La asombrosa complejidad anatómica del cerebro se ha apreciado durante más de 100 años, cuando los pioneros primero entrenaron microscopios sobre la profusión de estructuras ramificadas que conectan neuronas individuales. Incluso en las áreas más pequeñas del tejido cerebral, las vías están enredadas, casi indescriptiblemente densas. Hoy en día, los neurocientíficos están tratando de descubrir el funcionamiento de todas esas células y las redes que forman, el último gran problema.
En un estudio que aparece en Neurociencia de la naturaleza , un equipo del Laboratorio Cold Spring Harbor CSHL utiliza tecnologías avanzadas para iluminar el patrón de conectividad de las células de araña, un tipo distintivo de tipo de célula inhibidora en el cerebro de los mamíferos. Revelan por primera vez cómo interactúa esta célula en forma de candelabrocon cientos de células excitadoras en su vecindario, recibiendo información de algunos, impartiendo información a otros.
En los experimentos que acabamos de informar, estas interacciones altamente específicas se sitúan en el contexto de una red global más grande que regula la respuesta al miedo en ratones. Las células de araña desempeñan funciones análogas en otras redes, capaces de inhibir las neuronas excitadoras en una variedad de contextos.Por lo tanto, la investigación sugiere de manera más amplia cómo se pueden configurar las jerarquías de comunicación en el cerebro, ya que conjuntos de neuronas diversas y a menudo entremezcladas en áreas "locales" reciben y reciben entradas de áreas cerebrales distintas, cercanas y lejanas.
El equipo, dirigido por CSHL Profesor Z. Josh Huang e incluido el investigador Joshua Gordon, MD, Ph.D., director del Instituto Nacional de Salud Mental, se centró en densas multitudes de células excitadoras llamadas neuronas piramidales, varios cientos deque puede conectarse con una sola célula de araña. Debido a que cada célula de araña puede controlar la activación de cientos de neuronas piramidales, se ha sugerido que ejercen una especie de poder de "veto" sobre los mensajes excitadores locales. Pero hay más en la historia.Como muestra esta investigación, cada celda de araña también puede recibir entradas de cientos de células excitadoras, entrada que influye en si inhibe o no un circuito en el que está involucrado.
La nueva investigación revela cómo las neuronas piramidales espacialmente entremezcladas que se asociaron con células de araña única en la corteza preliminar del ratón se segregaron en dos grupos. Estos se distinguieron según en qué parte del cerebro se proyectan y su función probable.
Se demostró que un conjunto de estas células piramidales transmite información a la amígdala, lo que resulta en una respuesta de miedo; este conjunto puede ser inhibido por la célula de la lámpara. Un segundo conjunto proyecta a las áreas corticales que transportan información desde el tálamo, una estación de retransmisión queHuang especula que está enviando información de orden superior a la celda del candelabro. Esta información podría reflejar, por ejemplo, si el individuo ya sea ratón, persona u otro mamífero debería temer algo que ha sentido en su entorno, dada la experiencia pasada..
"Este circuito resalta la exquisita selectividad del cableado neuronal con respecto a la inhibición en la parte más compleja y heterogénea del cerebro", dice Huang. "También ilustra la direccionalidad del flujo de información en las redes cerebrales locales y globales. Los mensajes se muevenen una dirección específica: la función inhibitoria general y el enrutamiento de la información de la célula de araña son el resultado de señales hacia ella y desde ella por conjuntos específicos de neuronas a las que está conectada ".
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Materiales proporcionado por Laboratorio Cold Spring Harbor . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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