Granulære celler er flere typer af små neuroner i hjernen. Navnet "granulær celle" ("granulær celle", "korncelle") bruges af anatomer til flere forskellige typer neuroner, hvis eneste fælles træk er den ekstremt lille størrelse af disse cellers kroppe.
Granulære celler findes i det granulære (granulære) lag af lillehjernen , i dentate gyrus af hippocampus , i det overfladiske lag af den dorsale cochlear nucleus, i lugteløget og i det fjerde lag af hjernebarken .
Cerebellære granulaceller udgør størstedelen af neuroner i den menneskelige hjerne. De ophidses af mosede (mosede) fibre i lillehjernen, der stammer fra kernerne i pons . Parallelle fibre strækker sig fra de cerebellare granulaceller gennem Purkinje-laget til det molekylære lag, hvor de forgrener sig og spredes gennem Purkinje-cellens dendritiske træ . Parallelle fibre (aksoner af granulatceller) danner tusindvis af excitatoriske synapser på de mediale og distale dendritter af Purkinje-celler. Disse synapser bruger glutamat som en neurotransmitter.
Granulære celler i det fjerde lag af hjernebarken modtager input fra thalamus og videresender det til de ydre granulære lag 2-3 samt de indre granulære lag af hjernebarken .
Granulære celler i forskellige områder af hjernen adskiller sig både funktionelt og anatomisk - deres eneste lighed er deres lille størrelse. For eksempel er granulatceller i lugteløget GABAerge og har ikke axoner , mens granulatceller i dentate gyrus af hippocampus har projektionsaxoner , der bruger glutamat . Disse to populationer af granulatceller er også de eneste store populationer af neuroner, der udviser neurogenese hos voksne, i modsætning til cerebellare og kortikale granulaceller. Granulatceller (med undtagelse af dem i lugteløget) har en struktur, der er typisk for en neuron og består af en dendrit , et neuronlegeme og et axon .
Dendritter : Hver granulatcelle har 3-4 korte dendritter. Hver dendrit er cirka 15 mikron lang.
Neuronlegeme : Alle granulatcellelegemer er ca. 10 mikrometer i diameter.
Tilstedeværelsen af mellemrumsforbindelser mellem granulaceller gør det muligt at forbinde flere neuroner med hinanden, hvilket igen tillader flere celler at arbejde synkront. [en]
De granulære celler produceret af den rombiske læbe findes i det granulære lag af cerebellar cortex. Disse celler er små og talrige. De er karakteriseret ved en meget lille neuron krop og et par korte dendritter, der ender i klo-lignende fremspring. Under et transmissionselektronmikroskop er disse celler kendetegnet ved en mørkt farvet kerne omgivet af en tynd kant af cytoplasma. Axonerne af cerebellar granula cellerne stiger op i det molekylære lag, hvor de adskilles for at danne parallelle fibre. [2]
Granulære celler er hovedcelletypen af dentate gyrus. Takkede granulatceller har en elliptisk krop, der er ca. 10 mikron bred og 18 mikron høj. [3]
Granulære celler har et karakteristisk kegleformet dendritisk træ af spidse apikale dendritter. Dendritternes grene løber gennem hele det molekylære lag: de fjerneste ender af det dendritiske træ ender lige ved hippocampus sulcus eller ved overfladen af ventriklen [4] . De dentate granulatceller er tæt pakket i det granulære lag af dentate gyrus.
De granulære celler i de dorsale cochleære kerner er små neuroner med to til tre korte dendritter, der giver anledning til flere grene, der udvider sig mod enden. Dendritterne af disse granulatceller er korte med klolignende ender, der danner "kugler", som mosefibre passer til, svarende til cerebellære granulaceller [5] . Deres axoner strækker sig til det molekylære lag af de dorsale cochleære kerner, hvor de danner parallelle fibre, der også ligner cerebellære granulaceller [6] . Dorsal cochlear nucleus granula celler er små excitatoriske interneuroner, der er udviklingsmæssigt relateret til og ligner cerebellare granula celler.
Granulatcellerne i hvirveldyrs lugteløg har ikke axoner. Hver celle giver anledning til korte centrale dendritter og en lang apikal dendrit, der passerer gennem det granulære lag og trænger ind i mitrallaget i cellelegemerne. Dendrittens grene ender i det indre plexiforme lag blandt dendritterne i lugtekanalen [7] .
Granulære celler i lillehjernen modtager excitatoriske signaler fra 3-4 mosede (mossyede) fibre, der stammer fra kernerne i pons. De mosede fibre er forbundet med en excitatorisk synapse med granulatceller, hvorigennem et aktionspotentiale fremkaldes på granulatcellerne.
Axonerne i de cerebellare granulaceller adskilles for at danne parallelle fibre, der innerverer Purkinje-cellerne. Langt de fleste aksonale synapser af granulatceller er placeret på parallelle fibre [8] .
Parallelle fibre passerer gennem Purkinje-laget ind i det molekylære lag, hvor de forgrener sig og forplanter sig gennem Purkinje-cellernes dendritiske træer. Disse parallelle fibre og dendritter af Purkinje-celler danner tusindvis af excitatoriske synapser mellem granulatceller og Purkinje-celler. Ved disse synapser ophidses målcellen af frigivelsen af glutamat.
Parallelle fibre og synapser af de stigende axoner af den samme granulacelle affyres synkront, hvilket resulterer i excitatoriske signaler. Cerebellar cortex indeholder en række hæmmende neuroner (interneuroner). De eneste excitatoriske neuroner i cerebellar cortex er granulaceller [9] .
Synapse-plasticitet mellem parallelle fibre og Purkinje-celler menes at være vigtig for motorisk indlæring [10] . De cerebellare kredsløbs funktion afhænger helt af de processer, der finder sted i det granulære lag. Som et resultat bestemmer funktionen af granulatceller hele cerebellums funktion som helhed [11] .
Granulcelle-dendritter synapser også med karakteristiske umyeliniserede axoner, som Santiago Ramón y Cajal kaldte mossyede fibre [4] . Mosede fibre og Golgi-celler danner synaptiske forbindelser med granulatceller. Tilsammen danner disse celler de såkaldte glomeruli [10] .
Mossyfiberinputværdier bevares under synaptisk transmission mellem granulatceller, hvilket indebærer granulatcelleinnervation, der er specifik for det modtagne mossyfiberinput [12] . Granulære celler transmitterer ikke kun signaler fra mosede fibre, de udfører også forskellige komplekse transformationer [10] .
Forskellen i mosede fibre, der transmitterer et signal til granulatceller, påvirker direkte typen af information, der overføres af granulatceller til Purkinje-celler. Pålideligheden af denne oversættelse vil afhænge af pålideligheden af granulacellernes synaptiske aktivitet og arten af den resulterende impuls [13] . Signalet, der modtages af granulatcellen fra den mosklædte fiber, afhænger af funktionen af selve den mosklædte fiber. Derfor er granulatceller i stand til at kombinere information fra forskellige mosede fibre og skabe nye aktivitetsmønstre [13] .
Forskellige mosede fiberinputmønstre producerer unikke aktivitetsmønstre i granulatceller, som kan modificeres af træningssignalet, der transmitteres fra klatrefibre. David Marr og James Albus har foreslået, at lillehjernen fungerer som et adaptivt filter, der ændrer motorisk adfærd baseret på arten af det sensoriske input [14] .
Under den synaptiske interaktion af talrige (~200.000) granulatceller med en enkelt Purkinje-celle, kan handlingen af hver parallel fiber ændres i overensstemmelse med "trænings"-signalet fra klatrefibrene.
David Marr foreslog, at granulatceller koder for kombinationer af signaler fra mosede fibre. For at en granulatcelle kan reagere, skal den modtage signaler fra mange mosede fibre. Samlingen af flere input gør det muligt for lillehjernen at skelne mellem forskellige inputsignalmønstre mere præcist, end en enkelt mossyet fiber ville gøre.
Tættede granulatcellerEt fald i antallet af neuroner i dentate gyrus i hippocampus fører til en forringelse af den rumlige hukommelse. Af denne grund antages det, at granulære celler i dentate gyrus er involveret i dannelsen af rumlig hukommelse [15] . Umodne og modne takkede granulaceller har separate funktioner i hukommelsen. Nye "voksne" granulaceller er angiveligt involveret i adskillelsen (adskillelsen) af modeller, og gamle, modne granulaceller bidrager til deres hurtige implementering [16] .
Granulære celler i de dorsale cochleære kernerPyramidecellerne i den primære auditive cortex projicerer direkte på cochlearkernerne. Dette er vigtigt ved dannelsen af den akustiske forskrækkelsesrefleks, hvor pyramidecellerne modulerer den sekundære orienterende refleks. Granulære celler i de dorsale cochleare kerner spiller en rolle i opfattelsen og responsen på lyde.
Granulære celler i lugteløgetInhibering af granulatceller, som er den mest almindelige type GABAerge celler, spiller en vigtig rolle i signalering fra lugteløget [17] . Der er to typer excitatoriske signaler modtaget af GABAerge granulaceller: dem, der aktiveres af AMPA-receptorer, og dem, der aktiveres af NMDA-receptorer. Dette gør det muligt for granulatceller at regulere behandlingen af sensorisk information i lugteløget [17] . Olfaktoriske pæregranulaceller har også vist sig at være vigtige i dannelsen af minder forbundet med lugte [18] .
TrtB (tyrosinkinasereceptor B) er ansvarlig for at opretholde normale synaptiske interaktioner mellem granulaceller. TrtB regulerer også specifik granulcellemorfologi og anses derfor for vigtig for reguleringen af neuronal udvikling, neuronal plasticitet, indlæring og udvikling af epilepsi [19] . TrtB granula celleregulering er en vigtig faktor i forebyggelsen af hukommelsessvækkelse og limbisk epilepsi. Dette skyldes det faktum, at takkede granulaceller spiller en vigtig rolle i aktiviteten af kredsløb i hippocampus entorhinale cortex under normale og patologiske tilstande. Tættede granulatceller regulerer strømmen af information til hippocampus, en struktur, der er afgørende for normal indlæring og hukommelse [19] .
Både epilepsi og depression kommer til udtryk i forstyrrelsen af produktionen af nye "voksne" granulaceller i hippocampus [20] . Epilepsi er forbundet med øget produktion - men afvigende integration - af nye celler tidligt i sygdommen og nedsat produktion i de senere stadier [20] . Afvigende integration af nye "voksne" celler under udviklingen af epilepsi kan forringe dentate gyrus evne til at forhindre overexcitation af hippocampus pyramidale celler og derved bidrage til anfaldsstart. Et langvarigt epileptisk anfald stimulerer neurogenesen af dentate granulaceller. Disse genfødte takkede granulaceller kan føre til afvigende forbindelser forbundet med epileptogenese [21]
Patienter, der lider af Alzheimers sygdom, har forkortede granulcelle-dendritter. Desuden er deres dendritter mindre forgrenede og har færre rygsøjler end hos patienter uden denne sygdom [22] . Specifikke neurofibrillære ændringer i takkede granulaceller forekommer hos patienter med Alzheimers sygdom, progressiv supranukleær okulær parese og forskellige sygdomme forbundet med tilstedeværelsen af Lewy-legemer [23] .