Vilka faktorer påverkar Axon-tillväxten?

Axontillväxt och de faktorer som påverkar den spelar en viktig roll för att bestämma hjärnans kretsar. Molekylära lutningar och koncentrationer, liksom avfyrningsmönster, hjälper till att bestämma riktningen för axonal tillväxt och var axonet bildar dess synapser. En betydande insats som pågår inom det vetenskapliga samfundet syftar till att katalogisera och skapa en omfattande överblick över alla faktorer som avgör axontillväxt. Processen för axontillväxt och den tillhörande synapsbildningen styr vilka celler i hjärnan som kommunicerar direkt med varandra och hur information bearbetas.

Semaforiner och plexiner är klasser av molekyler som uttrycks i hjärnan. De kan uttryckas som antingen ligander på cellytor eller som fritt flytande, frisatta molekyler och bildar molekylära densitetsgradienter i hjärnan. Vid vissa koncentrationer har de förmågan att locka axoner av speciella celltyper för att växa mot dem och vid andra koncentrationer har de förmågan att agera som repellanter. Detta tillåter dem att fungera som guider under axontillväxtfas, men att undvika att helt enkelt dra alla lokala axoner för att växa mot cellen som släpper molekylära ledningsmolekyler.

Det finns ytterligare axontillväxtassociationer uttryckta i ordspråket, "celler som skjuter ihop trådar ihop." Det vill säga celler av vissa klasstyper eller celler som bearbetar en viss informationsklass har en bestämd sannolikhet för att bilda synapser med andra celler i nervkretsmotiv. Detta fenomen skapar upprepade kretsmönster i hjärnan, som forskare kan använda för att förstå hur hjärnan bearbetar information.

Mycket tidigt i cellutvecklingen har en neuron många odifferentierade neuriter. Dessa cellulära somatiska processer förblir obestämda tills vissa omständigheter inträffar, som kontakt med andra närliggande celler eller exponering för vissa molekyler eller tillväxtfaktorer som orsakar differentiering, där en neurit blir en axon och de återstående neuriterna i cellen soma utvecklas som dendriter. När detta händer börjar neuriten som blir axon att förlänga och utveckla axonliknande egenskaper. Dessa egenskaper kommer att inkludera brist på dendritiska ryggar, ett tunnare utseende än de andra neuriterna och vanliga terminala arboriseringar.

Under hjärnutveckling har axoner också en tendens att växa i riktningar som senare beskärs när organismen mognar. Detta anses vara en evolutionär kast, eftersom dessa insatser en gång kan ha använts men inte längre är, ungefär på samma sätt som ett mänskligt foster utvecklar en svans men den egenskapen försvinner snart. Även om det kan verka överflödigt att få axontillväxt att utvecklas endast för att konsekvent beskäras, måste man ta hänsyn till de många faktorer som har bestämt hur neuralkretsar har bildats. Lite till synes redundans i utvecklingen kan ha sina egna användningsområden som för närvarande är utanför vetenskaplig förståelse.