Descubiertos nuevos circuitos neuronales que regulan el aprendizaje espacial y la memoria en la formación del hipocampo del cerebro
Resumen esquemático de las nuevas conexiones del circuito del hipocampo que se revelan en el nuevo estudio de PLOS Biology. Se muestran la ilustración de la topología espacial de las entradas no canónicas al CA3 del hipocampo dorsal (arriba) y el diagrama de las intensidades y patrones de entrada diferenciales a las subregiones del CA3 dorsal (abajo). Crédito: Facultad de Medicina de la UCI
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de California en Irvine ha descubierto nuevos circuitos neuronales que regulan el aprendizaje espacial y la memoria en la formación del hipocampo del cerebro. El equipo identificó nuevos roles funcionales de nuevas conexiones de circuito entre la región venal CA1 y las regiones dorsales CA3 del hipocampo y demostró que la inactivación genética de esta proyección afecta el aprendizaje espacial y la memoria relacionados con objetos, pero no modula los comportamientos relacionados con la ansiedad.
El estudio, titulado «Las proyecciones no canónicas del CA3 del hipocampo regulan el aprendizaje espacial y la memoria mediante la modulación de la vía trisináptica del hipocampo de avance», se publicó hoy en PLOS Biology.
El hipocampo no es un cuerpo homogéneo área del cerebro El eje septotemporal, a lo largo del cual se ubica la vía trisináptica, separa la región dorsal del hipocampo, que está más involucrada en el aprendizaje, la memoria y la navegación espacial, y la región ventral, que juega un papel en el comportamiento emocional. La organización del circuito unidireccional de retroalimentación trisináptica está bien documentada, pero la conectividad entre las regiones septal y temporal no está tan bien descrita.
«Nuestros hallazgos amplían el conocimiento de la conectividad del hipocampo y su relación con los procesos de aprendizaje y memoria a través del eje septotemporal y proporcionar una base de circuito para explorar estos roles funcionales novedosos», dijo Xiangmin Xu, Ph.D., Chancellor’s Fellow y profesor de anatomía y neurobiología, y director del Centro de Mapeo de Circuitos Neurales (CNCM) en la UCI School of Medicamento. «El nuevo mecanismo del circuito del hipocampo es muy relevante para el tratamiento de los trastornos del aprendizaje y la memoria, incluida la enfermedad de Alzheimer».
A partir de su trabajo anterior, Xu y su equipo utilizaron múltiples marcadores virales, incluido el rastreo retrógrado de la rabia monosináptica y el herpes. Trazado anterógrado basado en (H129) para establecer nuevas proyecciones CA1 del hipocampo a CA3. Los resultados robustos del mapeo mostraron que las entradas de CA1 a CA3 corren de manera opuesta a la vía trisináptica y en una dirección temporal a septal. También encontraron que la inactivación genética de la proyección CA1 a CA3 perjudicó el aprendizaje espacial y la memoria relacionados con los objetos, pero no moduló los comportamientos relacionados con la ansiedad.
«La aparición de técnicas de mapeo viral-genético mejora nuestra capacidad para determinar la complejidad detallada de los circuitos cerebrales», dijo Xu. «Nuestro estudio fue posible gracias a las nuevas herramientas genéticas virales desarrolladas por nuestros investigadores CNCM en la UCI. Estamos desarrollando estos nuevos rastreadores virales como herramientas de mapeo cerebral, que planeamos compartir a través de nuestro centro para que las use la comunidad de neurociencias».
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El estudio revela el papel crítico de los circuitos cerebrales en la mejora del aprendizaje y la memoria Más información: Xiaoxiao Lin et al, Las proyecciones no canónicas en el hipocampo CA3 regulan el aprendizaje espacial y la memoria al modular la Vía trisináptica del hipocampo de retroalimentación, PLOS Biology (2021). DOI: 10.1371/journal.pbio.3001127
Yanjun Sun et al, Las neuronas del subículo que proyectan CA1 facilitan el aprendizaje en el lugar del objeto, Nature Neuroscience (2019). DOI: 10.1038/s41593-019-0496-y Información de la revista: PLoS Biology , Nature Neuroscience