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El cerebro da forma la carrocería normal que modela pensó mucho anterior que previamente

El cerebro desempeña un papel activo y esencial pensó mucho anterior que previamente, según la nueva investigación de científicos de la universidad de los penachos que muestra que mucho antes de que el movimiento u otros comportamientos ocurra, el cerebro de una rana embrionaria que las influencias muscle y el revelado del nervio y que protege el embrión contra los agentes que causan defectos de desarrollo. Notable, el cerebro realiza estas funciones mientras que sí mismo todavía se está convirtiendo, marcando las acciones sabidas más tempranas del interfaz de la cerebro-carrocería. Además de determinar estas funciones instructivas esenciales por primera vez, los investigadores de los penachos rescataron con éxito los defectos causados por la falta de un cerebro usando extensamente - las drogas disponibles, humano-aprobadas.

Los descubrimientos, denunciados en comunicaciones de la naturaleza de sept. el 25, podían desplegar la comprensión de la cognición y neuroplasticity humanos y llevar para mejorar maneras de dirigir defectos de nacimiento, los daños de la invitación y regenerado o los órganos del complejo del bioengineer. Las ranas son un modelo ampliamente utilizado en la investigación biomédica porque comparten muchos mecanismos y procesos biológicos básicos con los seres humanos.

“Todo el mundo sabe que el cerebro conduce comportamiento, pero estos datos sugieren que necesitemos revisar nuestra opinión del cerebro como quieta antes de la actividad independiente de un animal. Nuestra investigación muestra que el cerebro está dedicado mucho antes que, antes de que incluso se construya completo. Cuál es determinado prometedor en el lado terapéutico es que podíamos invertir los defectos de desarrollo que resultan en ausencia de un cerebro aplicando manipulaciones bioelectric y del neurotransmisor relativamente simples,” dijimos al autor correspondiente del papel, Michael Levin, Ph.D., el profesor de Vannevar Bush de la biología y el director de los penachos centran para la biología regeneradora y de desarrollo y el centro del descubrimiento de AAllen en los penachos. El centro del descubrimiento de Allen en los penachos se centra en la lectura y la escritura la clave morfogenética que orquestra cómo las células comunican para crear y para reparar formas anatómicas complejas e incluye a investigadores de los penachos, de Harvard, de Princeton, de la Universidad de Chicago y de la universidad de Tel Aviv.

Defectos del “nacimiento” del rescate

Para examinar el papel del cerebro durante el revelado temprano, los investigadores quitaron los cerebros de los embriones de la rana de los laevis del Xenopus 27-1/2 horas después de que los huevos fueron fertilizados, mucho antes ocurre la actividad embrionaria independiente.

Los embriones sin seso mostraron problemas en tres áreas principales. El más obvio era el revelado anormal de los músculos y del sistema nervioso periférico. La densidad del colágeno disminuida, y las fibras de músculo eran más cortas y faltaron modelar característico del cheurón encontrado en embriones normales. Los nervios periféricos también crecieron ectopically y caótico en el enlace, revelando que incluso las regiones lejos del cerebro dependen de su presencia y actividad para la embriogénesis normal.

Además, cuando estaban expuestos a las substancias químicas que no causan defectos de nacimiento en embriones normales, los embriones sin los cerebros desarrollaron deformidades severas, tales como médulas espinales y colas dobladas. Estos resultados demostraron que el cerebro normal ofrece un efecto protector contra la exposición a las influencias que sin la actividad de cerebro actuarían como teratógenos potentes.

Importantemente, los investigadores podían rescatar muchos de estos defectos administrando el scopolamine, una droga usada para regular la función de los nervios humana, o la inyección del ARN de mensajero que codificaba el canal del ión HCN2, que modula señales bioelectric en muchos contextos y animales, incluyendo seres humanos.

“Nuestros datos sugieren que el cerebro ejercite estas funciones usando los canales eléctricos y químicos que comunican localmente y en una distancia. Tales medios de comunicaciones distribuidos podemos poder reparar daño en un sitio de difícil acceso ofreciendo terapias a tejidos fácil-más accesibles. El poder tratar a una porción de la carrocería y ver resultados en otra parte es determinado valioso en especialidades como el neuroregeneration,” dijo al primer autor del papel, neurólogo Celia Herrera-Rincon, Ph.D., investigador postdoctoral en el laboratorio de Levin.

La investigación futura se centrará en decodificar la información específica que es enviada a través de los canales de comunicaciones nuevamente determinados del cerebro, determinando otras estructuras corporales que requieran la presencia del cerebro, explorando importancia en la otra especie, y afilando la capacidad de ofrecer cerebro-como señales en otros contextos de perfeccionar la reparación compleja el modelar y del tejido.

Levin es fascinado determinado por la cuestión de cómo el cerebro, o cualquier estructura, puede entregar la información mientras que todavía se está construyendo y de si otros órganos tienen papeles semejantemente especiales.

“El cerebro y la carrocería forman un bucle de retroalimentación; el cerebro está siendo construido por las actividades que modelan del embrión incluso durante sí mismo está contribuyendo la dirección instructiva a esos procesos -- un equilibrio delicado entre la estructura y la función. La explicación de esto podría llevar a entender cómo los cerebros guardan memorias durante el remodelado y la regeneración masivos. Puede ser que un día poder regenerar las porciones del cerebro mientras que las memorias estaban todavía intactas,” él dijimos. “Hemos encontrado ya que el cerebro realiza funciones importantes en la etapa actual del revelado, y mi conjetura es ésta es solamente la punta del iceberg.”