La formación de un cerebro es uno de los logros más asombrosamente complejos de la naturaleza. La intrincada mezcla de neuronas y un laberinto de conexiones también lo convierten en una hazaña particularmente difícil de estudiar para los científicos.
Ahora, los investigadores y colaboradores de Yale han ideado una estrategia que les permite ver este proceso previamente impenetrable desarrollarse en un animal vivo: el gusano Caenorhabditis elegans, informan el 24 de febrero en la revista. Naturaleza .
"Antes, podíamos estudiar células individuales, o pequeños grupos de células, en el contexto de C. elegans vivos, y durante períodos de tiempo relativamente cortos", dijo Mark Moyle, científico investigador asociado en neurociencia en Yale.Facultad de Medicina y primer autor del estudio. "Ha sido una experiencia impresionante poder ahora ver cómo se desarrolla el desarrollo durante horas, en todo el cerebro del organismo, y visualizar esta danza altamente orquestada".
Los investigadores describen la coreografía de un cerebro en desarrollo en este video.
Moyle trabaja en el laboratorio dirigido por el autor correspondiente Daniel Colón-Ramos, el profesor Dorys McConnell Duberg de Neurociencia y Biología Celular y autor principal del estudio.
El laboratorio colaboró con científicos computacionales y de microscopía para desarrollar nuevos algoritmos de red y tecnologías de imágenes que les permitieron estudiar redes complejas de neuronas interconectadas en C. elegans, un tipo común de lombriz intestinal que se usa a menudo en la investigación. A pesar de su simplicidad, compartecaracterísticas moleculares y genéticas clave con la biología humana.
Los investigadores encontraron que las neuronas interconectadas, densamente empaquetadas en unidades llamadas neuropilos, están organizadas para clasificar señales que dictan muchas funciones y comportamientos en los organismos. El estudio detalla los principios arquitectónicos en la estructura del neuropilo que determina cómo se desarrollan y ensamblan los circuitos cerebrales funcionales.
Los autores encontraron que los procesos neuronales y las conexiones en el cerebro del gusano están organizados en capas, cada una de las cuales contiene componentes modulares de circuitos funcionales que están vinculados a comportamientos distintos.
Luego, utilizando microscopía de hoja de luz de alta resolución, los investigadores pudieron rastrear células individuales a lo largo del desarrollo del organismo, proporcionando información sobre cómo estas células ayudan a coreografiar el ensamblaje del cerebro.
"Cuando ves la arquitectura, te das cuenta de que todo este conocimiento que había sobre el comportamiento de los animales tiene un hogar en la estructura del cerebro", dijo Colón-Ramos.
Por ejemplo, los investigadores pueden rastrear el comportamiento reflejo en los animales hasta los circuitos que conducen a los músculos y cómo estos mismos circuitos se integran con otros para regular el movimiento del animal.
Dijo que el cerebro está organizado como una ciudad como Nueva York, con áreas como Wall Street o Broadway organizadas para llevar a cabo las funciones específicas de finanzas y entretenimiento, respectivamente.
"De repente ves cómo encaja la ciudad y comprendes las relaciones entre los vecindarios", dijo Colón-Ramos.
El trabajo es el resultado de una década de colaboración entre los laboratorios de Colón-Ramos y Smita Krishnaswamy de Yale; Hari Shroff de los Institutos Nacionales de Salud; Zhirong Bao del Sloan Kettering Institute; y William A. Mohler de la Universidadde Connecticut Health Center. Los laboratorios Colón-Ramos, Shroff, Bao y Mohler forman parte del consorcio WormGUIDES.
Video: http://www.youtube.com/watch?v=YYuYjPZl2Jw&feature=emb_imp_woyt
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Yale . Original escrito por Bill Hathaway. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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