“健谈”细胞有助于构建大脑

大脑皮层控制着感知、思考和认知等高级过程，是哺乳动物中枢神经系统中最复杂的结构。尽管人们对这一大脑区域的复杂结构了解甚多，但控制其形成的过程仍不确定。日本理化研究所发育生物学中心的Carina Hanashima领导的研究现在已经揭示了细胞之间的反馈以及分子因素是如何在小鼠胚胎发生过程中帮助形成皮层发育的。

大脑皮层由层层相互连接的细胞组成，这些细胞以特定的顺序产生于祖细胞．首先形成相对细胞稀疏的外层，然后是密集的深层，最后是紧密排列的上层。Hanashima和她的同事们很想知道这些不同的层是如何形成的，所以他们创造了一个小鼠模型，使他们能够控制一种特定蛋白质Foxg1的表达，这种蛋白质已知参与其中皮质的发展．

Foxg1基因，如果在胚胎发育末期，在外层神经元形成后被打开，就会触发深层神经元的产生，然后是上层神经元的产生(图1)。研究人员发现，它是通过抑制外层神经元中另一种名为Tbr1的基因的活性来实现这一目的的。

然而，遗传并不是影响这种复杂层流结构发展的唯一因素。在另一项实验中，研究人员让胚胎自然发育，直到深层神经元形成，然后他们有选择地杀死这些细胞。在一个时间点上，当深层细胞的生产通常已经停止，它反而继续。缺乏来自深层神经元的“生产停止”信号导致祖细胞继续制造深层神经元。“在这项研究之前，没有证据表明有丝分裂后之间有任何反馈神经元和祖细胞，”Hanashima说，“但我们已经证明，这两种细胞类型确实可以交流。”

外在的，细胞的因素和内在的，遗传的线索都有助于引导皮质发展．这种机制使发育中的大脑能够平衡各种不同的细胞类型发现于新皮层:它使大脑在一种类型的细胞产生过少的情况下进行灵活调整。尽管细胞老鼠和人类的胚胎期和妊娠期有显著差异，这两个物种被赋予了几乎相同的基因工具包，因此研究人员认为，人类的新皮层很可能是以相同的方式产生的。

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