因此人的大脑增长了:我们的细胞掌握了大小的压力

Wissenschaftler untersuchen, wie menschliche Gehirnzellen Stress bewältigen, um das Wachstum unseres großen Gehirns zu unterstützen.
科学家研究了人脑细胞如何管理压力以支持我们大脑的生长。 (Symbolbild/natur.wiki)

因此人的大脑增长了:我们的细胞掌握了大小的压力

与我们的灵长类动物亲戚相比,人们的大脑含量不成比例,但是这种神经系统升级的代价。研究这种妥协的科学家发现了独特的遗传特征,这些特征表明了人类脑细胞如何应对压力,以保持大脑的功能。这项研究可以打开新的方法,以更好地了解帕金森氏和精神分裂症等疾病。

研究 1 专注于产生神经释放器多巴胺的神经元。这对于运动,学习和情感做工至关重要。

通过比较实验室中繁殖的数千种多巴胺神经元,研究人员发现,人多巴胺神经元比其他灵长类动物的神经元表达更多的基因,可促进有害抗氧化剂的活性。

尚未进行同行评审的结果是“了解人脑的进化以及与之相关的所有潜在积极和负面方面”的一步,威斯康星大学 - 统治者的神经科学家安德烈·索萨(Andre Sousa)解释说。 “真正找出特定于人类大脑的东西很有趣,而且很重要,有可能发展新疗法,甚至避免疾病。”

压力神经元

加利福尼亚大学旧金山分校的神经科学家Alex Pollen说,如何使膝盖结构和饮食的变化导致膝盖结构和饮食导致牙齿问题的变化也为其细胞带来了挑战。 “我们提出了这样的假设,即发生了类似的过程,这些多巴胺神经元可以代表易感关节。”

通过成像过程,花粉和他的团队表明,在人类中,大脑的两个征用大脑的地区要比猕猴要大得多。前额叶皮层大18倍,纹状体几乎大7倍。

波伦说,人们的多巴胺神经元大约是其灵长类动物亲戚的两倍。因此,在更大,更复杂的人类大脑中,这些神经元必须继续伸展并更加努力 - 每种神经元超过200万个突触。

“多巴胺神经元是真正的运动员,”康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的开发神经科学家Nenad Sestan说。 “你经常被激活。”

了解人类多巴胺神经元如何适应满足大脑的要求,繁殖花粉及其同事在实验室中的需求。

它们结合了干细胞 - 可以在许多细胞类型中发展出来 - 七个人,七个黑猩猩,三个猕猴和一个猩猩,并将它们繁殖为微型化的,脑状结构,被称为类型器官。 30天后,这些结构开始产生多巴胺并磨碎发育中的大脑。

然后,小组遗传抓住了多巴胺神经元,以测量哪些基因被激活以及如何调节它们。

在对人和黑猩猩的分析中,研究人员发现,人神经元表达了较高的基因来管理氧化应激 - 一种由多巴胺产生的能量密集型过程引起的细胞损伤。这些基因编码的酶,毒性分子,因此被称为活性氧,拆除和中和可能损害细胞的基因。

为了检查人类多巴胺神经元是否可能产生了独特的胁迫反应,作者应用了一种农药,该农药在器官上引起氧化应激。他们发现,从人类细胞中发展的神经元增加了它们的分子的产生,称为BDNF,该分子在神经退行性疾病(例如帕金森氏病)的患者中降低。但是,在黑猩猩中未观察到相同的反应。

增强弹性

对这些保护机制的理解可以支持开发疗法,从而增强有帕金森氏症风险的人的细胞防御能力。 Sousa解释说:“由于突变,可能并非所有人都可以使用这些保护机制。” “这与这些人造成了额外的脆弱性。”

“有一些潜在的目标结构对于帕金森氏症的[动物]模型中的[动物]模型中可能非常有趣,以查看它们是否使神经元具有更高的弹性,” Pollen说。

研究中检查的类器可以代表与胚胎中存在的神经元相对应的神经元,并且不会捕获成人神经元的全部复杂性。 Sousa说,未来的研究必须调查这种保护机制如何保留在轮胎和衰老神经元中,因为“影响这些细胞的退化性疾病通常发生在很晚后。”

  1. nolbrant,S。等。 Biorxiv的预印本:

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