Construcción de circuitos neuronales corticocerebelosos
Crédito: Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica
En un estudio exhaustivo, los investigadores del grupo Rijli encontraron que un solo factor de transcripción Hox se expresa en un grupo de neuronas del núcleo pontinola corteza cerebral más importante del tronco encefálico relevo al cerebelo determina el cableado en estas neuronas de neuronas corticales específicas. Estos hallazgos amplían nuestra comprensión de la lógica molecular que subyace al ensamblaje del circuito corticocerebeloso complejo.
A medida que se sientan las bases de nuestro cerebro, se forman 100 000 millones de neuronas y se conectan adecuadamente. Poco después de nacer, las neuronas comienzan su migración hacia su ubicación final en el cerebro, a veces muy lejos de su lugar de nacimiento, donde comienzan a establecer conexiones con otras neuronas. Juntas, estas conexiones crean circuitos neuronales a lo largo de los cuales viajará la información. La coordinación entre estos procesos es fundamental, especialmente cuando las estructuras cerebrales distantes deben conectarse ordenadamente a través de estructuras intermedias.
La vía corticocerebelosa de los mamíferos es uno de esos circuitos a larga distancia y tiene un papel fundamental en la coordinación sensoriomotora y el aprendizaje. . Conecta la corteza con una pequeña región en el rombencéfalo llamada núcleo pontino (PN), que es el núcleo precerebeloso más grande del tronco encefálico y es esencial para transmitir información sensorial y motora desde la corteza hasta el cerebelo.
Ph .D. los estudiantes Upasana Maheshwari y Dominik Kraus del grupo Rijli, así como sus colegas, se propusieron investigar cómo se ensamblan los circuitos de la PN y qué información molecular requieren las neuronas de la PN en el proceso. En un esfuerzo de colaboración, los investigadores diseñaron experimentos que les permitieron estudiar la especificación y la migración de las neuronas PN en ratones en etapas embrionarias (cuando las neuronas comienzan a nacer) y rastrear transsinápticamente sus conexiones hasta las etapas posnatales (cuando las neuronas establecieron todas sus conexiones). y los circuitos están completamente en su lugar.)
En un estudio anterior, el laboratorio de Rijli ya destacó el papel de los factores de transcripción Hox bien conocidos por su papel en conferir identidad celular en muchos procesos de desarrollo para especificar las neuronas PN del compartimento donde nacen hasta su posición definitiva en el PN. En el estudio actual, que se publicó recientemente en Cell Reports, los investigadores estudiaron el proceso con más detalle y demostraron que Hoxa5 (el tipo de factor de transcripción Hox investigado aquí) se expresa en un subconjunto específico de neuronas PN al inicio de su migración. . Los autores explicaron cómo se reguló epigenéticamente el proceso, destacando en particular el papel de la señalización del ácido retinoico. Demostraron que las neuronas que expresan Hoxa5 se asientan posteriormente en la PN.
Luego, los investigadores realizaron más experimentos para comprender el papel de las neuronas Hoxa5-PN en la vía corticocerebelosa. Maheshwari, uno de los dos primeros autores del estudio, explica: «Descubrimos que estas neuronas estaban preferentemente conectadas con la corteza somatosensorial primaria y son esenciales para la transmisión de información somatosensorial específica de las extremidades desde la corteza hasta el cerebelo, pero evitaban la información proveniente del sistema visual». Podríamos demostrar que esto era independiente de su posición en el PN, lo que habla del papel de Hoxa5 en la instrucción de conexiones corticopontinas específicas».
«Este estudio integral aclara cómo los factores de transcripción Hox individuales pueden coordinar especificación, migración y establecimiento ordenado en el núcleo de destino, así como su papel en la coordinación de patrones de conectividad complejos», dice el líder del grupo, Filippo Rijli. «Además, estos hallazgos amplían nuestra comprensión de la lógica molecular que subyace al ensamblaje y la diversificación de circuitos en la vía corticocerebelosa de los mamíferos».
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Neuronas que codifican la dulzura identificadas en ratones Más información: Upasana Maheshwari et al. La expresión posmitótica de Hoxa5 especifica la identidad posicional de la neurona pontina y la conectividad de entrada de los subconjuntos aferentes corticales, Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107767 Información de la revista: Cell Reports
Proporcionado por el Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica Cita: Construcción de circuitos neurales corticocerebelosos (2020, junio 22) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-corticocerebellar-neural-circuits.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.