Embryogenesen av den prefrontala hjärnbarken

Jag har i tre tidigare inlägg behandlat frågeställningen om hur förstoringen av hjärnbarken går till under embryogenesen, här, här och här.

Den centrala frågeställningen gällde hur man kan tänka sig att den prefrontala hjärnbarken tillkommit evolutionärt, som med sin speciella uppkoppling på den övriga hjärnbarken anses ha en viktig överordnad funktion.

Går det att spåra dubbleringen av den prefrontala hjärnbarken i embryogenesen, som är en av de få skillnader som finns mellan oss och schimpansen (1)?

Vid 4-5 veckors gestation kan man se den främre delen av neuralröret som kallas telencephalon. I en bok från 2002 (2) finns det information om att detta område kan delas in i ett nätverk ("grid") som utvecklas enligt nätet till hjärnans olika delar. Det är molekylära markörer som står för denna longitudinella och tangentiella indelning (3). Skador i denna utveckling anses kunna ge upphov till autism.

Det är dock intressant att notera att en ökad incidens av mental retardation ej observerades efter Hiroshima och Nagasaki bomberna före 8 veckors gestation. Effekten var som störst mellan 8 och 15 veckor (4).

Hos människa produceras neuronen i hjärnbarken mellan dag 40 och 125 (5). Axoner och dentriter formas efter cellerna har migrerat färdigt. Dessa neuron produceras under 11 celldelningar hos musen, 28 hos macaquen och med c:a 34-35 celldelningar hos människan.

Det är alltså en förstoring av neuralröret via det pseudostratifierade endotelcellslagret vid håligheten i röret (lumen) som äger rum innan nervceller bildas som är orsaken till den primära indelningen av hjärnans olika delar.

2002 är relativt sent så frågan är om så värst mycket mer är känt idag om den indelning som leder till den prefrontala hjärnbarkens uppkomst och uppkoppling. Uppkopplingen är mer unik än strukturen på hjärnbarken så det mest intressanta evolutionärt är kanske hur axoner och dendriter formas och de processer och gener som styr detta skeende. Det är dock troligt att en del av telencephalon vid vecka 5-7 predisponeras till att bli den prefrontala hjärnbarken utan att en enda nervcell ännu existerar.

Jag fortsätter letandet...

Referenser:

1. Hill, R. S. and Walsh C. A. Molecular insights into human brain evolution. (2005) Nature, 437, 64-67.
2. Nowakowski, R. S. and Hayes N. L. (2002) Principles in CNS development. in: Brain Development and Cognition (Johnson, Mark H., Munakata, Yuko, and Gilmore, Rick O. eds) s66. Blackwell Publishing.
3. Rubinstein, J. L. R. och Shimamura, K. (1997) Regulation of patterning and differrentiation in the embryonic vertebrate forebrain. in: Molecular and Cellular Approaches to Neural Development (Cowan, W. M., Jessell, T. M., and Zipursky, S. L., eds.) s356-90. Oxford University Press.
4. Otake, M. and Schull, W. J. (1984) In utero exposion to A-bomb radiation and mental retardation; a reassessment. British Journal of Radiology, 57, 409-14.
5. Rakic, P. (2002) Intrinsic and extrinsic determinants of neocortical parcellation: A radial unit model. in: Brain Development and Cognition (Johnson, Mark H., Munakata, Yuko, and Gilmore, Rick O. eds) s66. Blackwell Publishing.