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Los maravillosos cambios de la placa neural: ¿cómo pasar de una estructura plana a una tubular?
Durante el desarrollo de los embriones de vertebrados, hay un proceso importante llamado formación de la placa neural, que es el proceso de plegado de la placa neural dentro del tubo neural. Cuando el embrión se encuentra en esta etapa, se llama neurula. Este proceso comienza con la formación de la notocorda, el comienzo del sistema nervioso central, que indica al ectodermo suprayacente que forme la placa neural gruesa y plana. A medida que la placa neural se pliega hacia adentro, el tubo neural resultante eventualmente se diferenciará en la médula espinal y el cerebro y, en última instancia, en el sistema nervioso central.
Las simulaciones por computadora realizadas por científicos muestran que la intercalación celular y las tasas de crecimiento diferencial son parte integral del proceso de formación de la placa neural en los mamíferos.
Neurogénesis primaria
El concepto de inducción neuronal primaria se originó a partir de la investigación de Pandor en 1817. En el siglo XX, el reconocimiento del proceso de inducción estuvo marcado por una serie de experimentos realizados por Hans Spemann y Warren Lewis. Spemann recibió el Premio Nobel por los experimentos de su alumna Hilda Mangold que demostraron la inducción de la capa externa del embrión.
Estos hallazgos sugieren que, además del labio dorsal de la notocorda, muchos otros factores, como el pH bajo y los factores de crecimiento, pueden desencadenar la inducción neural. Estos hallazgos desencadenaron una serie de debates sobre los factores de inducción química y generaron una gran cantidad de literatura relacionada.
Cambios de forma
A medida que avanza la inducción neural, la forma de las células de la placa neural cambia y se convierten en células columnares altas. Los cambios en la forma y posición de las células se ven afectados conjuntamente por los microtúbulos intracelulares y la actina, un proceso llamado contracción apical. La deformación de las células provoca finalmente el aplanamiento de la placa neural.
Este cambio es una característica visible del proceso de diferenciación, especialmente en algunos animales como las salamandras.
Proceso de plegado
El proceso de plegado de la placa neural en una estructura tubular se llama neurulación primaria. Debido a los cambios en la forma de las células, la placa neural forma un punto de articulación intermedio que, bajo la presión de la epidermis externa, hace que la placa neural se pliegue para formar pliegues neurales y surcos neurales.
La formación de pliegues neurales requiere la regulación de las moléculas de adhesión celular y, durante este proceso, la expresión de E-cadherina se convierte en N-cadherina y N-CAM, cerrando así el tubo neural. Los mecanismos detallados de este proceso aún están bajo investigación, particularmente en relación con el papel que desempeña la notocorda en el desarrollo del tubo neural.
Formación de patrones
Según el modelo de la bandera francesa, la apertura de la placa neural está guiada por un gradiente de productos genéticos. En las primeras etapas del desarrollo embrionario, las interacciones como los factores SHH y otros factores de transcripción son fundamentales para la forma y funcionalización de la placa neural.
Estas señales influyen en la producción de neuronas en diferentes áreas de la placa neural, incluido el desarrollo de los nervios motores y sensoriales.
Neurogénesis secundaria
Después de la neurulación primaria, el desarrollo entra en el proceso de neurulación secundaria cuando el neuroporo caudal finalmente se cierra. Durante este proceso, algunas células del endodermo y del neuroectodermo formarán cordones medulares, que luego se condensarán y separarán, formando eventualmente una cavidad.
El proceso de neurulación secundaria en humanos tiene una influencia importante en la correcta formación de la parte posterior de la columna. Si algo sale mal durante el desarrollo, puede provocar problemas como la retención del cordón medular.
Desarrollo temprano del cerebro
La parte frontal del tubo neural forma las tres partes principales del cerebro: el prosencéfalo, el mesencéfalo y el rombencéfalo. Estas estructuras aparecen inicialmente como protuberancias llamadas vesículas cerebrales después del cierre del tubo neural, y su desarrollo y partición están controlados por una variedad de genes.
El tubo neural temprano está compuesto principalmente de neuroepitelio reproductivo, que contiene importantes células madre neurales que darán lugar a neuronas en el cerebro a través del proceso de neurogénesis.
Defectos del tubo neural
La falta de cierre del tubo neural durante el desarrollo de la placa neural es uno de los defectos congénitos comunes e incapacitantes en los seres humanos. En este caso, la anencefalia, donde el cerebro está poco desarrollado, o la espina bífida, donde la médula espinal no está cerrada, son resultados relativamente comunes.
Estos procesos biológicos complejos y misteriosos hacen que la gente piense profundamente ¿Cuántos misterios desconocidos hay detrás de ellos?
