Das zentrale Nervensystem entwickelt sich aus einem Neuralrohr, das wiederum im Embryonalstadium aus der Neuralplatte hervorgeht. Derzeit werden drei Modelle diskutiert, die auf unterschiedliche Art und Weise erklären, wie während des Neuronenwachstums Axone und Dendriten den Weg zu ihren Bestimmungsorten
finden. Beschreiben Sie diese Modelle und die Befunde, die sie stützen.

Question

Answer 1

1. Die Chemoaffinitäts-Hypothese

Jede postsynaptische Oberfläche im Nervensystem setzt eine spezifische chemische Signatur frei, von der jedes wachsende Axon, sowohl während der neuronalen Entwicklung als auch während der Regeneration, angezogen wird.

Studie:

- In einer Studie durchtrennte Sperry die Sehnerven von Fröschen, drehte ihre Augäpfel um 180° und wartete darauf, dass sich die Axone der retinalen Ganglienzellen, die die Sehnerven
bilden, regenerieren. Anschließend präsentierte er den Fröschen einen Köder. Waren die Augen des Frosches invertiert ohne den Sehnerv zu durchtrennen, schnappte der Frosch um 180° in die falsche Richtung (also nach vorne, wenn der Köder hinter ihm war). Das gleiche geschah, wenn die Augen um 180° invertiert und der Sehnerv durchtrennt wurde. Dies geschieht, weil die Axone des Sehnervs, obwohl sie gedreht sind, wieder zurück zu ihren ursprünglichen synaptischen Stellen im Tectum opticum wachsen.

2. Wegweiserneuronen-Hypothese:

Fasziculation= Wachstum neuer Axone entlang bereits bestehender Axone (Wegweiser-oder Pionierwachstumskegel).

Pionierwachstumskegel (=erste Wachstumskegel, die im sich entwickelnden Nervensystem
einen bestimmten Weg entlang wandern) folgen vermutlich dem richtigen Pfad, indem sie mit
Leitsignalen entlang des Weges interagieren. Nachfolgende Wachstumskegel, die dieselbe
Route nehmen, folgen dann den Wegen, die von den Pionieren markiert wurden. Die Neigung
sich entwickelnder Axone entlang der Pfade zu wachsen, die von den vorangegangenen
Axonen etabliert wurden, wird als Faszikulation bezeichnet.

Zerstörung der Pionierwachstumskege::: Kein Wachstum

ABER:

In einem Experiment von Lance-Jones und Landmesser (1980) wurde ein Abschnitt des
Rückenmarks aus einem Hühnerembryo herausgetrennt und um 180° in Kopf-Schwanz-
Richtung gedreht reimplantiert. Die Axone der Motoneurone wuchsen trotz der Inversion zu ihren ursprünglichen Zielmuskeln aus. Dieser Befund spricht gegen die Wegweiserneuronen-
Hypothese.

3. Hypothese der topographischen Gradienten

Wachstum von einer Zellschicht in eine andere, führt dazu das die Anordnung der Zellen in der Zielregion der Anordnung der Zellen in der ursprungsregion entspricht. Dabei geht es um die relative Anordnung der Axone zu einander, nicht um eine Punkt-zu-PunktÜbertragung
wie bei der Chemoaffinitätshypothese.

Bsp:

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