs suportem modelos novos e mais precisos de cérebros humanos”, disse Gleason. “Este modelo cerebral atualizado pode ajudar a explicar as origens de certas condições, como epilepsia, esquizofrenia ou autismo.”

Linhagem celular e estrutura cerebral

O grupo estava particularmente interessado em rastrear a linhagem de variantes em mosaico de células cerebrais. “Se duas células compartilham a mesma célula-mãe, dizemos que elas têm a mesma linhagem”, disse Chung.

“Se duas células individuais têm a mesma variante do mosaico, elas nasceram de uma célula-mãe comum que a transmitiu a todas as suas filhas”, explicou Yang. “Portanto, as variantes do mosaico nas células agem como sobrenomes em humanos.”

Os pesquisadores obtiveram acesso direto aos cérebros de dois doadores neurais que morreram de causas naturais. Eles usaram variantes em mosaico para rastrear a origem dessas células, identificar células irmãs nascidas na mesma região do cérebro e determinar a propagação de cada “nome de família” no cérebro.

Eles revelaram que alguns neurônios inibitórios e excitatórios têm o mesmo nome de família, o que, segundo Zhong, significa que os dois tipos de neurônios compartilham uma linhagem. Ele acrescentou que é provável que as duas espécies tenham divergido num momento tardio do desenvolvimento embrionário do cérebro, observando que tal relação celular não existe em outras espécies.

“Esperamos que o nosso artigo ajude outros investigadores a criar melhores modelos de doenças neurológicas e dos tipos de doenças cerebrais que podem resultar de um desenvolvimento deficiente”, concluiu Gleason.

Referência: “O mosaicismo resolvido do tipo celular revela a dinâmica clonal do prosencéfalo humano” por Changwok Zhong, Xiaoxu Yang, Robert F. Heffner, Katie Kennedy, Keng-Eui Fung, Yang Liu, Arzoo Patel, Rahul Nedunuri, Scott T. Barton, Jeffrey Noel, Chelsea Barrows, Valentina Stanley, Swapnil Mittal, Martin W. Bruce, Johannes C. M. Schlatsky, Stephen F. Kingsmore e Joseph G. Gleeson, 10 de abril de 2024, natureza.
doi: 10.1038/s41586-024-07292-5

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Este trabalho foi apoiado pelas bolsas do Instituto Nacional de Saúde Mental (NIMH) U01MH108898, R01MH124890 e R21MH134401; e Larry L. Hillblom; Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano Eunice Kennedy Shriver (NICHD) Grant K99HD111686; uma bolsa para jovens investigadores NARSAD 2021 da Brain and Behavior Research Foundation; e o Instituto Infantil Rady de Medicina Genômica.

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