Un equipo de biólogos ha descifrado cómo se usan las neuronas en la percepción del movimiento en el cerebro de una mosca, un hallazgo que ilustra cómo se construyen los circuitos neuronales complejos a partir de simples reglas de desarrollo.
El descubrimiento, que aparece en el diario Celda , ofrece nuevas vías para comprender los procesos fundamentales mediante los cuales se forman los circuitos en el cerebro para procesar la información visual.
"Comprender cómo se especifican las identidades neuronales y cómo se construyen los circuitos neuronales durante el desarrollo nos deja en una mejor posición para comprender la aparición de trastornos neurológicos", explica el autor principal Filipe Pinto-Teixeira, becario postdoctoral en el Departamento de la Universidad de Nueva Yorkde Biología y el Centro de Genómica y Biología de Sistemas de NYU Abu Dhabi ". Específicamente, podemos ajustar nuestra comprensión de la generación de los principios generales que guían la producción de neuronas derivadas de células madre y la construcción de circuitos neuronales, que podrían señalara nuevos avances terapéuticos "
El estudio, realizado en el laboratorio del profesor Claude Desplan en el Centro de Genómica y Biología de Sistemas CGSB en NYU Abu Dhabi y el Departamento de Biología de NYU, tuvo como objetivo desempaquetar la relación entre la formación de neuronas y la creación de circuitos neuronales para la detección de movimiento.
La dinámica es compleja: el desarrollo de un sistema nervioso funcional requiere que se produzcan diferentes neuronas con funciones específicas después de la ejecución de programas de desarrollo precisos que establecen redes neuronales correctas. Puede ver un video de este proceso aquí: http://bit.ly/2I5UEi2 .
Los científicos centraron su investigación en la mosca de la fruta Drosophila, que se usa comúnmente en la investigación biológica como un sistema modelo para descifrar los principios básicos que dirigen las funciones del cerebro.
En la especie, la información visual de 800 unidades de ojos o facetas se procesa en distintas estructuras cerebrales en los lóbulos ópticos, cada una subdividida en 800 columnas coincidentes que proyectan en el cerebro una imagen del mundo percibida por la retina. Por ejemplo, la información de movimiento se procesa en dos vías paralelas: las neuronas T4 detectan el movimiento de los objetos brillantes en un fondo negro, mientras que las neuronas T5 procesan el movimiento de los objetos oscuros.
T4 y T5 tienen cuatro subtipos, cada uno de los cuales responde al movimiento en una de las cuatro direcciones de atrás hacia adelante, de adelante hacia atrás, así como hacia arriba y hacia abajo, de modo que todas las neuronas T4 y T5 con la misma preferencia direccional trabajan para apoyar elpercepción del movimiento propio.
En su estudio, los científicos descubrieron que las neuronas T4 y T5 se originan en dos grupos de células madre, una que produce células sensibles al movimiento horizontal y la otra sintonizada al movimiento vertical.
Descubrieron que estas células madre se basan en un nuevo modo de producción de neuronas en el que dos divisiones celulares secuenciales producen conjuntos de dos neuronas T4 y dos T5 con selectividad de dirección de movimiento opuesta; por ejemplo, un par T4 / T5 es sensible amovimiento de atrás hacia adelante y el otro de adelante hacia atrás.
"Debido a que las neuronas T4 y T5 con selectividad de dirección de movimiento opuesta son producidas por la misma célula madre al mismo tiempo, estas cuatro neuronas se proyectan sincrónicamente a la misma posición en el cerebro correspondiente a un punto específico en el espacio visual", explica Desplan."Como resultado, la organización de las proyecciones neuronales resulta directamente del orden de nacimiento neuronal, lo que ilustra cómo las reglas de desarrollo simples pueden producir una organización neuronal compleja".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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