I neuroni del tronco cerebrale controllano sia il comportamento che il comportamento scorretto
Un recente studio presso l'Università di Helsinki rivela come i meccanismi di controllo genico definiscono l'identità dei neuroni in via di sviluppo nel tronco cerebrale.
I ricercatori hanno anche dimostrato che un fallimento nella differenziazione dei neuroni del tronco cerebrale porta ad anomalie comportamentali, tra cui iperattività e deficit di attenzione.
Il cervello dei mammiferi è grande, ma lo stato della sua attività è controllato da un numero molto minore di neuroni. Molti di questi si trovano nel tronco cerebrale, una parte evolutivamente conservata del cervello, che controlla l'umore, la motivazione e l'attività motoria.
Come sono i neuroni del tronco cerebrale? Come si sviluppano nel cervello embrionale? Come si riflettono i difetti nel loro sviluppo nell'attività e nel comportamento del cervello?
Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Juha Partanen presso la Facoltà di Scienze Biologiche e Ambientali dell'Università di Helsinki, ha affrontato queste domande studiando la regolazione genica nel tronco cerebrale embrionale.Il fenotipo di un neurone, in larga misura, è determinato già all'inizio di un embrione. Abbiamo mostrato come alcuni geni selettori, espressi subito dopo l'inizio del differenziamento neuronale, e controllano l'attività di altri geni specifici del neurone, determinano l'identità del neurone in via di sviluppo.Gli ultimi anni ci hanno fornito strumenti molto potenti per studiare l'espressione genica nelle singole cellule.
Analizzando i prodotti genici nelle cellule cerebrali embrionali, possiamo ora seguire i percorsi di differenziazione dei neuroni ed esaminare cosa succede esattamente quando le cellule in via di sviluppo prendono percorsi diversi, ad esempio nel diventare un neurone inibendo o attivando il suo bersaglio.
I percorsi di differenziazione si ramificano per produrre la notevole diversità neuronale su cui si basa la funzione cerebrale. Secondo le identità basate sull'espressione genica, i neuroni immaturi trovano la loro posizione nel cervello e stabiliscono contatti con altri componenti del circuito neurale.
Cosa succede se i segnali di espressione genica puntano in direzioni sbagliate ei neuroni in via di sviluppo sono mal indirizzati?
Nel tronco cerebrale, questo ha gravi conseguenze sia sulla funzione cerebrale che sul comportamento.
In una tale situazione, "Abbiamo studiato topi con uno squilibrio nella differenziazione dei neuroni che attivano o inibiscono i sistemi di neurotrasmettitori dopaminergici e serotoninergici. Questi topi sono iperattivi e impulsivi, hanno cambiamenti nel loro senso di ricompensa e apprendimento. La loro iperattività può essere alleviata. con farmaci usati per trattare i deficit dell'attenzione umana e dell'iperattività ", come chiarisce Partanen.
In sintesi, Partanen indica che, "Nonostante la ricerca attiva, le basi dello sviluppo di molti disturbi comportamentali umani sono ancora poco conosciute. Non sappiamo ancora se le controparti umane dei neuroni che abbiamo studiato siano coinvolte in questi deficit. Tuttavia, dal punto di vista della regolazione comportamentale, questo specifico gruppo di neuroni è molto importante e c'è ancora molto da imparare su di loro ".
Reference:
Francesca Morello, Daniel Borshagovski, Mantas Survila, Laura Tikker, Samir Sadik-Ogli, Anna Kirjavainen, Nuri Estartús, Laura Knaapi, Laura Lahti, Petri Törönen, Linas Mazutis, Alessio Delogu, Marjo Salminen, Kaia Achim, Juha Partanen. Molecular Fingerprint and Developmental Regulation of the Tegmental GABAergic and Glutamatergic Neurons Derived from the Anterior Hindbrain. Cell Reports, 2020; 33 (2): 108268 DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108268
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