Nerven an neue Grenzen gedehnt

Blauwale können ihren Schwänzen wackeln. Das ist weit von überraschend für fast jedermann außer Neurobiologe. Aber das Meer Säugetier Fähigkeit zur Kommunikation zwischen Gehirn und Schwanzspitze 75 oder mehr Füße entfernt hat eine Gruppe von Wissenschaftlern zu finden, eine neue Möglichkeit, Nerven im Labor wachsen inspiriert.

Diese Nerven könnten eines Tages helfen Menschen mit Rückenmarksverletzungen und anderen Bedingungen – wie bestimmte Arten von Blindheit – in welche Nerven durchtrennt wurden.

Ziel des Unternehmens, sagt Douglas Smith, Direktor des Center der University of Pennsylvania für Hirn-Trauma und Reparatur, soll Lücken im beschädigten Nerven erstrecken. Andere Wissenschaftler konzentrierten sich auf das Wachstum von Nervenfasern oder "Axone," durch die Erhöhung der Wachstumsrate an ihren freien Enden.

Wie wachsen Nerven

Jeder Nerv beginnt als ein Neuron Zelle, die Nervenfasern Tüllen. Dieses Axon entwächst wiederum Kegels"Wachstum" an der Spitze bis zum Erreichen eines bestimmten Neurons um den Stromkreis zu schließen.

Die meisten Nervenwachstum Forschung konzentriert sich auf das Wachstum Kegel Wirksamkeit erhöht, wie Axone über biologische Abgründe zu erreichen Ziel Neuronen zu erreichen. Aber nicht nur ist dieser Prozess langsam, im Labor, das noch nicht es Nerven, die fast lang genug produziert, um die Lücken von menschlichen Rückenmarksverletzungen und viele andere Arten von Nervenschäden produziert span sind.

Wissenschaftler gedacht, dass diese zellulären Babyschritte die einzigen Möglichkeiten, waren Nervengewebe wächst und dass die meisten ein Axon an einem Tag wachsen konnte, weniger als ein Zehntel von einem Zoll (1 Millimeter war), erklärt Smith. Das ist, wo die Wale kommen.

Baby Blauwale wachsen ungefähr 1,6 Zoll (4 cm) pro Tag. Und weil bei der Geburt ein Nerv bereits Wal Gehirn um whale Tail verbindet, gibt es keine exponierten Axon Spitze und also kein Wachstum Kegel dieses rasante Wachstum zu fahren.

"Theoretisch alles, was wir gelernt haben, über Pathfinding mit einem Axon Wachstum Konus gilt nicht", sagte Smith. "Diese Axone wachsen in eine ganz andere Art, eine, die nie untersucht worden ist."

Die wahrscheinlichste Erklärung, sagt er, ist, dass diese Nerven und möglicherweise alle Nerven, eine zweite Möglichkeit zu wachsen, eine, die die zellulären Prozesse beschleunigt. "Die eine Sache, die die treibende Kraft sein muss mechanische", sagte Smith. Wie ein Wal – oder was auch immer – wächst, dehnen, aber dünner als auch die Nerven. Wenn diese Ausdünnung wurden weiterhin, bis der Wal Wal-Größe war, würde die Nerven unglaublich dünn gestreckt werden. Aber irgendwie die Nerven verdicken, wie die Kreatur reift.

Natur kopieren

Smiths Gruppe ist Nachahmung dieses natürliche System, um Bündel von langen Nerven, so genannte "dreidimensionale neuronale Netze,", die eines Tages über beschädigte Nerven als Brücke dienen könnte.

Die Wissenschaftler beginnen mit Rattenneuronen, die sie auf zwei Kunststoff-, Nährstoff-gefüllte Teller streuen. Wie jedes Neuron, keimen diese Axone, die Nervenfaser selbst. Dann setzen die Wissenschaftler die Platten dicht beieinander, Zureden die Axone Wachstum Kegel auf jeder Platte anschließen Neuronen andererseits, was vollständige und intakte Nerven, die von Platte zu Platte ausgeführt.

Nächsten computergesteuerte Mikromotoren langsam trennen die Platten (zu schnell und sie schnappen), Dehnung der Nerven wie ein Ketzer auf einem mittelalterlichen Gestell.

Derzeit die Nerven erstreckte sich bis fast einen halben Zoll (1 Zentimeter) pro Tag und gewachsen bis 4 Zoll (10 Zentimeter) lang.

Smiths Gruppe verarbeitet dann diese länglichen Nerven um ein tragbares neuronales Netz zu konstruieren. Die Nerven werden aus der Kultur-Umgebung entfernt, in denen sie gewachsen waren und sind mit einem Bett von nährstoffreichen Kollagen, die dann wie eine Hostess Ho Ho aufgerollt wird abgedeckt.

Ein Mitglied der Smiths Group, Akira Iwata, hat Nerven Rollen in Laborratten, implantiert, Überbrückung Kürzungen bei den Tieren Rückenmark. Die importierten Nerven nicht nur überlebt für mindestens einen Monat, aber auch mit den Nerven im Rückenmark die Ratten verbunden. Diese Arbeit wurde in der Februar 2006 Ausgabe des Journals Tissue Engineeringbeschrieben.

Bald, Smith sagt, plant der Konzern zu testen, ob die neue Nerven wirklich Informationen übermitteln können. Nur gerade die Tiere zu sehen, ob sie sich erholen ist nicht genug, denn – zum Glück für Ratten, aber leider für dieses Experiment – Ratten sind weit besser zu Verletzungen des Rückenmarks als Menschen überleben.

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