Hvilke faktorer påvirker Axon vekst?

Axonvekst og faktorene som påvirker den, spiller en betydelig rolle i å bestemme kretsløpet til hjernen. Molekylære gradienter og konsentrasjoner, så vel som skuddmønster, er med på å bestemme retningen for aksonal vekst og hvor aksonet danner synapser. En betydelig innsats som er i gang innen det vitenskapelige samfunnet er rettet mot å katalogisere og lage en omfattende oversikt over alle faktorene som bestemmer aksonvekst. Prosessen med aksonvekst og den tilhørende synapdannelse styrer hvilke celler i hjernen som kommuniserer direkte med hverandre og hvordan informasjon blir behandlet.

Semafhoriner og plexiner er klasser av molekyler uttrykt i hjernen. De kan uttrykkes som enten ligander på celleoverflater eller som frittflytende, frigjorte molekyler, og danner molekylære tetthetsgradienter i hjernen. Ved visse konsentrasjoner har de evnen til å tiltrekke seg aksoner av bestemte celletyper for å vokse mot dem, og ved andre konsentrasjoner har de evnen til å fungere som avvisende midler. Dette gjør at de kan fungere som guider i aksonvekstfaser, men for å unngå å bare trekke alle lokale aksoner for å vokse mot cellen som frigjør molekylære ledermolekyler.

Det er fortsatt ytterligere aksonvekstforbindelser uttrykt i ordtaket, "celler som skyter sammen ledning sammen." Det vil si at celler av bestemte klassetyper eller celler som behandler en viss klasse med informasjon vil ha en bestemt sannsynlighet for å danne synapser med andre celler i nevrale kretsmotiver. Dette fenomenet skaper gjentatte kretsløpsmønstre i hjernen, som forskere kan bruke til å forstå hvordan hjernen behandler informasjon.

Veldig tidlig i cellulær utvikling har en nevron mange udifferensierte nevreter. Disse cellulære somatiske prosessene forblir ubestemte inntil visse omstendigheter oppstår, som kontakt med andre celler i nærheten eller eksponering for visse molekyler eller vekstfaktorer som forårsaker differensiering, der en nevritt blir et akson og de gjenværende nevrittene på cellen soma utvikler seg som dendritter. Når dette skjer, begynner nevritten som blir aksonet å forlenge og utvikle aksonlignende egenskaper. Disse egenskapene vil inkludere mangel på dendritiske ryggrader, et tynnere utseende enn de andre nevrittene og vanlige terminale arborisasjoner.

Under hjerneutvikling har aksoner også en tendens til å vokse i retninger som senere beskjæres når organismen modnes. Dette anses som et evolusjonært tilbakeslag, ettersom disse innspillene en gang kan ha blitt brukt, men ikke lenger er, på samme måte som et menneskelig foster utvikler en hale, men den egenskapen forsvinner snart. Selv om det kan virke overflødig å få vekst av axon bare for å bli beskjært konsekvent, må man ta hensyn til de mange faktorene som har bestemt hvordan nevrale kretsløp har dannet seg. Litt tilsynelatende overflødighet i utviklingen kan ha egne bruksområder som for tiden er utenfor vitenskapelig forståelse.