Language
Country/Area
No result found
Những thay đổi tuyệt vời của tấm thần kinh: làm thế nào để thay đổi từ cấu trúc phẳng sang cấu trúc hình ống?
Trong quá trình phát triển phôi của động vật có xương sống có một quá trình quan trọng gọi là hình thành tấm thần kinh, đó là quá trình gấp tấm thần kinh vào trong ống thần kinh. Khi phôi ở giai đoạn này, nó được gọi là tế bào thần kinh. Quá trình này bắt đầu bằng việc hình thành dây sống, điểm khởi đầu của hệ thần kinh trung ương, có chức năng truyền tín hiệu cho ngoại bì phía trên để tạo thành tấm thần kinh dày và phẳng. Khi tấm thần kinh gập vào trong, ống thần kinh hình thành cuối cùng sẽ biệt hóa thành tủy sống, não và cuối cùng là hệ thần kinh trung ương.
Các mô phỏng trên máy tính của các nhà khoa học cho thấy tốc độ xen kẽ tế bào và tốc độ tăng trưởng khác biệt là không thể thiếu trong quá trình hình thành tấm thần kinh ở động vật có vú.
Sự hình thành thần kinh sơ cấp
Khái niệm cảm ứng thần kinh nguyên phát bắt nguồn từ nghiên cứu của Pandor vào năm 1817. Vào thế kỷ 20, sự công nhận quá trình cảm ứng được đánh dấu bằng một loạt thí nghiệm do Hans Spemann và Warren Lewis tiến hành. Spemann đã được trao giải Nobel cho các thí nghiệm do học trò của ông là Hilda Mangold thực hiện nhằm chứng minh sự cảm ứng của lớp ngoài của phôi.
Những phát hiện này cho thấy rằng ngoài môi sau của dây sống, nhiều yếu tố khác, chẳng hạn như độ pH thấp và các yếu tố tăng trưởng, có thể kích hoạt cảm ứng thần kinh. Những phát hiện này đã gây ra một loạt cuộc thảo luận về các yếu tố cảm ứng hóa học và tạo ra một số lượng lớn tài liệu liên quan.
Thay đổi hình dạng
Khi quá trình cảm ứng thần kinh diễn ra, hình dạng của các tế bào tấm thần kinh thay đổi, trở thành tế bào cột cao. Những thay đổi về hình dạng và vị trí của tế bào đều bị ảnh hưởng bởi các vi ống nội bào và actin, một quá trình được gọi là co đỉnh. Sự biến dạng của các tế bào cuối cùng làm cho tấm thần kinh bị xẹp xuống.
Sự thay đổi này là đặc điểm dễ nhận thấy của quá trình biệt hóa, đặc biệt ở một số loài động vật như kỳ nhông.
Quy trình gấp
Quá trình gấp tấm thần kinh thành cấu trúc hình ống được gọi là quá trình tạo dây thần kinh nguyên phát. Do sự thay đổi về hình dạng tế bào, tấm thần kinh tạo thành một điểm bản lề trung gian, dưới áp lực của lớp biểu bì bên ngoài, tấm thần kinh sẽ gấp lại để tạo thành các nếp gấp thần kinh và các rãnh thần kinh.
Sự hình thành các nếp gấp thần kinh đòi hỏi sự điều hòa của các phân tử kết dính tế bào và trong quá trình này, sự biểu hiện của E-cadherin được chuyển đổi thành N-cadherin và N-CAM, từ đó đóng ống thần kinh lại. Các cơ chế chi tiết của quá trình này vẫn đang được nghiên cứu, đặc biệt liên quan đến vai trò của dây sống trong sự phát triển ống thần kinh.
Hình thành mẫu
Theo mô hình cờ Pháp, việc mở tấm thần kinh được hướng dẫn bởi một dải sản phẩm gen. Trong giai đoạn đầu phát triển phôi, các tương tác như yếu tố SHH và các yếu tố phiên mã khác rất quan trọng đối với hình dạng và chức năng của tấm thần kinh.
Những tín hiệu này ảnh hưởng đến việc sản xuất tế bào thần kinh ở các khu vực khác nhau của tấm thần kinh, bao gồm cả sự phát triển của dây thần kinh vận động và cảm giác.
Sự hình thành thần kinh thứ cấp
Sau quá trình thần kinh sơ cấp, sự phát triển sẽ bước vào quá trình thần kinh thứ cấp khi lỗ thần kinh đuôi cuối cùng đóng lại. Trong quá trình này, một số tế bào nội bì và tế bào ngoại bì thần kinh sẽ hình thành các dây tủy, sau đó sẽ ngưng tụ và tách ra, cuối cùng tạo thành một khoang.
Quá trình thần kinh thứ cấp ở người có ảnh hưởng quan trọng đến việc hình thành chính xác phần sau của cột sống. Nếu có vấn đề gì xảy ra trong quá trình phát triển, nó có thể dẫn đến các vấn đề như lưu giữ dây tủy.
Phát triển trí não sớm
Phần trước của ống thần kinh tạo thành ba phần chính của não: não trước, não giữa và não sau. Những cấu trúc này ban đầu xuất hiện dưới dạng các khối phồng lên gọi là túi não sau khi ống thần kinh đóng lại, sự phát triển và phân chia của chúng được kiểm soát bởi nhiều loại gen.
Ống thần kinh sơ khai chủ yếu bao gồm biểu mô thần kinh sinh sản, chứa các tế bào gốc thần kinh chính sẽ tạo ra các tế bào thần kinh trong não thông qua quá trình hình thành thần kinh.
Khiếm khuyết ống thần kinh
Việc không đóng ống thần kinh trong quá trình phát triển tấm thần kinh là một trong những dị tật bẩm sinh phổ biến và gây tàn tật ở người. Trong trường hợp này, bệnh vô não (não kém phát triển) hoặc tật nứt đốt sống (tủy sống không đóng) là những kết quả tương đối phổ biến.
Những quá trình sinh học phức tạp và bí ẩn này khiến con người phải suy nghĩ sâu sắc. Có bao nhiêu bí ẩn chưa được khám phá đằng sau chúng?
