Jaké faktory ovlivňují růst axonů?

Růst axonů a faktory, které jej ovlivňují, hrají významnou roli při určování obvodů mozku. Molekulární gradienty a koncentrace, stejně jako vzorce vypalování, pomáhají určit směr pro růst axonů a kde tento axon tvoří své synapsie. Významné úsilí probíhající ve vědecké komunitě je zaměřeno na katalogizaci a vytvoření komplexního přehledu všech faktorů, které určují růst axonů. Proces růstu axonů a související formace synapse řídí, které buňky v mozku spolu přímo komunikují a jak se zpracovávají informace.

Semaforiny a plexiny jsou třídy molekul exprimovaných v mozku. Mohou být exprimovány jako ligandy na buněčných površích nebo jako volně se pohybující uvolněné molekuly, které v mozku vytvářejí gradienty molekulové hustoty. V určitých koncentracích mají schopnost přitahovat axony konkrétních typů buněk, které k nim rostou, a v jiných koncentracích mají schopnost působit jako odpuzující prostředky. To jim umožňuje fungovat jako vodítka během růstových fází axonů, ale vyhnout se tomu, aby jednoduše přitáhly všechny lokální axony k růstu směrem k buňce a uvolňovaly molekuly molekulárního vedení.

Stále existují další asociace růstu axonů vyjádřené v přísloví „buňky, které spolu navzájem střílejí“. To znamená, že buňky určitých typů tříd nebo buňky, které zpracovávají určitou třídu informací, budou mít určenou pravděpodobnost vytvoření synapsí s jinými buňkami v motivech nervových obvodů. Tento jev vytváří v mozku opakované obvodové vzorce, které vědci mohou použít k pochopení toho, jak mozek zpracovává informace.

Velmi brzy v buněčném vývoji má neuron mnoho nediferencovaných neuritů. Tyto buněčné somatické procesy zůstávají neurčeny, dokud nenastanou určité okolnosti, jako je kontakt s jinými blízkými buňkami nebo vystavení určitým molekulám nebo růstovým faktorům, které způsobují diferenciaci, kde se jeden neurit stává axonem a zbývající neurity na buněčné soma se vyvíjejí jako dendrity. Když se to stane, neurit, který se stane axonem, se začne prodlužovat a rozvíjet vlastnosti podobné axonům. Tyto charakteristiky budou zahrnovat nedostatek dendritických páteří, tenčí vzhled než ostatní neurity a běžné terminální arborizace.

Během vývoje mozku mají axony také tendenci růst ve směrech, které se později zrají, jakmile organismus dozrává. Toto je považováno za evoluční vrácení, protože tyto vstupy mohly být použity, ale již nejsou, podobně jako u lidského plodu se vyvíjí ocas, ale tato charakteristika brzy zmizí. I když by se mohlo zdát nadbytečné, aby se růst axonů vyvíjel pouze proto, aby byl neustále prořezáván zpět, je třeba vzít v úvahu mnoho faktorů, které určovaly způsob, jakým se formovaly nervové obvody. Trochu zdánlivá nadbytečnost ve vývoji může mít svá vlastní využití, která jsou v současné době mimo vědecké porozumění.