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从视网膜到大脑的视力的诞生

元如何分化成为视觉系统的独立组成部分?通过关注这一复杂过程的早期阶段,瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员与洛桑联邦理工学院(EPFL)合作,确定了控制不同类型视网膜细胞诞生的遗传计划。以及它们连接到大脑正确部分的能力,它们传递视觉信息。此外,调节神经生长的几种基因的发现允许在神经退行性疾病的情况下促进视神经再生的可能性。这些结果可以在期刊开发中找到。

哺乳动物的视觉系统由不同类型的神经元组成,每个神经元必须在大脑中找到它的位置,以使其能够将眼睛接收的刺激转换成图像。有光感受器,可以检测光,视神经神经元,它们向大脑发送信息,皮质神经元,形成图像,或中间神经元,在其他细胞之间建立联系。尽管在胚胎发育的早期阶段尚未分化,但这些神经元都是由祖细胞产生的,这些祖细胞能够产生不同类别的特化神经元。为了更好地了解这种机制的确切过程并确定视网膜构建过程中的基因,研究人员研究了单个细胞中基因表达的动态。“

映射正在建设中的系统

研究人员与EPFL的Gioele La Manno和Marion Leleu合作,研究了祖细胞在细胞周期和进行性分化过程中的行为。然后,科学家非常准确地绘制了发育中视网膜的不同细胞类型以及在该过程的早期阶段发生的遗传变化。“超越他们的”时代“ - 也就是说,当它们在胚胎生命期间产生时 - 神经元的多样性源于它们在视网膜中的位置,这预示着它们适用于大脑中的特定目标,”皮埃尔法布尔解释说,指导这项工作的UNIGE医学院基础神经科学系的研究员。“此外,通过预测神经基因的顺序激活,

研究人员还进行了第二次分析。如果右眼主要连接到大脑的左侧,反之亦然,右眼中的一小部分神经元在大脑的右侧建立连接。实际上,所有具有两只眼睛重叠视野的物种,例如哺乳动物,必须能够在大脑的同一部分混合来自双眼的信息。这种会聚使得可以双目地看到并感知深度或距离。“知道了这种现象,我们已经在基因和个体上”标记“了细胞,以便在它们进入视觉系统的最终位置时跟踪每个细胞,”Quentin Lo Giudice说。通过比较这两个神经群体的遗传多样性,研究人员发现了24个可以在三维视觉中发挥关键作用的基因。

走向再生医学

甚至在神经元到达大脑之前,它们必须通过视神经离开视网膜。本研究的最后一部分确定了在正确的道路上引导神经元的分子。此外,这些相同的分子还允许轴突的初始生长,即神经元的一部分,其将电信号传递到突触,从而确保信息从一个神经元传递到另一个神经元,以及大约二十个控制该过程的基因。这一发现是再生医学的重要一步。

我们越了解适当引导轴突所需的分子,我们就越有可能开发治疗神经创伤的疗法。“如果视神经受到切割或损伤,例如青光眼,我们可以想象重新激活那些通常只在胚胎发育阶段活跃的基因。通过刺激轴突生长,我们可以让神经元保持连接并生存,”Dr博士解释说。法布尔计划推出一个关于这一主题的研究项目。尽管神经元的再生能力非常低,但它们确实存在并且必须找到鼓励它们发育的技术。事故发生后受损脊髓的遗传刺激基于同样的想法,并开始显示其首次成功。

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