Rebanada del cerebro de un rat\u00f3n transg\u00e9nico, en el que las neuronas definidas gen\u00e9ticamente en la corteza cerebral est\u00e1n marcadas con un gen reportero rojo fluorescente. Cr\u00e9dito: Tanya Daigle, Instituto Allen <\/p>\n
Cuando hizo clic para leer esta historia, una banda de c\u00e9lulas en la parte superior de su cerebro envi\u00f3 se\u00f1ales por su columna y hacia su mano para decirles a los m\u00fasculos de su dedo \u00edndice que presionen hacia abajo con la cantidad justa de presi\u00f3n para activar el mouse o el trackpad. <\/p>\n
Una serie de nuevos estudios ahora muestra que el \u00e1rea del cerebro responsable de iniciar esta acci\u00f3n, la corteza motora primaria, que controla el movimiento, tiene hasta 116 tipos diferentes de c\u00e9lulas que trabajan juntas para que esto suceda.<\/p>\n
Los 17 estudios, que aparecen en l\u00ednea el 6 de octubre en la revista Nature, son el resultado de cinco a\u00f1os de trabajo de un gran consorcio de investigadores apoyado por la iniciativa Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) de los Institutos Nacionales de la Salud para identificar la mir\u00edada de diferentes tipos de c\u00e9lulas en una porci\u00f3n del cerebro. Es el primer paso en un proyecto a largo plazo para generar un atlas de todo el cerebro para ayudar a comprender c\u00f3mo las redes neuronales en nuestra cabeza controlan nuestro cuerpo y mente y c\u00f3mo se interrumpen en casos de problemas mentales y f\u00edsicos.<\/p>\n
\u00abSi piensas en el cerebro como una m\u00e1quina extremadamente compleja, \u00bfc\u00f3mo podr\u00edamos entenderlo sin primero descomponerlo y conocer las partes?\u00bb pregunt\u00f3 la neurocient\u00edfica celular Helen Bateup, de la Universidad de California, Berkeley, profesora asociada de biolog\u00eda molecular y celular y coautora del art\u00edculo principal que sintetiza los resultados de los otros art\u00edculos. \u00abLa primera p\u00e1gina de cualquier manual de c\u00f3mo funciona el cerebro deber\u00eda decir: Aqu\u00ed est\u00e1n todos los componentes celulares, as\u00ed son cu\u00e1ntos hay, aqu\u00ed est\u00e1n ubicados y a qui\u00e9nes se conectan\u00bb.<\/p>\n
Los investigadores individuales han identificado previamente docenas de tipos de c\u00e9lulas en funci\u00f3n de su forma, tama\u00f1o, propiedades el\u00e9ctricas y qu\u00e9 genes se expresan en ellas. Los nuevos estudios identifican alrededor de cinco veces m\u00e1s tipos de c\u00e9lulas, aunque muchos son subtipos de tipos de c\u00e9lulas bien conocidos. Por ejemplo, las c\u00e9lulas que liberan neurotransmisores espec\u00edficos, como el \u00e1cido gamma-aminobut\u00edrico (GABA) o el glutamato, tienen cada una m\u00e1s de una docena de subtipos que se distinguen entre s\u00ed por su expresi\u00f3n g\u00e9nica y sus patrones de activaci\u00f3n el\u00e9ctrica.<\/p>\n
Mientras que la actual Los documentos abordan solo la corteza motora, la Red de Censo Celular de la Iniciativa BRAIN (BICCN) creada en 2017 se esfuerza por mapear todos los diferentes tipos de c\u00e9lulas en todo el cerebro, que consta de m\u00e1s de 160 mil millones de c\u00e9lulas individuales, tanto neuronas como c\u00e9lulas de apoyo llamadas gl\u00eda. La Iniciativa BRAIN fue lanzada en 2013 por el entonces presidente Barack Obama.<\/p>\n
\u00abUna vez que tenemos todas esas partes definidas, podemos subir un nivel y comenzar a comprender c\u00f3mo esas partes funcionan juntas, c\u00f3mo se forman un circuito funcional, c\u00f3mo eso finalmente da lugar a percepciones y comportamientos y cosas mucho m\u00e1s complejas\u00bb, dijo Bateup.<\/p>\n
Junto con el exprofesor de UC Berkeley, John Ngai, Bateup y su colega de UC Berkeley, Dirk Hockemeyer, ya han utilizado CRISPR -Cas9 para crear ratones en los que se marca un tipo de c\u00e9lula espec\u00edfico con un marcador fluorescente, lo que les permite rastrear las conexiones que hacen estas c\u00e9lulas en todo el cerebro. Para el art\u00edculo principal de la revista, el equipo de Berkeley cre\u00f3 dos cepas de ratones reporteros \u00abknock-in\u00bb que proporcionaron herramientas novedosas para iluminar las conexiones de los tipos de c\u00e9lulas reci\u00e9n identificados, dijo.<\/p>\n
\u00abUno de nuestros muchos Las limitaciones en el desarrollo de terapias efectivas para los trastornos del cerebro humano es que simplemente no sabemos lo suficiente sobre qu\u00e9 c\u00e9lulas y conexiones est\u00e1n siendo afectadas por una enfermedad en particular y, por lo tanto, no podemos determinar con precisi\u00f3n qu\u00e9 y d\u00f3nde debemos enfocarnos\u00bb, dijo Ngai, quien lider\u00f3 los esfuerzos de la Iniciativa Cerebral de UC Berkeley antes de ser elegido el a\u00f1o pasado para dirigir toda la iniciativa nacional. \u00abLa informaci\u00f3n detallada sobre los tipos de c\u00e9lulas que componen el cerebro y sus propiedades permitir\u00e1n, en \u00faltima instancia, el desarrollo de nuevas terapias para enfermedades neurol\u00f3gicas y neuropsiqui\u00e1tricas\u00bb.<\/p>\n
Ngai es uno de los 13 autores correspondientes del art\u00edculo principal, que tiene m\u00e1s de 250 coautores en total.<\/p>\n
Bateup, Hockemeyer y Ngai colaboraron en un estudio anterior para perfilar todos los genes activos en c\u00e9lulas \u00fanicas productoras de dopamina en el cerebro medio del rat\u00f3n, que tiene estructuras similares a cerebros humanos Esta misma t\u00e9cnica de perfilado, que consiste en identificar todas las mol\u00e9culas de ARN mensajero espec\u00edficas y sus niveles en cada c\u00e9lula, fue empleada por otros investigadores de BICCN para perfilar c\u00e9lulas en la corteza motora. Este tipo de an\u00e1lisis, que utiliza una t\u00e9cnica llamada secuenciaci\u00f3n de ARN de una sola c\u00e9lula, o scRNA-seq, se conoce como transcript\u00f3mica.<\/p>\n
La t\u00e9cnica scRNA-seq fue uno de casi una docena de m\u00e9todos experimentales independientes utilizados por el Equipo BICCN para caracterizar los diferentes tipos de c\u00e9lulas en tres mam\u00edferos diferentes: ratones, monos tit\u00ed y humanos. Cuatro de estos involucraron diferentes formas de identificar los niveles de expresi\u00f3n g\u00e9nica y determinar la arquitectura de la cromatina del genoma y el estado de metilaci\u00f3n del ADN, lo que se denomina epigenoma. Otras t\u00e9cnicas incluyeron grabaciones de abrazaderas de parche electrofisiol\u00f3gicas cl\u00e1sicas para distinguir las c\u00e9lulas por c\u00f3mo disparan potenciales de acci\u00f3n, clasificar las c\u00e9lulas por forma, determinar su conectividad y observar d\u00f3nde est\u00e1n ubicadas espacialmente las c\u00e9lulas dentro del cerebro. Varios de estos utilizaron aprendizaje autom\u00e1tico o inteligencia artificial para distinguir los tipos de c\u00e9lulas.<\/p>\n
\u00abEsta fue la descripci\u00f3n m\u00e1s completa de estos tipos de c\u00e9lulas, y con alta resoluci\u00f3n y diferentes metodolog\u00edas\u00bb, dijo Hockemeyer. \u00abLa conclusi\u00f3n del art\u00edculo es que existe una notable superposici\u00f3n y consistencia en la determinaci\u00f3n de los tipos de c\u00e9lulas con estos diferentes m\u00e9todos\u00bb.<\/p>\n
Un equipo de estad\u00edsticos combin\u00f3 datos de todos estos m\u00e9todos experimentales para determinar la mejor manera de clasificar o agrupar las c\u00e9lulas. en diferentes tipos y, presumiblemente, diferentes funciones basadas en las diferencias observadas en la expresi\u00f3n y los perfiles epigen\u00e9ticos entre estas c\u00e9lulas. Si bien existen muchos algoritmos estad\u00edsticos para analizar dichos datos e identificar grupos, el desaf\u00edo fue determinar qu\u00e9 grupos eran realmente diferentes entre s\u00ed, tipos de c\u00e9lulas realmente diferentes, dijo Sandrine Dudoit, profesora de UC Berkeley y directora del Departamento de Estad\u00edstica. Ella y la bioestad\u00edstica Elizabeth Purdom, profesora asociada de estad\u00edstica de UC Berkeley, fueron miembros clave del equipo estad\u00edstico y coautores del art\u00edculo principal.<\/p>\n
\u00abLa idea no es crear otro nuevo m\u00e9todo de agrupaci\u00f3n, sino para encontrar formas de aprovechar las fortalezas de diferentes m\u00e9todos y combinar m\u00e9todos y evaluar la estabilidad de los resultados, la reproducibilidad de los grupos que obtienes\u00bb, dijo Dudoit. \u00abEse es realmente un mensaje clave sobre todos estos estudios que buscan nuevos tipos de c\u00e9lulas o nuevas categor\u00edas de c\u00e9lulas: no importa qu\u00e9 algoritmo pruebes, obtendr\u00e1s grupos, por lo que es clave tener confianza en tus resultados\u00bb.<\/p>\n
Bateup se\u00f1al\u00f3 que la cantidad de tipos de c\u00e9lulas individuales identificados en el nuevo estudio depend\u00eda de la t\u00e9cnica utilizada y oscilaba entre docenas y 116. Un hallazgo, por ejemplo, fue que los humanos tienen aproximadamente el doble de tipos diferentes de neuronas inhibidoras como neuronas excitatorias en esta regi\u00f3n del cerebro, mientras que los ratones tienen cinco veces m\u00e1s.<\/p>\n
\u00abAntes, ten\u00edamos algo as\u00ed como 10 o 20 tipos de c\u00e9lulas diferentes que se hab\u00edan definido, pero no ten\u00edamos idea de si el Las c\u00e9lulas que defin\u00edamos por sus patrones de expresi\u00f3n g\u00e9nica eran las mismas que las definidas en funci\u00f3n de sus propiedades electrofisiol\u00f3gicas, o las mismas que los tipos de neuronas definidos por su morfolog\u00eda\u00bb, dijo Bateup.<\/p>\n
\u00abEl gran avance por el BICCN es que combinamos muchas formas diferentes de definir una celda tipo y los integr\u00f3 para llegar a una taxonom\u00eda de consenso que no solo se basa en la expresi\u00f3n g\u00e9nica o en la fisiolog\u00eda o la morfolog\u00eda, sino que tiene en cuenta todas esas propiedades\u00bb, dijo Hockemeyer. \u00abEntonces, ahora podemos decir que este tipo de c\u00e9lula en particular expresa estos genes, tiene esta morfolog\u00eda, tiene estas propiedades fisiol\u00f3gicas y est\u00e1 ubicado en esta regi\u00f3n particular de la corteza. Entonces, tiene una comprensi\u00f3n granular mucho m\u00e1s profunda de lo que ese tipo de c\u00e9lula es y sus propiedades b\u00e1sicas\u00bb.<\/p>\n
Dudoit advirti\u00f3 que los estudios futuros podr\u00edan mostrar que la cantidad de tipos de c\u00e9lulas identificados en la corteza motora es una sobreestimaci\u00f3n, pero los estudios actuales son un buen comienzo para armar un atlas celular de todo el cerebro.<\/p>\n
\u00abIncluso entre los bi\u00f3logos, hay opiniones muy diferentes en cuanto a cu\u00e1nta resoluci\u00f3n debe tener para estos sistemas, si existe esta estructura de agrupamiento muy, muy fina o si realmente tiene un nivel m\u00e1s alto tipos de c\u00e9lulas que son m\u00e1s estables\u00bb, dijo. \u00abSin embargo, estos resultados muestran el poder de la colaboraci\u00f3n y la uni\u00f3n de esfuerzos entre diferentes grupos. Estamos comenzando con una pregunta biol\u00f3gica, pero un bi\u00f3logo por s\u00ed solo no podr\u00eda haber resuelto ese problema. Para abordar un gran problema desafiante como ese, necesita un equipo de expertos en un mont\u00f3n de disciplinas diferentes que pueden comunicarse bien y trabajar bien entre s\u00ed\u00bb.<\/p>\n
Otros miembros del equipo de UC Berkeley incluyeron a los cient\u00edficos postdoctorales Rebecca Chance y David Stafford, el estudiante graduado Daniel Kramer , la t\u00e9cnica de investigaci\u00f3n Shona Allen del Departamento de Biolog\u00eda Molecular y Celular, el estudiante de doctorado H\u00e9ctor Roux de Bzieux de la Escuela de Salud P\u00fablica y el becario postdoctoral Koen Van den Berge del Departamento de Estad\u00edstica. Bateup es miembro del Instituto de Neurociencia Helen Wills, Hockemeyer es miembro del Instituto de Gen\u00f3mica Innovadora y ambos son investigadores financiados por Chan Zuckerberg Biohub. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Un mapa ultra detallado de la regi\u00f3n del cerebro que controla el movimiento, desde ratones hasta monos y humanos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Neurociencia: mapeo de la corteza motora de los mam\u00edferos, Nature (2021). DOI: 10.1038\/s41586-021-03950-0 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de California – Berkeley Cita<\/strong>: Los neurocient\u00edficos lanzan el primer atlas completo del cerebro cell (2021, 6 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-10-neuroscientists-comprehensive-atlas-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":" Rebanada del cerebro de un rat\u00f3n transg\u00e9nico, en el que las neuronas definidas gen\u00e9ticamente en la corteza cerebral est\u00e1n marcadas con un gen reportero rojo fluorescente. Cr\u00e9dito: Tanya Daigle, Instituto Allen Cuando hizo clic para leer esta historia, una banda de c\u00e9lulas en la parte superior de su cerebro envi\u00f3 se\u00f1ales por su columna y … Continuar leyendo \u00abLos neurocient\u00edficos lanzan el primer atlas completo de las c\u00e9lulas cerebrales\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-1249","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1249","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=1249"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1249\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1249"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1249"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1249"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}