Las células en forma de estrella llamadas astrocitos ayudan al cerebro a establecer recuerdos duraderos, descubrieron los investigadores de Salk. El nuevo trabajo se suma a una creciente evidencia de que los astrocitos, considerados durante mucho tiempo como meras células de apoyo en el cerebro, pueden tener más deun papel principal. El estudio, publicado en la revista GLIA el 26 de julio de 2019, podría informar a las terapias para trastornos en los que la memoria a largo plazo se ve afectada, como una lesión cerebral traumática o demencia.
"Esto indica que estas células están haciendo mucho más que ayudar a las neuronas a mantener su actividad", dice el profesor Terrence Sejnowski, jefe del Laboratorio de Neurobiología Computacional de Salk y autor principal del nuevo trabajo ". Sugiere que sonen realidad desempeña un papel importante en la forma en que la información se transmite y almacena en el cerebro ".
Las neuronas del cerebro dependen de señales eléctricas rápidas para comunicarse en todo el cerebro y liberar neurotransmisores, pero los astrocitos generan señales de calcio y liberan sustancias conocidas como gliotransmisores, algunos de ellos químicamente similares a los neurotransmisores. La visión clásica era que la función de los astrocitos eraprincipalmente para brindar apoyo a las neuronas más activas, ayudando a transportar nutrientes, limpiar desechos moleculares y mantener las neuronas en su lugar. Recientemente, los investigadores descubrieron que podrían desempeñar otras funciones más activas en el cerebro a través de la liberación de gliotransmisorespero estos siguen siendo en gran parte misteriosos.
En 2014, Sejnowski, el investigador postdoctoral de Salk António Pinto-Duarte y sus colegas demostraron que la desactivación de la liberación de gliotransmisores en los astrocitos rechazó un tipo de ritmo eléctrico conocido como oscilación gamma, importante para las habilidades cognitivas. En ese estudio, cuando elLos investigadores probaron las habilidades de aprendizaje y memoria de ratones con astrocitos discapacitados, encontraron déficits que se restringieron a su capacidad de discriminar la novedad.
En el nuevo estudio, el equipo de Sejnowski examinó por primera vez la memoria a largo plazo de ratones con astrocitos alterados. Utilizaron animales genéticamente modificados que carecían de un receptor llamado inositol 1,4,5-trisfosfato de tipo 2 IP3R2, quelos astrocitos dependen para liberar calcio para la comunicación.
Los investigadores probaron los ratones con tres tipos diferentes de desafíos de aprendizaje y memoria, incluida la interacción con un objeto nuevo y encontrar la salida en un laberinto. En cada caso, los ratones que carecen de IP3R2 mostraron la misma capacidad de aprendizaje que los ratones normales. Además,cuando se probaron en las 24-48 horas después de cada proceso de aprendizaje inicial, los ratones con astrocitos alterados aún podían retener la información, encontrando su camino a través del laberinto, por ejemplo. Los resultados estaban en línea con lo que se había visto en estudios anteriores.
Sin embargo, cuando el grupo esperó otras 2 a 4 semanas y volvió a probar los ratones entrenados, vieron grandes diferencias; los ratones a los que les faltaba el receptor tuvieron un rendimiento mucho peor, cometiendo más del doble de errores al completar el laberinto.
"Después de algunas semanas de retraso, los ratones normales en realidad se desempeñaron mejor que después del entrenamiento, porque su cerebro había pasado por un proceso de consolidación de la memoria", explica António Pinto-Duarte, autor principal del nuevo artículo"Los ratones que carecen del receptor IP3R2 tuvieron un rendimiento mucho peor"
El resultado es la primera vez que los defectos en los astrocitos se han relacionado con defectos en la consolidación de la memoria o la memoria remota.
Se sabe que el proceso de consolidación de la memoria en el cerebro involucra varios mecanismos que afectan a las neuronas. Se cree que uno de esos mecanismos se basa en un ajuste óptimo de la fuerza de comunicación entre las neuronas a través de la potenciación a largo plazo, mediante el cual esa fuerza aumenta,y depresión a largo plazo, por la cual algunas de estas conexiones se debilitan. Sejnowski y Pinto-Duarte demostraron que aunque los ratones sin IP3R2 y actividad reducida de astrocitos no tenían problemas con el primero, exhibían déficits significativos en el segundo, lo que sugiere que los astrocitos pueden serdesempeñando un papel específico en la depresión a largo plazo de las conexiones entre las neuronas.
"El mecanismo de la depresión a largo plazo de las neuronas no está tan bien estudiado o entendido", dice Sejnowski. "Y esto nos dice que deberíamos observar cómo los astrocitos están conectados al debilitamiento de estas conexiones neuronales".
Los investigadores ya están planeando futuros estudios para comprender mejor las vías por las cuales los astrocitos afectan la depresión a largo plazo de la comunicación y la memoria neuronal en general.
"El pago a largo plazo aquí es que si entendemos mejor estas vías, podremos desarrollar formas de manipular la consolidación de la memoria con medicamentos", dice Sejnowski.
Otros investigadores en el estudio fueron Amanda Roberts del Instituto de Investigación Scripps y Kunfu Ouyang de la Universidad de Pekín.
El trabajo fue apoyado por la Fundação Calouste Gulbenkian, el Instituto Médico Howard Hughes, el Instituto Kavli para el Cerebro y la Mente y la Fundación de Investigación Básica de Shenzhen.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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