Las sinapsis forman conexiones entre las neuronas. Su red es compleja: una sola neurona postsináptica se puede conectar con miles de neuronas presinápticas. En la sinapsis, la información se transfiere de la neurona presináptica a la neurona postsináptica. Un factor clave en el procesamiento de la información es la fuerzade la sinapsis. La unión neuromuscular, la conexión entre la neurona y el músculo, y el cáliz de Held, una sinapsis en el tronco encefálico auditivo, son fuertes sinapsis. También se llaman detonadores completos, cuando una de estas neuronas presinápticas envía una sola señal activadora opotencial de acción, la neurona postsináptica se dispara.
No está claro si tales detonadores también existen en la corteza cerebral. En el presente estudio, los autores investigan la sinapsis entre las células granulares y las células piramidales CA3 en el hipocampo, utilizando un método recientemente desarrollado para estimular simultáneamente el terminal presináptico individual.y registrar desde la neurona CA3 postsináptica conectada. En condiciones normales, un solo potencial de acción de la célula granular no induce la activación de la neurona CA3. En cambio, las células granulares son 'detonadores condicionales': disparo de explosión de potenciales de acción de una célula granulares necesario para que la neurona CA3 también se active.
Pero cuando los investigadores alteraron la plasticidad sináptica de la célula granular al estimular que un solo terminal presináptico se dispare a alta frecuencia durante solo un segundo, causando la potenciación post-tetánica PTP, la imagen cambia. La célula granular se convierte en una célula completadetonador: un potencial de acción único hace que la neurona CA3 se dispare. Peter Jonas explica la importancia de su estudio: "En general, se cree que las sinapsis individuales en el cerebro son débiles y que se deben integrar decenas o cientos de entradas para activar unneurona. El presente trabajo desafía esta visión, mostrando que existen sinapsis detonadores completas en el cerebro. Esto tiene implicaciones importantes para los cálculos de orden superior en el circuito ".
La plasticidad sináptica a corto plazo en forma de PTP produce un cambio computacional en la sinapsis estudiada. Este cambio es prolongado y dura decenas de segundos. Esto podría ser crítico para la codificación, almacenamiento y recuperación de información en la red formada por células granularesy las neuronas CA3, como señala Nicholas Vyleta: "Una sola sinapsis de fibra musgosa del hipocampo puede producir un potencial de acción en una neurona piramidal postsináptica después de la mejora dependiente de la actividad de la liberación del transmisor. Este interruptor computacional puede permitir una sola pieza de información altamente específica delel giro dentado se transmite a través de la formación del hipocampo y puede formar la base del procesamiento de la información en este circuito mediante la separación de patrones ".
El estudio fue publicado en eLife , una revista de acceso abierto para las ciencias de la vida y la biomedicina. La revista cuenta con el apoyo del Instituto Médico Howard Hughes, la Sociedad Max Planck y el Wellcome Trust. Para Carolina Borges-Merjane y Nicholas Vyleta, publicando sus nuevos descubrimientos al descubiertoacceder a la revista ofrece varias ventajas: "Publicar nuestro trabajo en eLife maximiza el impacto de nuestra investigación y disponibilidad para otros científicos. eLife ya ha sido bien reconocido como una revista confiable, con una eficiente revisión por pares por parte de científicos de muchos campos. Nuestras experiencias con los revisores y el editor fueron justos, eficientes y sus comentarios fueron muy constructivos. Además, el documento está disponible gratuitamente no solo paraotros científicos, pero también el público en general, incluidas nuestras familias "
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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