Los neurocientíficos del Centro Alemán de Primates muestran cómo las células nerviosas se comunican entre sí en redes neuronales.
Pensar, sentir, actuar: nuestro cerebro es el centro de control en la cabeza que dirige todo lo que hacemos. Una red de aproximadamente 100 mil millones de células nerviosas unidas por unos 100 billones de sinapsis proporciona la base para estos mecanismos. Neurocientíficos en AlemaniaPrimate Center DPZ - El Instituto Leibniz para la Investigación de los Primates examinó por primera vez cómo se organiza esta red neuronal y cómo se coordina el flujo de información entre diferentes áreas del cerebro a nivel de las células nerviosas individuales. A través de estudios con monos rhesus,descubrieron que las células nerviosas en las diferentes áreas del cerebro que controlan los movimientos de nuestras manos interactúan fuertemente entre sí y están organizadas en grupos funcionales de área cruzada.También mostraron que algunas neuronas controlan la red actuando como nodos centrales centros ycoordinar el flujo de información dentro de la red de células nerviosas. Estos centros también se comunican mucho entre sí club rico y, por lo tanto, forman una columna vertebral que abarca el área paracomunicación.Curiosamente, el tipo de comunicación entre los concentradores difiere del de la red restante.El procesamiento de información a través de concentradores se caracteriza por su actividad rítmica que se sincroniza entre sí.Esto sugiere que grandes grupos de neuronas se sincronizan rítmicamente para conectar partes del cerebro para resolver tareas específicas.
Las actuaciones de nuestro cerebro como pensar, recordar, percibir y controlar el movimiento solo pueden surgir a través de la interacción de la red de células nerviosas. Es el tema de numerosos proyectos de investigación para examinar cómo está estructurada esta red. A través de enfoques teóricos gráficos yestudios cerebrales como la electroencefalografía EEG o la resonancia magnética funcional fMRI, se sabe desde hace tiempo que varias regiones del cerebro están organizadas como una red compleja, que permite el procesamiento de información rápido y resistente a fallas.no es posible medir la actividad de las células nerviosas individuales. Sin embargo, esto es necesario para comprender cómo surgen enfermedades neuronales como la esquizofrenia y el autismo.
Estudios sobre el nivel de células nerviosas
"En nuestro estudio, queremos saber cómo se organiza la red de células nerviosas individuales a través de varias áreas del cerebro", dice Benjamin Dann, estudiante de doctorado en el Laboratorio de Neurobiología en el Centro Alemán de Primates y autor principal del estudio ".También queríamos saber exactamente cómo se coordina el flujo de información entre las células nerviosas de diferentes áreas del cerebro. "Para esto, tres monos rhesus fueron entrenados para ejecutar repetidamente una tarea de agarre. Durante la tarea, la actividad de las células nerviosas en tres áreas diferentesdel cerebro, la corteza intraparietal anterior AIP, la corteza premotora F5 y la corteza motora primaria M1 se midieron mediante los llamados conjuntos de microelectrodos. Estas regiones del cerebro forman una red neuronal que controla la planificación y ejecución demovimientos de la mano.
Las células nerviosas en el club rico se disparan rítmicamente
Los científicos descubrieron que las células nerviosas de las tres áreas cerebrales forman una red interconectada fuerte, que a su vez se organiza en subunidades funcionales módulos. Sorprendentemente, estos módulos no corresponden a las tres áreas cerebrales consideradas. 84 por ciento de laslos módulos no se limitaron a un área, sino que también incluyeron células nerviosas de las otras dos áreas. Además, podrían mostrar que hay neuronas individuales dentro de la red, que juegan un papel central ". Estos nodos o centros tienen conexiones desproporcionadamente más en el"explica Benjamin Dann." Además, están altamente interconectadas y forman un denominado club rico a nivel celular, que puede usarse para coordinar el enrutamiento de información en la red ".
Además, los científicos observaron que las células nerviosas están rítmicamente activas en el club rico y también se comunican rítmicamente con el resto de la red. Sin embargo, las otras células nerviosas son principalmente rítmicamente activas ". Fuimos los primeros en demostrar que"La actividad rítmica en frecuencias fijas es una característica importante del núcleo central y las células del club rico que coordinan el flujo de información", Benjamin Dann resume sus resultados. "Suponemos que la sincronía rítmica de las neuronas es un mecanismo clave para una comunicación rápida y sólida en todo momento.el cerebro. Por lo tanto, incluso grupos distantes de neuronas pueden conectarse funcionalmente para realizar ciertos pensamientos o acciones ".
El estudio puede contribuir en el futuro a una mejor comprensión de las enfermedades neuronales como la esquizofrenia y el autismo que se ven afectadas por la interferencia de la sincronía rítmica y las alteraciones en la estructura de la red. El conocimiento preciso de estos procesos en el cerebro es importante para desarrollarnuevas terapias
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Materiales proporcionado por Centro Alemán de Primates . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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