Gelişmekte olan beyin korteksindeki nöronal hücrelerin göçü, beyin ve beyin ağlarının düzgün gelişimi için önemlidir. Embriyonik gelişim sırasında, merkezi sinir sistemi birkaç farklı adımda gelişir. İlk önce, korda dorsalis ektoderm’e bir nöral kıvrım oluşturması talimatını verir, bundan sonra bu kıvrımın kapanması nöral tüpün oluşumuna yol açar. Daha sonra, nöral tüpün bölümlenmesiyle sırasıyla ön beyin, orta beyin ve arka beyinde oluşan Prosencephalon, Mezensefalon ve Rombensefalon oluşumuyla sonuçlanır. Bu farklı alanların gelişmesinden sonra, nöronal hücrelerin doğuşu başlar ve bu hücreler uygun pozisyonlarına doğru göç etmeye başlar.
Hücre göçü, embriyonik gelişim, bağışıklık ve yara iyileşmesi de dahil olmak üzere birçok fizyolojik fonksiyon için gerekli olan doğal bir işlemdir. Bu süreç, hücre iskeletinin yeniden biçimlenmesini düzenleyen farklı düzenleyici efektörler tarafından kontrol edilir.
Korteks’in en dış tabakasındaki hücreler tarafından yapılan beyindeki nöronların doğru konumlandırılması için Reelin adlı bir sinyal proteini bulunur. Hücre dışı matrisin bir glikoproteini olan Reelin, gelişmekte olan beyin korteksinde, pial yüzeyinin altında bulunan Cajal-Retzius nöronları dahil bir nöron alt grubu tarafından salgılanır. Nöronal göç ve konumlandırmanın ana düzenleyicisidir.
Son zamanlarda, mitokondriyal kalsiyum uniporter (MCU) ve ilişkili düzenleyicilerin tanımlanması, hem mitokondriyal hem de hücresel homeostazda kalsiyum için yeni fizyolojik rollerin tanımlanmasına olanak sağlamıştır. Yapılan çalışmalarda mitokondriyal kalsiyum homeostazının hücre göçünü düzenlemesindeki önemi vurgulanmaktadır.
Şekilde yüksek kalsiyum konsantrasyonlarına sahip, geçici ve lokalize mikro alanların, göç eden hücrelerin önünde daha aktif olduğu gösterilmiştir[2].
Beyin neokorteksi, insanlarda bilinçli düşünce ve dil gibi daha yüksek beyin fonksiyonlarından sorumludur. Neokortekste, nöronlar tam olarak altı katmanlı bir yapıda düzenlenmiştir. Neokortikal yapı, sıralı milyarlarca nöron üretimi ve fetal dönemde beyin yüzeyinde göçler ile oluşur.
Bu beyin yüzeylerindeki sinapslar nöronları bağlayan yapılardır. Olgun nöronlarda, sinapslar nöronların birbirleriyle iletişim kurmasına izin vermek için kritik öneme sahiptir ve bu iletişim neredeyse tüm nöronal fonksiyonlar için esastır.
Şekilde alt plak nöronlarının sinaps yoluyla çok kutuplu göç eden nöronlara sinyal gönderdiği gösterilmiştir[4].
Nöronal Migrasyon Doğum Sonrasında Gerçekleşir Mi?
UC San Francisco’daki araştırmacılar, doğumdan sonraki ilk birkaç ay boyunca inhibitör nöronların beynin ön korteksine daha önce bilinmeyen bir kitle göçünü keşfetti ve daha önce fark edilmemiş bir beyin gelişimi aşamasını ortaya çıkardılar.
Doğumdan sonra beynin ön tarafındaki orbito-frontal kortekse göç eden küçük olgunlaşmamış nöron popülasyonları belirlendi. Yeni yapılan çalışmada, Pediatrik Beyin Doku Bankası’ndan gelen beyin dokusu, göç eden nöronlar için histolojik lekeleri kullanarak incelenmiştir. Bu çalışmalar olgunlaşmamış kümeleri, yeni doğan beyninin ön lobunda, sıvı dolu lateral ventriküllerin üzerinde geniş bir şekilde derin dağılmış göç eden nöronları ortaya koymuştur. Kümelerin üç boyutlu yapısının MRG görüntülemesi ventriküllerin önünde ve üstünde bir başlık gibi oturan ve kaşların arkasından başın üst kısmına kadar uzanan, uzun bir göç eden nöron yayını ortaya çıkarmıştır. Beynin ön lobunun bir parçası olan sipülat korteksin daha ileri histolojik çalışmaları, Arc nöronlarının ventriküllerden kortekse doğru dışa göç ettiklerini, yaşamın ilk üç ayında, farklı birçok inhibitör nöron alt tipine ayrıldıklarını göstermektedir.
UCSF’de nöroloji profesörü ve yeni çalışmanın lideri olan Mercedes Paredes cümlesi ile;
“Bu sonuçlar, daha önce hiç fark etmediğimiz yepyeni bir insan beyni gelişimi aşaması olduğunu gösteriyor.”
Kaynakça:
1- Dudok, J. J., Leonards, P. E., & Wijnholds, J. (2017). Genetic and Molecular Approaches to Study Neuronal Migration in the Developing Cerebral Cortex. Brain sciences, 7(5), 53.
2- Paupe, V., & Prudent, J. (2018). New insights into the role of mitochondrial calcium homeostasis in cell migration. Biochemical and biophysical research communications, 500(1), 75-86.
3- Qin, R., Cao, S., Lyu, T., Qi, C., Zhang, W., & Wang, Y. (2017). CDYL deficiency disrupts neuronal migration and increases susceptibility to epilepsy. Cell reports, 18(2), 380-390.
4- del Toro, D., Ruff, T., Cederfjäll, E., Villalba, A., Seyit-Bremer, G., Borrell, V., & Klein, R. (2017). Regulation of cerebral cortex folding by controlling neuronal migration via FLRT adhesion molecules. Cell, 169(4), 621-635.
5- Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science, ”Synaptic communication controls neuronal migration”, 2018.
6- Zimmer-Bensch, G. (2018). Diverse facets of cortical interneuron migration regulation–implications of neuronal activity and epigenetics. Brain research, 1700, 160-169.
Yazı Sahibi
Begüm Sargon
İlkokul birinci sınıftan beri bilim insanı olma hedefime Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü'nde lisans eğitimi alarak başladım. 2020 mezunu bir biyolog olarak yeni yapılan çalışmalarda görev alıp bilime katkı sağlamayı hedefliyorum. Bilim ve doğanın içerisinde olmayı çok seviyorum 🙂
[…] 27. haftaların sonunda oluşur. Doğumdan itibaren gelişmiş bir beyin yapısına ulaşmak için nöronal migrasyon, miyelinizasyon, sinaptogenez gibi işlemler gerçekleşir. Nöronlar kimyasal uyaranları […]