Los astrocitos ayudan a orquestar la actividad sináptica en el aprendizaje y la memoria
Figura 1: Una micrografía que muestra un astrocito etiquetado. Yukiko Goda y su equipo han demostrado cómo los astrocitos desempeñan un papel destacado en la sintonización de los cambios en la actividad neuronal que permiten la formación de la memoria. Crédito: RIKEN Center for Brain Science, Thomas Chater
Los neurocientíficos de RIKEN han descubierto un mecanismo sorprendente por el cual la actividad neuronal en ratones se sintoniza dinámicamente con el aumento de la señalización en algunas sinapsis, mientras que otras se silencian para promover el proceso de aprendizaje y formación de memoria . Este hallazgo proporciona nuevos conocimientos sobre el papel que juegan las células cerebrales llamadas astrocitos en la creación de la memoria.
Un equipo dirigido por Yukiko Goda del Centro RIKEN para la ciencia del cerebro ha estado tratando de comprender los procesos neuronales que subyacen al aprendizaje y la formación de la memoria. «Uno de nuestros principales objetivos es comprender cómo se establecen y modifican dinámicamente las fortalezas de las sinapsis individuales», dice Goda.
En un estudio de 2016, el equipo de Goda utilizó cultivos celulares derivados de cerebros de ratas para estudiar el comportamiento de sistemas simples en los que múltiples neuronas de entrada formaban conexiones sinápticas con la dendrita de una sola neurona receptora. Determinaron que los astrocitos (Fig. 1), una población muy abundante de células que desempeñan varias funciones de apoyo esenciales en el cerebro, facilitaban el fortalecimiento de las sinapsis activas, al tiempo que debilitaban las conexiones sinápticas menos activas.
Ahora, el equipo ha sondearon este mecanismo regulador más profundamente. En particular, se centraron en el papel de los receptores del neurotransmisor N-metil-D-aspartato (NMDA) en el hipocampo de ratón, la región del cerebro donde se forman los recuerdos.
«NMDA es un componente de la señalización neuronal en el hipocampo», explica Goda. «Pero la idea de los receptores NMDA de los astrocitos ha suscitado cierto escepticismo». Sin embargo, el trabajo previo de su equipo ofreció evidencia convincente de que dichos receptores están directamente involucrados en la sintonización de las conexiones entre las neuronas cercanas.
En el presente estudio, Goda y sus colegas utilizaron varias intervenciones para interferir selectivamente con la actividad del receptor NMDA en ratones. astrocitos Estos tratamientos afectaron claramente la actividad en el lado presináptico de las sinapsis, modulando las terminales de las neuronas de entrada, en lugar de las dendritas de las neuronas que recibieron esas señales. En consecuencia, la actividad sináptica entre las neuronas de entrada y las receptoras se volvió más uniforme en general, en lugar de cambiar dinámicamente para favorecer la actividad en algunas sinapsis en relación con otras.
Modelado matemático, realizado en colaboración con el equipo de Tomoki Fukai en el Instituto de Okinawa de Science and Technology Graduate University (OIST), reveló que estos cambios en la función sináptica redujeron en gran medida la plasticidad neuronal en el hipocampo, es decir, el refuerzo selectivo de los recuerdos a través del fortalecimiento y el debilitamiento de las sinapsis entre las neuronas.
«Nuestro trabajo demuestra que la señalización de los astrocitos ayuda a garantizar la amplia distribución de las fuerzas presinápticas», dice Goda.
El equipo ahora está tratando de comprender mejor la organización, la actividad y la distribución de los receptores NMDA en los astrocitos del hipocampo, y la influencia más amplia de estos receptores no neuronales en el comportamiento animal. «Queremos descubrir si los ratones con receptores NMDA de astrocitos deteriorados muestran una actividad alterada de la red del hipocampo y, de ser así, si esos cambios se relacionan con el aprendizaje espacial y contextual», dice Goda.
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Cambio en el cerebro: los astrocitos finalmente obtienen el reconocimiento que merecen Más información: Peter H Chipman et al, Astrocyte GluN2C Los receptores NMDA controlan la fuerza sináptica basal de las neuronas piramidales CA1 del hipocampo en el estrato radiatum, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.70818 Información del diario: eLife
Proporcionado por RIKEN Cita: Los astrocitos ayudan a orquestar la actividad sináptica en el aprendizaje y la memoria (22 de febrero de 2022) recuperado 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-astrocytes-orchestrate-synaptic-memory.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.