En av de stora frågorna för neurobiologi, hur hjärnan är uppbyggd under fosterutvecklingen, skulle kunna lösas av en ung fransk forskare i ett prisbelönt projekt som anordnades av European Science Foundation (ESF) och Europeiska Heads of Research Councils (EuroHORCs) .
Sonia Garel har vunnit en av de prestigefyllda EURYI Awards beviljas årligen till unga forskare att bedriva sin banbrytande forskning om däggdjur framhjärnan utveckling. Hon kommer att ta itu med ett antal grundläggande frågor som berör både de ledningar i hjärnan under uppväxten, och hur evolutionen körde fram sofistikerade neurala kretsar förknippas med däggdjur.
Garel kommer att fokusera på två viktiga processer i utvecklingen av neurala kretsar i forebrains av unga däggdjur när de växer. En av dessa processer avser bildandet av kopplingar mellan nervceller, de nervceller i hjärnan. Dessa anslutningar behövs för att bearbeta sensorisk information, utföra motoriska funktioner, och ger nätet för kognitiva förmågor. De består av nervfibrer som kallas axoner, som utför elektriska impulser mellan nervceller. Den andra viktiga processen innebär migration av hjärnceller till rätt positioner efter tillverkningen. Som Garel noteras är dessa två processer samordnas i utvecklingen av däggdjur hjärnan, och ändå har hittills studerats separat för enkelhetens skull. Garel och hennes kollegor har redan brutit ny mark genom att påvisa sambandet mellan axonet bildas, och migration av celler i hjärnan.
"Medan axon vägledning och cell migration har ofta studerats som oberoende processer har vår grupp visas för första gången som de elegant samordnas för att säkerställa bildandet av en större långsiktig anslutning av däggdjur hjärnan, thalamocortical projektion", säger Garel. Den thalamocortical projektion är en av de stora evolutionära utvecklingen av framhjärnan, bestående av knippen av axonal anslutningar som förbinder två viktiga centra, thalamus, som reläer extern sensorisk information och hjärnbarken, den mest utvecklade regionen bestående av så kallade grå .
Den thalamocortical prognoser, som först dök upp i reptiler, har byggts hos gnagare och primater, och är därför av stort intresse för studiet av neurologiska utveckling. Denna fas av snabbare förändringar i samband korrelerar med en ökning i cell migration i hjärnan. Men det fanns ett pris att betala för denna finess i form av sjukdomar med neurologisk dysfunktion, vilket särskilt drabbar människor. Garel hoppas att hennes arbete kommer också att främja förståelse för några av dessa sjukdomar, som kan uppstå genom brister både i det nätverk av axonal anslutningar och i processen för cell migration.
"Förstå hur neurala kretsar är utarbetade under däggdjur framhjärnan utveckling är avgörande för att få insikt i sin normala funktion och att göra framsteg i vår förståelse av neurologiska och psykiska störningar", säger Garel. Men fel i cell migration kan vara lika skadligt. "Under utveckling är cell migration viktigt att kontrollera placeringen av celler i hjärnan, och hur celler rör brister har förknippats med flera neuropsykiatri sjukdomar som epilepsi, schizofreni eller bipolär sjukdom," sade Garel.
Garel kommer att bedriva sin forskning på möss, i syfte att öka förståelsen för hur cellens migration och axonal krets utveckling passar ihop. "Vi har visat att i möss embryon, vandrande celler fungerar som dynamiska vägmärken för att styra växande axoner mot deras slutgiltiga mål i hjärnan", säger Garel. "Vår studie öppnar därmed en ny perspektiv på betydelsen av cell migration i bildandet av hjärnans anslutningar under normal och patologisk utveckling."
http://www.esf.org/