The fronto-temporal cortex has increased subcortical connectivity in utero and plasticity in adulthood

科学分野:

• 神経科学
• 発生神経科学
• 脳画像法

背景:

• 成人大脳皮質は領域特異的な機能的専門化を示しますが、これらの機能の発達軌跡と維持については完全には理解されていません。
• 皮質領域における早期および後期の違いを調査することは、脳の発達と機能を理解するために不可欠です。

研究 の 目的:

• コネクトミクスとトランスクリプトミクスを用いて、ヒトの皮質領域における早期（胎児期）および後期（成人期）の違いを調査すること。
• 皮質領域の接続性、可塑性、および発がん脆弱性の関係を探求すること。

主な方法:

• ヒトの胎児および成人の脳コネクトームとトランスクリプトーム（両性）を活用しました。
• 妊娠24週における領域別接続パターンを解析しました。
• 成人皮質領域におけるミエリン量、ペリニューロンネットワーク遺伝子、および前駆細胞マーカーの発現を調べました。

主要な成果:

• 24週において、前頭側頭領域は皮質下領域との接続性が不釣り合いに高く、早期の統合的役割を示唆しています。
• 成人前頭側頭皮質は、ミエリン量の低下、ペリニューロンネットワーク遺伝子発現の低下、および前駆細胞マーカー発現の上昇を示し、可塑性の亢進を示唆しています。
• 頭頂および後頭領域は、可塑性の低下と一致する特性を示しています。
• 前頭側頭皮質の可塑性の亢進は、神経膠腫の発生率の上昇および神経膠腫関連遺伝子の発現と相関しています。

結論:

• 皮質領域の機能的違いは、早期の接続パターンと成人の可塑性の違いから生じます。
• 前頭側頭皮質の可塑性の亢進は、柔軟な神経応答と領域横断的な機能のサポートに寄ちている可能性があります。
• この可塑性は発がん脆弱性の増加と関連しており、脳腫瘍の発達に関する洞察を提供します。