Sich ausbreitende Aktivitätswellen wurden in verschiedenen Regionen des Gehirns wie dem visuellen Kortex charakterisiert (Nauhaus et al., 2012) . Kürzlich wurde erstmals berichtet, dass sie vorübergehend während der Entwicklung des Kleinhirns auftreten (Watt et al., 2009) .
Ich bin gespannt, wie wichtig sie während der frühen Entwicklung sind und warum sie vorübergehend sind, was die Autoren sicher auch versucht haben zu beantworten.
Ich habe schon früher davon gehört, dass die neuronale Aktivität wichtig ist, um innerhalb eines Netzwerks eine korrekte Konnektivität zu beschneiden und zu bilden. Beispielsweise wurde gezeigt, dass Aktivitätswellen für die Entwicklung präziser retinotopischer Karten erforderlich sind (Chang et al., 2005) .
Ich bin kein Experte und mit der Geschichte oder Literatur der Neuroentwicklung nicht vertraut, daher möchte ich fragen, ob jemand, der besser informiert ist, beschreiben kann, was über Wellenaktivität während der frühen Gehirnentwicklung in anderen Gehirnbereichen bekannt ist. Wie helfen Wellen bei der richtigen Schaltungsbildung in diesen anderen Regionen? Ich hoffe, dies könnte einen Einblick in seine Rolle im Kleinhirn geben.
Nauhaus, I., Busse, L., Ringach, DL, und Carandini, M. (2012). Robustheit von Wanderwellen bei laufender Aktivität des visuellen Kortex. The Journal of Neuroscience, 32(9):3088–3094. doi:10.1523/JNEUROSCI.5827-11.2012
Watt, AJ, Cuntz, H., Mori, M., Nusser, Z., Sjöström, PJ, und Häusser, M. (2009). Wanderwellen in der sich entwickelnden Kleinhirnrinde, vermittelt durch asymmetrische Purkinje-Zell-Konnektivität. Nature Neuroscience, 12(4):463–473. doi:10.1038/nn.2285
Cang, J., Renterı́a, RC, Kaneko, M., Liu, X., Kopenhagen, DR, und Stryker, MP (2005). Die Entwicklung präziser Karten im visuellen Kortex erfordert eine gemusterte spontane Aktivität in der Netzhaut. Neuron, 48(5):797–809. doi:10.1016/j.neuron.2005.09.015
Wandernde Wellen sind ein Entwicklungsmechanismus, um neuronale Schaltkreise zu „primen“. Bei einem reifen Erwachsenen ermöglichen bestimmte Mechanismen die Stärkung und Schwächung von Synapsen (LTP/LTP, Wachstum dendritischer Wirbelsäule usw.). Dieselben Mechanismen werden während der Entwicklung verwendet, um eine anfängliche Konnektivität zu erreichen. Damit diese jedoch funktionieren, muss Spiking-Aktivität vorhanden sein. Die Erfahrung wird später komplexe und bedeutungsvolle Aktivitätsmuster zwischen Strukturen hervorbringen, die wiederum komplexe und bedeutungsvolle Muster der Konnektivität hervorbringen. Bis dahin müssen die neuronalen Strukturen synaptisch verknüpft werden, damit das Lernen nach der Geburt beginnen kann.
Bestimmte zelluläre Mechanismen lenken das Axonwachstum, und diese vorübergehende platzende Aktivität "fängt" die Spezifität dieser Wucherungen als Synapsen ein. Wenn diese sprunghafte Aktivität unterbrochen wird, gehen die genauen topografischen Verbindungen verloren.
Verweise
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0896627393901228 http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.neuro.28.061604.135714?journalCode=neuro
Artem Kaznatcheev