El cerebro es un órgano enormemente complejo. Comprender cómo miles de millones de células cerebrales logran hacer conexiones precisas es un gran desafío para los neurocientíficos. El profesor Joris de Wit y su equipo VIB-KU Leuven han descifrado un código molecular que determina la forma, ubicación y función de las conexiones entre neuronas individuales. Estos hallazgos podrían ayudarnos a comprender mejor los trastornos cerebrales como el autismo y la esquizofrenia.
El cerebro humano contiene miles de millones de neuronas que forman redes altamente especializadas y deslumbrantemente complejas que regulan todo, desde nuestros pensamientos, emociones y memoria hasta nuestros movimientos musculares. Las señales se transmiten a lo largo de estas redes de una neurona a otra en puntos de contacto designados, llamados sinapsis.
Para que estas neuronas se conecten de manera organizada y significativa, es fundamental que la formación de sinapsis esté estrictamente regulada. El profesor Joris de Wit VIB-KU Leuven quiere saber cómo, cuándo y dónde estas conexiones de transmisión de señalessurgen: "¿Cómo reconocen las neuronas a sus parejas apropiadas? ¿Cómo saben qué tipo de sinapsis necesita estar dónde? Estas son preguntas muy básicas, que destacan cuánto necesitamos aprender sobre el cerebro".
Moléculas de adhesión
El equipo de De Wit buscó respuestas estudiando las moléculas de adhesión. Estas moléculas se pueden encontrar en la superficie celular, donde conectan físicamente las neuronas entre sí. Las neuronas expresan conjuntos grandes y diversos de moléculas de adhesión, pero no está claro por quénecesitaría tantas moléculas de adhesión diferentes.
Por lo tanto, el equipo se propuso estudiar cómo un conjunto de tres moléculas de adhesión diferentes, presentes en las mismas neuronas en el hipocampo el área de nuestro cerebro responsable de la memoria, regula la conectividad neuronal.
"Primero analizamos la distribución de estas moléculas de adhesión con gran detalle, ya que las neuronas del hipocampo que estudiamos forman muchas sinapsis diferentes con otras células cerebrales", explica Anna Schroeder, una de las investigadoras del laboratorio de Wit.Con la ayuda de nuestros expertos en imágenes, utilizamos una combinación de microscopía de luz y electrónica para examinar la arquitectura de las diferentes sinapsis. También aprovechamos la electrofisiología para investigar los cambios en la función sináptica ".
Un código de barras en la sinapsis
Los científicos descubrieron que si bien una de las moléculas de adhesión controla el número de conexiones, las otras dos afectan la transmisión de la señal, una positiva y la otra negativamente. En combinación, las tres moléculas de adhesión definen con precisión cómo se ven y funcionan las sinapsis.
"Piense en ello como un código postal o código de barras para las células cerebrales", explica Schroeder. "Las moléculas de adhesión son dígitos con una función específica, pero en combinación determinan un patrón más complejo que da forma a la conexión entre dos neuronas. En otropalabras, definen la identidad de esa conexión "
De esta forma, las muchas moléculas de adhesión diferentes que se encuentran en las neuronas a través del cerebro permiten un ajuste preciso de las diferentes conexiones que hacen.
Conexiones y enfermedad cerebral
Las tres moléculas de adhesión bajo investigación se han asociado con trastornos del desarrollo neurológico y neuropsiquiátrico, como el autismo y la esquizofrenia. Por lo tanto, comprender su papel en la conectividad cerebral es de vital importancia, dice de Wit :
"Ahora que entendemos que estas moléculas de adhesión no solo dan forma al número, sino también a la arquitectura y función de las sinapsis, esto puede conducir a una mejor comprensión de cómo las mutaciones asociadas a la enfermedad en los genes que codifican estas moléculas afectan la conectividad del circuito yfunción."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por VIB Flanders Institute for Biotechnology . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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