Los científicos han descubierto que las redes de neuronas o células cerebrales inhibidoras se desarrollan a través de un mecanismo opuesto al que siguen las redes excitadoras. Las neuronas excitadoras esculpen y perfeccionan mapas del mundo externo a lo largo del desarrollo y la experiencia, mientras que las neuronas inhibidoras forman mapas que se amplían conmaduración. Este descubrimiento agrega una nueva pieza al rompecabezas de cómo el cerebro organiza y procesa la información. Saber cómo funciona el cerebro normal es un paso importante para comprender la naturaleza de las condiciones neurológicas y abre la posibilidad de encontrar tratamientos en el futuro. Los resultadosaparecer en Nature Neuroscience.
"El cerebro representa el mundo externo como mapas específicos de actividad creados por redes de neuronas", dijo el autor principal, el Dr. Benjamin Arenkiel, profesor asociado de genética molecular y humana y de neurociencia en el Baylor College of Medicine, que estudia mapas neuronales enel sistema olfativo del ratón de laboratorio. "La mayoría de estos mapas se han estudiado en los circuitos excitadores del cerebro porque las neuronas excitadoras en la corteza superan en número a las neuronas inhibidoras".
Los estudios de mapas excitatorios han revelado que comienzan como una red difusa y superpuesta de células. "Con el tiempo", dijo Arenkiel, "la experiencia esculpe este patrón difuso de actividad en áreas mejor definidas, como los bigotes de ratones individuales, por ejemplo, están representados por segmentos discretos de la corteza cerebral. Esta progresión de un patrón difuso a un patrón refinado ocurre en muchas áreas del cerebro ".
Además de las redes excitatorias, el cerebro tiene redes inhibitorias que también responden a estímulos externos y regulan la actividad de las redes neuronales. Sin embargo, la forma en que se desarrollan las redes inhibidoras sigue siendo un misterio.
En este estudio, Arenkiel y sus colegas estudiaron el desarrollo de mapas de neuronas inhibitorias en el sistema olfativo del ratón.
Estudiar redes cerebrales inhibitorias del sentido del olfato del ratón
"A diferencia de la vista, el oído u otros sentidos, el sentido del olfato en el ratón detecta olores discretos de una gran variedad de moléculas", dijo Arenkiel, quien también es un erudito de McNair en Baylor.
Los ratones pueden detectar una gran cantidad de olores gracias, en parte, a una compleja red de neuronas inhibidoras. Las neuronas inhibidoras son el tipo de células más abundante en el área del cerebro del ratón dedicado a procesar el olor. Para apoyar esta red, las neuronas inhibidoras recién nacidas soncontinuamente añadido e integrado en los circuitos.
Arenkiel y sus colegas siguieron los caminos de estas neuronas recién agregadas a tiempo para determinar cómo se desarrollan los circuitos inhibitorios. Primero, etiquetaron genéticamente las células para que brillaran cuando las neuronas estaban activas. Luego, ofrecieron olores individuales a los ratones y visualmenteregistraron con un microscopio las áreas o redes del cerebro que brillaban para cada aroma que olía el animal vivo y anestesiado. Los científicos repitieron el experimento varias veces para determinar cómo cambiaron las redes a medida que el animal aprendió a identificar cada olor.
Resultado sorprendente
Los científicos esperaban que las redes inhibitorias maduraran de manera similar a la de las redes excitadoras. Es decir, cuanto más el animal experimentara un olor, mejor se definirían las redes de actividad. Sorprendentemente, los científicos descubrieron que el cerebro inhibidorLos circuitos del sentido del olfato del ratón se desarrollan de manera opuesta a los circuitos excitadores. En lugar de convertirse en áreas estrechamente definidas, los circuitos inhibitorios se amplían. Gracias a este nuevo hallazgo, los científicos ahora entienden mejor cómo el cerebro organiza y procesa la información.
Arenkiel y sus colegas piensan que las redes inhibidoras funcionan de la mano con las redes excitadoras. Proponen que la interacción entre las redes excitadoras e inhibidoras podría compararse con una red de carreteras redes excitadoras cuyo tráfico está regulado por una redde semáforos redes inhibitorias. Los científicos sugieren que la formación de mapas neuronales útiles depende de redes inhibitorias que impulsen el refinamiento de las redes excitadoras, y que esta nueva información será esencial para desarrollar nuevos enfoques para reparar el tejido cerebral.
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Materiales proporcionados por Baylor College of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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