Jakie czynniki wpływają na wzrost aksonu?
Wzrost aksonu i czynniki, które na niego wpływają, odgrywają znaczącą rolę w określaniu obwodów mózgu. Gradienty molekularne i stężenia, a także wzorce strzelania, pomagają określić kierunek wzrostu aksonów i miejsce, w którym akson tworzy swoje synapsy. Znaczący wysiłek podejmowany w środowisku naukowym ma na celu skatalogowanie i stworzenie kompleksowego przeglądu wszystkich czynników determinujących wzrost aksonu. Proces wzrostu aksonu i związane z nim tworzenie się synaps kontrolują, które komórki w mózgu komunikują się ze sobą bezpośrednio i jak przetwarzana jest informacja.
Semaforyny i pleksyny są klasami cząsteczek wyrażanych w mózgu. Można je wyrażać jako ligandy na powierzchniach komórek lub jako swobodnie pływające, uwolnione cząsteczki, tworząc gradienty gęstości molekularnej w mózgu. W pewnych stężeniach mają zdolność przyciągania aksonów określonych typów komórek, aby rosły w ich kierunku, aw innych stężeniach mają zdolność działania jako repelenty. To pozwala im działać jako prowadnice podczas faz wzrostu aksonu, ale unikać po prostu przyciągania wszystkich lokalnych aksonów do wzrostu w kierunku komórki uwalniającej molekularne cząsteczki prowadzące.
Istnieją jeszcze inne skojarzenia wzrostu aksonów wyrażone w przysłowie: „komórki, które strzelają razem, łączą się ze sobą”. Oznacza to, że komórki pewnych typów klas lub komórki przetwarzające pewną klasę informacji będą miały określone prawdopodobieństwo utworzenia synaps z innymi komórkami w motywach obwodów neuronowych. Zjawisko to powoduje powtarzające się wzorce obwodów w mózgu, które naukowcy mogą wykorzystać, aby zrozumieć, w jaki sposób mózg przetwarza informacje.
Bardzo wcześnie w rozwoju komórkowym neuron ma wiele niezróżnicowanych neurytów. Te komórkowe procesy somatyczne pozostają nieokreślone, dopóki nie wystąpią pewne okoliczności, takie jak kontakt z innymi pobliskimi komórkami lub ekspozycja na pewne cząsteczki lub czynniki wzrostu, które powodują różnicowanie, w którym jeden neuryt staje się aksonem, a pozostałe neurity w komórce somy rozwijają się jako dendryty. Kiedy tak się dzieje, neuryt, który staje się aksonem, zaczyna się wydłużać i rozwijać cechy podobne do aksonu. Te cechy będą obejmować brak kolców dendrytycznych, cieńszy wygląd niż inne neurity i wspólne końcowe arborizacje.
Podczas rozwoju mózgu aksony mają również tendencję do wzrostu w kierunkach, które są później przycinane w miarę dojrzewania organizmu. Jest to uważane za ewolucyjny powrót, ponieważ te wkłady mogły kiedyś zostać użyte, ale już nie są, podobnie jak ludzki płód rozwija ogon, ale ta cecha wkrótce zanika. Chociaż może wydawać się zbędne, aby wzrost aksonu rozwijał się tylko po to, aby był konsekwentnie przycinany, należy wziąć pod uwagę wiele czynników, które określiły sposób, w jaki ukształtowały się obwody neuronowe. Nieco pozorna nadmiarowość w rozwoju może mieć własne zastosowania, które obecnie są poza naukowym zrozumieniem.