Comprender los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a la "plasticidad" del cerebro cómo el cerebro puede aprender, desarrollarse y reorganizarse es fundamental para explicar muchas enfermedades y afecciones. Los neurocientíficos de la Universidad de Göttingen y el Centro Médico Universitario de Göttingen UMG ahoralograron obtener imágenes repetidamente de sinapsis, los pequeños sitios de contacto entre neuronas, en ratones adultos despiertos. Son los primeros en descubrir que las neuronas adultas en la corteza visual primaria con un mayor número de "sinapsis silenciosas" es decir, sinapsis recién formadas que están inactivadas, que carecen de una determinada proteína PSD-95, muestran cambios estructurales que anteriormente solo se informaban en ratones jóvenes. Esta investigación del Collaborative Research Center CRC889 se publicó en PNAS .
Es bien sabido que durante el desarrollo temprano del cerebro, hay períodos críticos durante los cuales el cerebro es particularmente plástico y las experiencias individuales pueden desencadenar la reorganización y adaptación en los circuitos neuronales. En los cerebros en desarrollo, las sinapsis silenciosas son comunes y ayudan a optimizar funcionalmente laconexiones entre neuronas principales.Los equipos de investigación del profesor Siegrid Löwel Universidad de Göttingen y el profesor Oliver Schlüter UMG ya habían descubierto que la maduración de las sinapsis silenciosas requiere la proteína de densidad postsináptica-95 PSD-95 y cierra los primeros períodos críticos.Sin embargo, los procesos específicos que gobiernan si las conexiones sinápticas se mantienen o eliminan según la experiencia eran en gran parte desconocidos.
Para investigar esto, los investigadores tomaron imágenes de neuronas de la corteza visual del ratón con un microscopio de dos fotones mientras el animal estaba despierto antes y después de una experiencia visual particular. Como explica el primer autor Rashad Yusifov de la Universidad de Göttingen, "los estudios anteriores hangeneralmente usamos ratones anestesiados, pero ahora sabemos que la anestesia en sí misma puede influir en la plasticidad neuronal, razón por la cual hicimos el estudio actual en animales despiertos ". Yusifov continúa diciendo:" Esta técnica desafiante, que implica la localización repetida y la obtención de imágenes de estructuras muy pequeñas ...- alrededor de una milésima de milímetro - conocidas como espinas dendríticas, solo se pueden realizar en unos pocos laboratorios en el mundo ".
Los investigadores descubrieron que las neuronas adultas deficientes en PSD-95 muestran una mayor eliminación de la columna vertebral dependiente de la experiencia, un efecto en el pasado solo observado en animales jóvenes. Sobre la base de sus descubrimientos anteriores, esta investigación colaborativa muestra que las neuronas deficientes en PSD-95 muestran tantoy los sellos estructurales de plasticidad asociados con un período crítico. Esto significa que las neuronas que carecen de PSD-95 mantienen una capacidad juvenil para reestructurar la conectividad cortical incluso en la edad adulta. El autor principal, el profesor Löwel, agrega: "Responder a estas preguntas clave no solo ayudará a comprender las reglassubyacente al desarrollo, funcionamiento y aprendizaje del cerebro, pero también abrirá nuevas vías para desarrollar conceptos clínicamente relevantes para promover la regeneración y rehabilitación de cerebros enfermos y lesionados ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Göttingen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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