Quali fattori influenzano la crescita degli assoni?
La crescita degli assoni e i fattori che la influenzano svolgono un ruolo significativo nel determinare i circuiti del cervello. I gradienti e le concentrazioni molecolari, nonché i modelli di fuoco, aiutano a determinare la direzione della crescita assonale e dove l'assone forma le sue sinapsi. Uno sforzo significativo in atto all'interno della comunità scientifica è finalizzato alla catalogazione e alla creazione di una panoramica completa di tutti i fattori che determinano la crescita degli assoni. Il processo di crescita degli assoni e il controllo della formazione di sinapsi associati controllano quali cellule del cervello comunicano direttamente tra loro e come vengono elaborate le informazioni.
Semaforine e plexine sono classi di molecole espresse nel cervello. Possono essere espressi come ligandi sulle superfici cellulari o come molecole libere fluttuanti, che formano gradienti di densità molecolare all'interno del cervello. Ad alcune concentrazioni hanno la capacità di attrarre assoni di particolari tipi di cellule per crescere verso di loro e ad altre concentrazioni hanno la capacità di agire come repellenti. Ciò consente loro di fungere da guide durante le fasi di crescita degli assoni, ma per evitare semplicemente di trascinare tutti gli assoni locali per crescere verso la cellula rilasciando le molecole molecolari di guida.
Ci sono ancora ulteriori associazioni di crescita degli assoni espresse nell'adagio, "le cellule che si accendono insieme si legano insieme". Vale a dire, le cellule di determinati tipi di classe o le cellule che elaborano una determinata classe di informazioni avranno una determinata probabilità di formare sinapsi con altre cellule in motivi di circuiti neurali. Questo fenomeno crea ripetuti schemi circuitali all'interno del cervello, che gli scienziati possono utilizzare per aiutare a capire come il cervello elabora le informazioni.
Molto presto nello sviluppo cellulare, un neurone ha molti neuriti indifferenziati. Questi processi somatici cellulari rimangono indeterminati fino a quando si verificano determinate circostanze, come il contatto con altre cellule vicine o l'esposizione a determinate molecole o fattori di crescita che causano differenziazione, in cui un neurite diventa un assone e i neuriti rimanenti sul soma cellulare si sviluppano come dendriti. Quando ciò accade, il neurite che diventa l'assone inizia ad allungarsi e sviluppare caratteristiche simili all'assone. Queste caratteristiche includeranno una mancanza di spine dendritiche, un aspetto più sottile rispetto agli altri neuriti e arborizzazioni terminali comuni.
Durante lo sviluppo del cervello, gli assoni hanno anche la tendenza a crescere in direzioni che vengono successivamente potate via man mano che l'organismo matura. Questo è considerato un ritorno al passato evolutivo, poiché questi input potrebbero essere stati usati una volta ma non lo sono più, più o meno allo stesso modo in cui un feto umano sviluppa una coda ma quella caratteristica scompare presto. Mentre può sembrare ridondante che la crescita degli assoni si sviluppi solo per essere costantemente potata indietro, si devono considerare i molti fattori che hanno determinato il modo in cui si è formata la circuiteria neurale. Un po 'di ridondanza apparente nello sviluppo potrebbe avere i suoi usi che sono attualmente al di là della comprensione scientifica.