Der Ursprung von neuronalen Schaltkreisen im Gehirn

Zu verstehen, wie neuronale Schaltkreise die Gehirnfunktion bestimmen, bleibt eine der größten Herausforderungen der Neurowissenschaften. Eine europäische Studie untersuchte die Mechanismen, durch die Zellschichten in der Hirnrinde entstehen.

Grundlagenforschung

Gesundheit

Der äußere Teil des Gehirns, die Hirnrinde, ist für viele Funktionen wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Sprache verantwortlich. Die neuronalen Schaltkreise innerhalb der Hirnrinde bestehen aus exzitatorischen glutamatergen pyramidalen Zellen und hemmenden Interneuronen. Interneuron-Defizite scheinen einer Vielzahl von neurodevelopmentalen und psychiatrischen Störungen zugrunde zu liegen, aber die Kenntnisse der Mechanismen, die ihre präzise Integration in kortikale Schaltkreise kontrollieren, sind begrenzt. Das EU-finanzierte Projekt INTRACORT (Cellular and molecular mechanisms controlling the integration of CGE interneurons into cortical circuits) bestimmte die Mechanismen, die die Zuordnung von Interneuronen in Schaltkreisen in der Hirnrinde vermitteln. Die Forscher konzentrierten sich auf die kaudale ganglionale Eminenz (CGE), eine embryonale kortikale Struktur, die die neuronale Migration zu verschiedenen Zeitpunkten während der Entwicklung steuert. Früher gebildete CGE-Interneuronen bevölkerten tiefe Schichten der Hirnrinde, während Interneuronen, die nach E15.5 gebildet wurden, also nach der ersten postnatalen Woche, eine Präferenz für oberflächliche kortikale Schichten zeigten. Um zu testen, ob Interneuronen der medialen Ganglien-Eminenz (MGE) die Lage von CGE-Interneuronen beeinflussten, untersuchten die Wissenschaftler Mäuse mit Defekten in MGE-Interneuronen. Sie beobachteten, dass die abweichende Entwicklung von MGE-Interneuronen die CGE-Interneuronspiegel in tiefen Schichten erhöhte. In einem anderen Teil des Projekts konzentrierte sich die Forschung auf einen Subtyp von CGE-Interneuronen, die durch vasoaktive intestinale Peptid (VIP)-Expression identifiziert wurden. Um den Mechanismus zu identifizieren, durch den diese Zellen in der Kortikalis geschichtet werden, isolierten die Wissenschaftler diese Zellen in verschiedenen postnatalen Stadien und führten eine Genexpressionsprofilierung durch. Die Auswahl der Schlüsselgene in diesem Prozess ist zurzeit im Gange. Zusammengenommen werden diese Experimente die Untersuchung der Mechanismen, die der präzisen Integration von CGE-Interneuronen in kortikale Schaltkreise zugrunde liegen, ermöglichen. In Anbetracht der Rolle dieser Interneuronen in der Ätiologie mehrerer neurodevelopmentaler und psychiatrischer Störungen haben die Informationen von INTRACORT wichtige klinische Implikationen. Das Verständnis der Ätiologie dieser Störungen sollte Studien für neuartige therapeutische Interventionen fördern.

Schlüsselbegriffe

Hirnrinde, Interneuron, INTRACORT, kaudale Ganglienhöhe, VIP

Cellular and molecular mechanisms controlling the integration of CGE interneurons into cortical circuits

Der Ursprung von neuronalen Schaltkreisen im Gehirn

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