Todos tenemos nuestro estado de ánimo cuando nos gusta silbar una vieja melodía o tenemos ganas de tocar nuestros pies al último golpe. Resulta que las células de nuestro cerebro pueden estar igualmente malhumoradas, cambiando la melodía de sus señales eléctricas de vez en cuando.En un nuevo estudio, la Sra. Mohini Sengupta y el Dr. Vatsala Thirumalai, del Centro Nacional de Ciencias Biológicas NCBS, Bangalore, demuestran que las células nerviosas que se encuentran en la base del cerebro, en un área llamada cerebelo,- envíe señales eléctricas en un zumbido constante o en ráfagas repentinas. Cuál de las dos melodías que elijan depende del voltaje a través de sus membranas celulares y de las entradas de una región específica del cerebro bajo ciertas condiciones.
El cerebelo es una pequeña estructura en forma de hoja en la base de nuestro cerebro que es importante para controlar el equilibrio, la coordinación y para aprender nuevas habilidades motoras como andar en bicicleta o tocar el piano. Las células nerviosas llamadas 'células de Purkinje' están dispuestasperfectamente en una sola capa dentro del cerebelo y son esenciales para llevar a cabo las funciones antes mencionadas. Las células de Purkinje reciben señales de muchas regiones diferentes del cerebro y envían mensajes a las capas más profundas del cerebelo.
Hasta ahora, la forma en que las células de Purkinje se comunican con otras células nerviosas ha sido un misterio, principalmente porque es difícil "escuchar" estas células en animales que están despiertos y en movimiento. Estas células nerviosas son muy pequeñas y los científicos emplean muy bieninstrumentos para registrar sus señales eléctricas en experimentos que requieren que los animales sean anestesiados, ya que incluso pequeños movimientos pueden sacar el equipo de su lugar. Desafortunadamente, los anestésicos pueden alterar las señales eléctricas generadas por el cerebro. Por lo tanto, estudios previos sobre las señales generadaspor las células de Purkinje en animales despiertos y en movimiento no han sido concluyentes.
El equipo de NCBS evadió estos problemas llevando a cabo su investigación sobre el diminuto pez cebra, un pez de agua dulce que se encuentra en el Ganges y Brahmaputra. Las crías del pez cebra son transparentes y aún no han desarrollado un cráneo. Además, las células nerviosas específicasen estos peces se puede hacer que brillen inyectando ADN en ellos. Esto hizo posible que los científicos inserten y coloquen con precisión el equipo de grabación fino en las células de Purkinje dentro del cerebro de los peces. Para evitar que los peces se muevan, un agente paralítico que nointerferir con las señales eléctricas en el cerebro. Esta combinación de técnicas permitió a los investigadores registrar señales eléctricas de las células de Purkinje en un animal que no fue anestesiado.
Los resultados de estos experimentos en NCBS mostraron que las células de Purkinje envían señales eléctricas en dos modos diferentes dependiendo del voltaje en sus superficies celulares. El primer modo, llamado estado "inactivo", ocurrió cuando el interior de la célula era más negativoen comparación con el exterior. En este estado, las células permanecieron en silencio hasta que llegaron las señales de una parte diferente del cerebro, en ese momento, enviaron una explosión de impulsos. En el segundo modo, llamado estado "arriba", el interior dela célula era menos negativa en comparación con el exterior y las células de Purkinje enviaban impulsos a un ritmo constante. En este modo, estas células ignoraron cualquier impulso proveniente de otras partes del cerebro. Estos estados recuerdan a una persona que escucha atentamente las instrucciones y respondeen consecuencia, o simplemente 'zonificar' y seguir su propio camino independientemente de las instrucciones.
¿Qué significa este fenómeno para el funcionamiento del cerebelo? Para entender esto, los científicos de NCBS registraron las instrucciones enviadas por el sistema nervioso a los músculos. Sus resultados indican que las células de Purkinje reciben una copia de las instrucciones enviadas a los músculos yque generan una explosión de impulsos en respuesta. Los investigadores proponen que la existencia de los estados "arriba" y "abajo" podría ser un mecanismo por el cual las células de Purkinje "eligen" escuchar esas instrucciones o no. ¿Qué hacen estas células?qué hacer con la copia de instrucciones? ¿Alteran sus señales cuando el animal está aprendiendo nuevas tareas motoras? Los autores están entusiasmados de encontrar respuestas a estas preguntas en experimentos en curso.
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Materiales proporcionado por Instituto Tata de Investigación Fundamental . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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