ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОМАТОСЕНСОРНЫХ КАРТ В КОРЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Центральным вопросом нейробиологии развития является вопрос о том, каким образом в процессе онтогенеза миллиарды нейронов устанавливают специфические синаптические связи друг с другом с тем, чтобы в результате сформировать наш мыслящий мозг, и какую роль в этом процессе играют гены и активность . Существует две основные теоретические модели роли генов и активности во время развития . Модель «tabula rasa» предполагает, что не существует никакого исходного порядка в синаптических связях . При этом изначально связи формируются в избыточном количестве, и упорядочивание нейрональной сети обусловлено конкуренцией между пресинаптическими нейронами за клетки-мишени . Альтернативная модель «генетической предопределенности» предполагает, что изначально нейрональные связи устанавливаются строго упорядоченным образом, с помощью специальных сигнальных молекул, обеспечивающих прорастание аксонов в строго заданные участки нервной системы и формирование специфических контактов с клетками-мишенями . Интересно, что обе эти модели имеют существенную экспериментальную доказательную базу . В настоящем обзоре приводится описание генетических и эпигенетических механизмов развития сенсорных карт на модели баррел кортекса и приводится доказательство того, что в развитии этой системы работают оба механизма: в то время как генетические механизмы обеспечивают приблизительную субколончатую топографию соматосенсорной карты в ее изначальной конфигурации, дальнейшая, более тонкая структурная организация карты в виде колонок происходит в результате конкурентной борьбы между соседними сенсорными входами (вибриссами) за кортикальные территории

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Митрухина

Средиземноморский институт нейробиологии INSERM U901 - INMED; Казанский (Приволжский) федеральный университет; Университет Экс-Марсель

Марсель, Франция Казань, Россия

М. Минлебаев

Средиземноморский институт нейробиологии INSERM U901 - INMED; Казанский (Приволжский) федеральный университет; Университет Экс-Марсель

Марсель, Франция Казань, Россия

Р. Хазипов

Средиземноморский институт нейробиологии INSERM U901 - INMED; Казанский (Приволжский) федеральный университет; Университет Экс-Марсель

Email: Roustem.khazipov@inserm.fr
Марсель, Франция Казань, Россия

Список литературы

  1. Woolsey T. A., Van der Loos H. The structural organization of layer IV in the somatosensory region (SI) of mouse cerebral cortex. The description of a cortical field composed of discrete cytoarchitectonic units. Brain Res. 1970; 17: 205-42.
  2. Petersen C. C. The functional organization of the barrel cortex. Neuron 2007; 56: 339-55.
  3. Erzurumlu R. S., Gaspar P. Development and critical period plasticity of the barrel cortex. Eur. J. Neurosci. 2012; 35: 1540-53.
  4. Price D.J., Kennedy H., Dehay C. et al. The development of cortical connections. Eur. J. Neurosci. 2006; 23: 910-20.
  5. Fox K., Schlaggar B. L., Glazewski S., O'Leary D. D. Glutamate receptor blockade at cortical synapses disrupts development of thalamocortical and columnar organization in somatosensory cortex. PNAS USA 1996; 93: 5584-9.
  6. Mitrovic N., Mohajeri H., Schachner M. Effects of NMDA receptor blockade in the developing rat somatosensory cortex on the expression of the glia-derived extracellular matrix glycoprotein tenascin-C. Eur. J. Neurosci. 1996; 8: 1793-802.
  7. Iwasato T., Datwani A., Wolf A. M. et al. Cortex-restricted disruption of NMDAR1 impairs neuronal patterns in the barrel cortex. Nature 2000; 406: 726-31
  8. Lee L.J., Iwasato T., Itohara S., Erzurumlu R. S. Exuberant thalamocortical axon arborization in cortex-specific NMDAR1 knockout mice. J. Comparative Neurol. 2005; 485: 280-92.
  9. Cases O., Vitalis T., Seif I. et al. Lack of barrels in the somatosensory cortex of monoamine oxidase a-deficient mice: role of a serotonin excess during the critical period. Neuron 1996; 16: 297-307
  10. Toda T., Homma D., Tokuoka H. et al. Birth regulates the initiation of sensory map formation through serotonin signaling. Dev. Cell. 2013; 27: 32-46.
  11. van Kleef E. S., Gaspar P., Bonnin A. Insights into the complex influence of 5-HT signaling on thalamocortical axonal system development. Eur. J. Neurosci. 2012; 35: 1563-72.
  12. Narboux-Neme N., Evrard A., Ferezou I. et al. Neurotransmitter release at the thalamocortical synapse instructs barrel formation but not axon patterning in the somatosensory cortex. J. Neurosci. 2012; 32: 6183-96.
  13. Wu C. S., Ballester Rosado C. J., Lu,H. C. What can we get from 'barrels': the rodent barrel cortex as a model for studying the establishment of neural circuits. Eur. J. Neurosci. 2011; 34: 1663-76
  14. Van der Loos H., Woolsey T.A. Somatosensory cortex: structural alterations following early injury to sense organs. Science 1973; 179: 395-8.
  15. Fox K. A critical period for experience-dependent synaptic plasticity in rat barrel cortex. J. Neurosci. 1992; 12: 1826-38.
  16. Yang J.W., An S., Sun J. J. et al. Thalamic network oscillations synchronize ontogenetic columns in the newborn rat barrel cortex. Cereb. Cortex. 2013; 23: 1299-316.
  17. Mitrukhina O., Suchkov D., Khazipov R., Minlebaev M. Imprecise whisker map in the neonatal rat barrel cortex. Cereb. Cortex. 2015; 25: 3458-67.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2015



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах