Finalmente se han revelado dos secretos de una de las regiones más enigmáticas del cerebro. En un par de nuevos estudios, los científicos de los Institutos Gladstone descubrieron un circuito neuronal específico que controla la marcha, y descubrieron que la entrada a este circuito está interrumpida enEnfermedad de Parkinson.
Caminar se convierte en un desafío importante para las personas afectadas por la enfermedad de Parkinson. El Parkinson es causado por el agotamiento de la dopamina, un neuroquímico importante, en los ganglios basales BG, una región del cerebro involucrada en comportamientos fundamentales como movimiento, aprendizaje, recompensa.y motivación. En el Parkinson, surge un desequilibrio entre dos vías en la BG: la vía directa o "ir" y la vía indirecta o "parar". Por lo general, estas vías trabajan juntas a la perfección para controlar la locomoción, pero en Parkinson la vía de paradadomina el camino de ida, lo que dificulta el inicio del movimiento. Cómo se desarrolló el desequilibrio entre estos dos caminos siguió siendo un misterio, hasta ahora.
Corrigiendo un desequilibrio en el cerebro
Publicado en neurona , científicos dirigidos por el investigador asociado de Gladstone, Anatol Kreitzer, PhD, descubrieron que el agotamiento de la dopamina causa una falta de comunicación entre el BG y otra región llamada tálamo, un área que se cree que transmite información sensorial al cerebro. Esta falta de comunicación resulta en una pérdida de entradahacia el camino de ida desde el tálamo, que consecuentemente interrumpe el movimiento. El bloqueo de la conexión entre las dos regiones revirtió el desequilibrio entre los caminos de parada y avance y restableció el comportamiento normal en un modelo de ratón de Parkinson.
"Este estudio proporciona una fuerte evidencia de un mecanismo por el cual la vía de detención supera la vía de avance en la enfermedad de Parkinson", dice el primer autor Philip Parker, PhD, un ex estudiante graduado en el laboratorio del Dr. Kreitzer en los Institutos Gladstone y la Universidad deCalifornia, San Francisco UCSF. "Nuestros hallazgos implican al tálamo en el desarrollo de la enfermedad, un área del cerebro que ha recibido relativamente poca atención en la investigación del Parkinson".
"Varios estudios han dirigido el tálamo con estimulación cerebral profunda para tratar el Parkinson, pero el papel de la región en la enfermedad no estaba bien establecido", agrega el Dr. Kreitzer, quien también es profesor asociado de fisiología y neurología en la UCSF. "Nuestrolos resultados finalmente proporcionan una imagen clara de cómo el tálamo puede desequilibrar los circuitos neuronales y suprimir el movimiento en esta condición ".
Descubriendo cómo el cerebro controla la marcha
En el segundo estudio, publicado en Celda , los científicos descubrieron que las vías de ir y parar desde la BG controlan la locomoción regulando un grupo de células nerviosas en el tronco encefálico que conecta el cerebro con la médula espinal. Los investigadores revelaron que la vía de activación activa selectivamente un tipo de neurona enel tronco encefálico que libera el glutamato neuroquímico, y estas neuronas son responsables de desencadenar la locomoción.
Los científicos utilizaron la optogenética, una herramienta de investigación innovadora que utiliza la luz para activar o inhibir las células seleccionadas en el cerebro, para estimular la vía de ir o parar en ratones que corrían en una pequeña cinta de correr, mientras registraban la actividad neuronal endescubrieron que la vía go activaba selectivamente las neuronas de glutamato, lo que hacía que los ratones se movieran, mientras que la vía de parada inhibía estas neuronas y hacía que los ratones se detuvieran.
"Esta es la primera vez que hemos podido demostrar cómo las vías de ir y parar regulan la locomoción", dice Tom Roseberry, un estudiante graduado en el laboratorio del Dr. Kreitzer. "Mostramos una conexión muy precisa desde los ganglios basalesal tronco encefálico que controla el movimiento "
Sorprendentemente, los investigadores descubrieron que las neuronas del tronco encefálico pueden dominar las señales de la glucemia, es decir, si las neuronas de glutamato se activaban, el animal se movía incluso si se activaba la vía de detención.
"Para entender por qué caminar es particularmente interrumpido en la enfermedad de Parkinson, necesitamos mapear los circuitos que controlan la locomoción", dice el Dr. Kreitzer. "Nuestro estudio muestra que un conjunto específico de neuronas en el tronco encefálico son necesarias ysuficiente para iniciar la locomoción. Este hallazgo podría abrir la puerta a nuevos objetivos de tratamiento para ayudar a los pacientes de Parkinson a caminar más fácilmente ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Original escrito por Dana G. Smith, PhD. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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