Golan H. 20101

Neural DevelopmentNeural Development

Golan H. 20102

Neural DevelopmentNeural Development

1. General trends in Neurogenesis: Example fromthe development of the cerebral cortex: Differentiation, Migration, Path finding and Synaptogenesis.

2. Molecular signals and activity dependent signaling:Cell-Cell contactCell-Matrix contactBinding of diffusible factors (attraction-repulsion)

3. Cell-Cell signal transmission: Electrical and chemical synapses.

4. Genes vs. environment.

Golan H. 20103

““Vision depends critically on the Vision depends critically on the

right number of cells, right number of cells,

the right ratio of cell types, the right ratio of cell types,

and the right distribution of cells and the right distribution of cells

across the surface of the retina”.across the surface of the retina”.

Walls, 1942.Walls, 1942.

Golan H. 20104

התפתחות התפתחות מוחיתמוחית

בעוברבעובר

במוח תפקודיים מעגלים

תנועה

ראיה

תחושה

עצב 100,000,000,000 תאיגליה 10-50פי תאי

כ יוצר תא (10,000כל סינפסות ) אחרים תאים עם קשרים

Golan H. 20105

First stage: Neurolation

Neuronal tube

Neuronal plate

יצירת הצינור העיצבי – במהלך חודשיים ראשונים להריון

Golan H. 20106

מהצינור העיצבי שלפוחיות5מתפתחות

Second stage: Histogenesis

Golan H. 20107

: כולל זה שלבחלוקת תאים•

התמיינות •

נדידה•

מציאת אתר מטרה לעצבוב על ידי אקסונים•

יצירת סינפסות ובמקביל – התפתחות עץ דנדריטי•

תמותת תאים )התפתחותית(•

Golan H. 20108

: מעורבים ההתפתחות :בתהליך מעורבים ההתפתחות בתהליך

התורשתי המטען סביבה השפעת

: באמצעות נעשית הסביבה השפעתמולקולריים רמזים

חשמלית פעילות

Golan H. 20109

Pia

VZ

CR::::: :::: ::::: :

::::: :::: ::::: :

Pia

::::: :

:::: :

Pia

.:.: :

::::: :::: :

Cortical development

VZ

Pia

Rad

ial G

lia

Golan H. 201010

Cortical development

Cooper, TINS, 2008

Neurons migration

Golan H. 201011

Cortical development

Cooper, TINS, 2008

Golan H. 201012

Cortical development

Golan H. 201013

? לצמוח עליו לאן התא יודע כיצד

?? קשר ליצור עליו תא איזה עם

Golan H. 201014

רמזים מולקולרייםהמופרשים

ידי- עלאו התאים

נמצאיםהתאים גבי על

את מכווניםהצמיחה.

Golan H. 201015

רמזים מולקולריים שייכים למספר "משפחות של מולקולות":

פקטורים נוירוטרופים•

מולקולות אדהזיה •

Golan H. 201016

Environmental effect on Environmental effect on Progenitor cells:Progenitor cells:

Cell-Cell contact (CAM)

Cell-Matrix contact (Integrins)

Binding of diffusible factors to cellular receptors

Golan H. 201017

Golan H. 201018

Contact attraction Contact repulsion

Chemo-attraction Chemo-repulsion

Golan H. 201019

Golan H. 201020

Growth cone filopodia – Axon (presynaptic terminal)

Dendritic filopodia – Dendrite (PSD)

Golan H. 201021

Neurotrophic Factors determines growth direction

Repulsion

Attraction

Growth conesGrowth cones path findingpath finding

Golan H. 201022

Growth conesGrowth cones path findingpath finding

Golan H. 201023

Chemo-attraction Chemo-repulsion

cAMP, cGMP, Ca פעילות חשמלית, תלות במטבוליטים בסביבה:

:cAMP: מגיבים ל 1קבוצה

Ach, BDNF (trk B), Netrin I, MAG

:cGMP: מגיבים ל 2קבוצה

NT-3 (trk C), sema3A, slit

Golan H. 201024 Goodmand and Tessier-Lavigne, 1996

Golan H. 201025 Goodmand and Tessier-Lavigne, 1996

Golan H. 201026 Goodmand and Tessier-Lavigne, 1996

Golan H. 201027

The Slit ligand and Roundabout (Robo) receptors

• Ligand/receptor system that contribute to proper conectivity in both the vertebrate and invertebrate nervous systems.

• Influence neuronal and mesodermal cell migration.

Golan H. 201028 Cell Dev. Biol. 2006. 22:651–75Figure 2

Golan H. 201029

Robo & slit

Golan H. 201030

: צימוח - של אסטרטגיה סיכום

saltatory growthצימוח בסגמנטים –

– choice pointsנקודות החלטה

pioneers and followersצימוח על גבי ראשונים –

push and pullרמזים סביבתיים –

Golan H. 201031

Neuronal Circuit EstablishmentNeuronal Circuit Establishment

Molecular cuesMolecular cues

Neurothropic factors, adhesion molecules, chemoattractants,Chemorepulsive…..

Activity dependent developmentActivity dependent development

Spontaneous – network establishments. Evoke- strengthen of functional networksand elimination of unfunctional connections.