Desvelando los misterios del cerebro
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Un equipo de investigación destaca los mecanismos que subyacen a la memoria y la capacidad de aprendizaje, específicamente, cómo nuestros cerebros procesan, almacenan e integran información.
¿Cómo almacena información nuestro cerebro?
Buscando una respuesta, los investigadores del Hospital CHU Sainte-Justine y la Universidad de Montral han hecho un descubrimiento importante para comprender los mecanismos subyacentes al aprendizaje y la formación de la memoria.
Los resultados de su estudio se presentan hoy en Nature Communications.
Dirigido por el profesor Roberto Araya, el equipo estudió la función y la transformación morfológica de las espinas dendríticas, pequeñas protuberancias ubicadas en las ramas de las neuronas, durante la plasticidad sináptica, que se cree que es el mecanismo subyacente para el aprendizaje y la memoria.
«Estamos muy emocionados porque esta es la primera vez que las reglas de la plasticidad sináptica, un proceso directamente relacionado con la formación de la memoria en el cerebro , se han descubierto de una manera que nos permite comprender mejor la plasticidad y, en última instancia, cómo se forman los recuerdos cuando las neuronas de la neocorteza cerebral reciben uno o varios flujos de información sensorial», dijo el profesor Araya.
Una neurona l «árbol»
El cerebro está formado por miles de millones de células nerviosas excitables, más conocidas como neuronas. Se especializan en comunicación y procesamiento de información.
“Imagina un árbol”, dijo Araya. “Las raíces están representadas por el axón, el tronco central por el cuerpo celular, las ramas periféricas por las dendritas y, finalmente, las hojas por las espinas dendríticas. Estas miles de pequeñas hojas actúan como puerta de entrada al recibir información excitatoria de otras células. Ellos decidirán si esta información es lo suficientemente significativa como para ser amplificada y circulada a otras neuronas.
“Este es un concepto clave”, agregó, “en el procesamiento, integración y almacenamiento de la información y, por lo tanto, en la memoria. y el aprendizaje».
Las neuronas amplifican el «volumen»
Las espinas dendríticas sirven como una zona de contacto entre las neuronas al recibir entradas (información) de fuerza variable. Si una entrada es persistente, un El mecanismo por el cual las neuronas amplifican el «volumen» se activa para que pueda «escuchar» mejor esa información en particular.
De lo contrario, la información de un «volumen» bajo se reducirá aún más para que pase Este fenómeno corresponde a la plasticidad sináptica, que implica ves la potenciación o depresión de la fuerza de entrada sináptica.
«Esta es la ley fundamental de la plasticidad dependiente del tiempo, o plasticidad dependiente del tiempo de Spike (STDP), que ajusta la fuerza de las conexiones entre las neuronas en el cerebro y se cree que contribuye al aprendizaje y la memoria», dijo Sabrina Tazerart, coautora del estudio.
Si bien la literatura científica muestra este fenómeno y cómo se conectan las neuronas, la organización estructural precisa de las espinas dendríticas y se desconocen las reglas que controlan la inducción de la plasticidad sináptica.
«Leyes de las conexiones»
El equipo de Araya ha logrado arrojar luz sobre los mecanismos subyacentes a STDP.
«Hasta ahora, nadie sabía cómo se organizaban las entradas sinápticas (información entrante) en el ‘árbol neuronal’ y qué causa precisamente que una espina dendrítica aumente o disminuya la fuerza o el volumen de la información que transmite», dijo el profesor. dijo. «Nuestro objetivo era extraer las ‘leyes de la conectividad sináptica’ responsables de la creación de recuerdos en el cerebro».
Para su estudio, su equipo empleó modelos preclínicos en una etapa juvenil, un período crítico para el aprendizaje y la memoria. en el cerebro.
Usando técnicas avanzadas en microscopía de dos fotones que imitan los contactos sinápticos entre dos neuronas, los investigadores descubrieron una ley importante relacionada con la disposición de la información recibida por las espinas dendríticas.
Su trabajo muestra que dependiendo de la cantidad de entradas recibidas (sinapsis) y su proximidad, la información se tendrá en cuenta y se almacenará de manera diferente.
«Descubrimos que si se produce más de una entrada dentro de un pequeño pedazo de rama de árbol, la célula siempre considerará esta información importante y aumentará su volumen», dijo la coautora Diana E. Mitchell.
«Un gran descubrimiento»
» Este es un gran descubrimiento», agregó Araya.
«Alteraciones estructurales y funcionales de las espinas dendríticas, los principales receptores de entradas de otras neuronas, a menudo se asocian con afecciones neurodegenerativas, como el síndrome de X frágil o el autismo, ya que el paciente ya no puede procesar o almacenar información correctamente», dijo.
«Esto interrumpe la lógica de la construcción de la memoria. Ahora, al comprender los mecanismos subyacentes a la dinámica de las espinas dendríticas y cómo afectan el sistema nervioso, podremos desarrollar enfoques terapéuticos nuevos y mejor adaptados».
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Descubrimiento de una nueva función para MAP2 en el fortalecimiento sináptico Información del diario: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad de Montreal Cita: Unlocking the mysteries of the brain (2020, 26 de agosto) consultado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-mysteries-brain.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Además 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.