Un hipocampo de rat\u00f3n que muestra los n\u00facleos de las neuronas (azul) y el ARN (rojo) derivado del gen Pdz8 que los investigadores usaron para investigar el papel del calcio intracelular en el aprendizaje. Cr\u00e9dito: Stephanie Herrlinger\/Columbias Zuckerman Institute <\/p>\n
Los cient\u00edficos saben desde hace mucho tiempo que el aprendizaje requiere el flujo de calcio dentro y fuera de las c\u00e9lulas cerebrales. Pero los investigadores del Instituto Zuckerman de Columbia ahora han descubierto que las inundaciones de calcio que se originan dentro de las neuronas tambi\u00e9n pueden impulsar el aprendizaje. El hallazgo surgi\u00f3 de estudios sobre c\u00f3mo los ratones recuerdan los nuevos lugares que exploran. <\/p>\n
Publicada hoy en Science, la nueva investigaci\u00f3n no sugiere que deba beber m\u00e1s leche rica en calcio para aprobar la clase de matem\u00e1ticas. Proporciona una mejor comprensi\u00f3n de los mecanismos que subyacen en el aprendizaje y la memoria: conocimiento que podr\u00eda ayudar a arrojar luz sobre trastornos como la enfermedad de Alzheimer.<\/p>\n
\u00abLas c\u00e9lulas que estudiamos en este nuevo trabajo est\u00e1n en el hipocampo, las primeras \u00e1rea del cerebro afectada por la enfermedad de Alzheimer\u00bb, dijo Franck Polleux, Ph.D., investigador principal del Instituto Zuckerman de Columbia. \u00abComprender los principios b\u00e1sicos de lo que permite que estas c\u00e9lulas cerebrales codifiquen la memoria proporcionar\u00e1 una gran comprensi\u00f3n de lo que funciona mal en esta enfermedad\u00bb.<\/p>\n
La capacidad del cerebro para aprender y recordar todo, desde nuestras primeras palabras y pasos hasta donde Estacionar nuestro auto o dejar nuestras llaves depende de los espacios donde las neuronas se conectan entre s\u00ed, llamadas sinapsis. Las sinapsis, a trav\u00e9s de las cuales las c\u00e9lulas intercambian informaci\u00f3n, pueden modificarse con el tiempo. Esta maleabilidad para experimentar, conocida como plasticidad, depende de c\u00f3mo fluyen los iones de calcio dentro del cerebro.<\/p>\n
Casi toda la investigaci\u00f3n sobre el papel que juega el calcio en la plasticidad se ha centrado en c\u00f3mo puede entrar y salir de una sinapsis a trav\u00e9s de canales en la superficie de las neuronas. Durante m\u00e1s de dos d\u00e9cadas, los cient\u00edficos han sospechado que las reservas de calcio dentro de las neuronas tambi\u00e9n podr\u00edan desempe\u00f1ar un papel importante en la configuraci\u00f3n de la plasticidad. Pero hasta ahora, los cient\u00edficos no ten\u00edan forma de investigar los efectos que el calcio descargado de estos dep\u00f3sitos internos ten\u00eda dentro del cerebro de los mam\u00edferos.<\/p>\n
\u00abDurante mucho tiempo, no hubo buenas herramientas para investigar realmente este liberaci\u00f3n de calcio en un animal vivo como aprendi\u00f3\u00bb, dijo el investigador postdoctoral y primer autor Justin O’Hare, Ph.D., en el laboratorio de Polleux y el laboratorio de Attila Losonczy, MD, Ph.D., en el Instituto Zuckerman de Columbia. <\/p>\n
En el nuevo estudio de ratones, el laboratorio Polleux y el laboratorio Losonczy se centraron en el hipocampo, una regi\u00f3n del cerebro con forma de caballito de mar central para la memoria. Espec\u00edficamente, los cient\u00edficos analizaron neuronas en forma de pir\u00e1mide que pueden codificar recuerdos de ubicaciones, llamadas c\u00e9lulas de lugar, en la regi\u00f3n del hipocampo conocida como CA1.<\/p>\n
Neurona piramidal (verde) en el hipocampo de un rat\u00f3n en el que se elimin\u00f3 el gen Pdz8 para investigar el papel de la liberaci\u00f3n de calcio intracelular en el aprendizaje. Cr\u00e9dito: Stephanie Herrlinger\/Columbias Zuckerman Institute <\/p>\n
\u00abLas celdas de lugar son una de las herramientas clave con las que no solo creamos mapas del mundo, sino que tambi\u00e9n asociamos un lugar con algo, como una recompensa, un color, un olor, cualquier cosa \u201d, dijo el Dr. Polleux, quien tambi\u00e9n es profesor de neurociencia en el Vagelos College of Physicians and Surgeons de Columbia. \u00abLa gran pregunta es: ‘\u00bfC\u00f3mo hacen esto estas c\u00e9lulas?'\u00bb.<\/p>\n
Para responder a esta pregunta, los investigadores hicieron correr ratones en cintas de correr con cinturones hechos de tres tipos diferentes de tela y decorados con lentejuelas, pelo pompones y otros adornos. Estas decoraciones proporcionaron pistas sensoriales visuales y t\u00e1ctiles sobre lugares espec\u00edficos en los cinturones. Las c\u00e9lulas del lugar en los cerebros de esos ratones hab\u00edan sido modificadas gen\u00e9ticamente para encenderse en respuesta a la luz l\u00e1ser, una t\u00e9cnica conocida como optogen\u00e9tica. Esto permiti\u00f3 a los investigadores ajustar esas c\u00e9lulas de lugar a puntos espec\u00edficos de los cinturones.<\/p>\n
Dentro de las c\u00e9lulas de lugar, los investigadores se centraron en un gen llamado Pdzd8. Codifica una prote\u00edna que normalmente ayuda a limitar la cantidad de calcio liberado del ret\u00edculo endopl\u00e1smico (ER), una red elaborada de tubos dentro de las c\u00e9lulas.<\/p>\n
\u00abEl ER almacena una gran cantidad de calcio\u00bb, dice el Dr. dijo Polleux. \u00abEs como una bomba de calcio dentro de todas las c\u00e9lulas\u00bb.<\/p>\n
Los investigadores eliminaron Pdzd8. Esta eliminaci\u00f3n elimin\u00f3 los frenos a la liberaci\u00f3n de calcio desde el RE. Luego, los cient\u00edficos buscaron cambios en la actividad de las c\u00e9lulas de lugar tanto en los cuerpos centrales de las c\u00e9lulas como en sus dendritas, las ramas en forma de \u00e1rbol con las que las c\u00e9lulas reciben se\u00f1ales de otras c\u00e9lulas.<\/p>\n
\u00abCualquiera de las tecnolog\u00edas que utilizado para realizar estos experimentos es dif\u00edcil por s\u00ed solo. Combinarlos es simplemente una locura\u00bb, dijo el Dr. Polleux. \u00abEste es probablemente uno de los conjuntos de experimentos m\u00e1s desafiantes que ha salido de mi laboratorio, y nunca hubiera sucedido sin una profunda colaboraci\u00f3n con el laboratorio Losonczy y los incre\u00edbles talentos experimentales y anal\u00edticos del Dr. Justin O’Hare\u00bb. <\/p>\n
Los cient\u00edficos descubrieron que aumentar la cantidad de calcio liberado dentro de una c\u00e9lula de lugar ampliaba significativamente el \u00e1rea a la que estaba sintonizada, lo que aumentaba el tama\u00f1o de la ubicaci\u00f3n que ayudaba a recordar a un rat\u00f3n. Impulsar la liberaci\u00f3n de calcio intracelular tambi\u00e9n aument\u00f3 dr\u00e1sticamente la duraci\u00f3n de la sinton\u00eda de una c\u00e9lula de lugar con una ubicaci\u00f3n espec\u00edfica.<\/p>\n
Los flujos de calcio dentro de una neurona influyen en c\u00f3mo las dendritas individuales de las c\u00e9lulas (diferentes colores) trabajan juntas o por separado del cuerpo de las c\u00e9lulas durante la memoria. formaci\u00f3n. Cr\u00e9dito: Justin OHare\/Columbias Zuckerman Institute <\/p>\n
\u00abLa liberaci\u00f3n de calcio intracelular puede actuar como un turbocompresor para la plasticidad\u00bb, dijo el Dr. Polleux. \u00abDescubrimos que tambi\u00e9n hace que las c\u00e9lulas de lugar sean incluso demasiado estables si no se controlan\u00bb.<\/p>\n
Los cient\u00edficos tambi\u00e9n encontraron que las dendritas en el v\u00e9rtice de cada neurona en forma de pir\u00e1mide en CA1 normalmente est\u00e1n sintonizadas en diferentes lugares. El aumento de la cantidad de calcio liberado dentro de estas neuronas ayud\u00f3 a sintonizar muchas de las dendritas en sus v\u00e9rtices con un solo lugar durante el aprendizaje, pero tuvo un efecto menor en las dendritas en la base de las neuronas. Descubrir las formas en que todos los componentes de estas neuronas extraordinariamente complejas cambian durante el aprendizaje podr\u00eda ayudar a los investigadores a descifrar c\u00f3mo funcionan estas c\u00e9lulas.<\/p>\n
\u00abSe ha sospechado durante mucho tiempo que las dendritas funcionan como ‘c\u00e9lulas dentro de las c\u00e9lulas’ que pueden trabajar de forma independiente o, cuando sea necesario, en conjunto para mejorar el poder computacional de las neuronas individuales\u00bb, dijo el Dr. Losonczy. \u00abNuestro estudio no solo muestra que este es realmente el caso, sino que tambi\u00e9n proporciona un mecanismo molecular de c\u00f3mo se regula esta cooperaci\u00f3n dendr\u00edtica en el comportamiento del cerebro\u00bb.<\/p>\n
\u00abCada c\u00e9lula de lugar potencial probablemente recibe decenas de miles de entradas que llevan informaci\u00f3n sobre un espacio\u00bb, dijo el Dr. O’Hare. \u00abSi piensas en toda esta complejidad, puedes apreciar que incluso una sola neurona en el cerebro es b\u00e1sicamente como una supercomputadora\u00bb.<\/p>\n
La investigaci\u00f3n futura puede explorar qu\u00e9 efectos tiene la eliminaci\u00f3n de Pdzd8 en el comportamiento en general. \u00abRecientemente sali\u00f3 un art\u00edculo que identific\u00f3 por primera vez mutaciones en Pdzd8 en humanos\u00bb, dijo el Dr. Polleux. \u00abLos individuos que portan esas mutaciones tienen graves d\u00e9ficits de memoria y aprendizaje, lo que demuestra lo importante que es para el cerebro\u00bb.<\/p>\n
Dr. O’Hare y sus colegas ahora est\u00e1n investigando qu\u00e9 sucede con CA1 en un modelo de rat\u00f3n con la enfermedad de Alzheimer.<\/p>\n
\u00ab\u00bfQu\u00e9 sucede con las c\u00e9lulas del lugar a medida que avanza esta enfermedad? Todav\u00eda no se sabe\u00bb, dijo el Dr. O’Hare. dijo. \u00abComprender los principios b\u00e1sicos que otorgan a las c\u00e9lulas de lugar la capacidad de codificar recuerdos en el hipocampo podr\u00eda tener enormes consecuencias para nuestra comprensi\u00f3n de lo que va mal en esta enfermedad. Entonces podemos pensar en c\u00f3mo eso podr\u00eda traducirse en nuevas terapias\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
C\u00f3mo las regiones CA1 del hipocampo izquierdo y derecho en el cerebro del rat\u00f3n se comunican entre s\u00ed M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Justin K. O’Hare et al, Ajuste espec\u00edfico del compartimento de la funci\u00f3n dendr\u00edtica selectividad por liberaci\u00f3n de Ca2+ intracelular, Science (2022). DOI: 10.1126\/ciencia.abm1670. www.science.org\/doi\/10.1126\/science.abm1670 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Science <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de Columbia Cita<\/strong>: Se ha encontrado en el cerebro un turbocompresor para la memoria que se sospecha desde hace mucho tiempo c\u00e9lulas de ratones (2022, 17 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2022-03-long-suspected-turbocharger-memory-brain-cells.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Un hipocampo de rat\u00f3n que muestra los n\u00facleos de las neuronas (azul) y el ARN (rojo) derivado del gen Pdz8 que los investigadores usaron para investigar el papel del calcio intracelular en el aprendizaje. Cr\u00e9dito: Stephanie Herrlinger\/Columbias Zuckerman Institute Los cient\u00edficos saben desde hace mucho tiempo que el aprendizaje requiere el flujo de calcio dentro … Continuar leyendo \u00abDescubierto un turbocargador para la memoria en c\u00e9lulas cerebrales de ratones\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-10353","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10353","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10353"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10353\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10353"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10353"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10353"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}