Las neuronas t\u00edpicamente consisten en un cuerpo celular o soma, dendritas y ax\u00f3n. Las dendritas son estructuras ramificadas que reciben se\u00f1ales de otras neuronas, mientras que los axones transmiten se\u00f1ales a otras neuronas. Las neuronas de Purkinje tienen la ramificaci\u00f3n dendr\u00edtica m\u00e1s extensa de todas las neuronas del cerebro. Cr\u00e9dito: Arte de Bingata por Hazel Cruzado <\/p>\n
El cerebro humano est\u00e1 repleto de neuronas, 86 mil millones de ellas conectadas en una red vasta y compleja que controla c\u00f3mo nos movemos, pensamos, hablamos y creamos recuerdos. La informaci\u00f3n vital se intercambia a trav\u00e9s de esta red a trav\u00e9s de billones de puntos de conexi\u00f3n, llamados sinapsis. Cada neurona es bombardeada continuamente con miles de se\u00f1ales a trav\u00e9s de estas sinapsis, algunas importantes y otras sin importancia, pero los cient\u00edficos a\u00fan no entienden completamente c\u00f3mo la neurona receptora extrae la informaci\u00f3n relevante. <\/p>\n
\u00abEsto se conoce como el problema de la ‘se\u00f1al a ruido’ y ha sido objeto de estudio de los neurocient\u00edficos durante los \u00faltimos 50 a\u00f1os\u00bb, dijo Bernd Kuhn, quien dirige la Unidad de Neuroimagen \u00d3ptica en el Instituto de Ciencias de Okinawa. y la Universidad de Graduados en Tecnolog\u00eda (OIST). \u00abInvestigaciones anteriores nos han dado la idea de que cada neurona funciona como una computadora individual, tomando decisiones sobre c\u00f3mo responder a estas se\u00f1ales por s\u00ed mismas, pero precisar los mecanismos exactos utilizados para lograr estos c\u00e1lculos ha demostrado ser un verdadero desaf\u00edo t\u00e9cnico\u00bb.<\/p>\n
Una forma en que las neuronas resuelven el problema de se\u00f1al a ruido es prestando m\u00e1s atenci\u00f3n a las se\u00f1ales que se reciben al mismo tiempo. Las neuronas mejoran las se\u00f1ales simult\u00e1neas de forma no lineal; por ejemplo, si se reciben dos entradas al mismo tiempo, la neurona podr\u00eda responder como si hubiera recibido tres.<\/p>\n
Anteriormente, los investigadores utilizaron cortes de tejido cerebral para estudiar c\u00f3mo respondieron las neuronas a estas se\u00f1ales simult\u00e1neas, pero este m\u00e9todo es \u00abcomo mirar la punta del iceberg\u00bb, coment\u00f3 el equipo de investigaci\u00f3n.<\/p>\n
Sin embargo, en 2018, la Unidad de Neuroimagen \u00d3ptica OIST desarroll\u00f3 una nueva y poderosa t\u00e9cnica , que utiliza im\u00e1genes de voltaje de dos fotones, que puede revelar la estructura 3D de las neuronas y detectar su actividad el\u00e9ctrica de una manera m\u00ednimamente invasiva.<\/p>\n
Ahora, por primera vez, esta t\u00e9cnica ha permitido a los investigadores abordar la problema de \u00abse\u00f1al a ruido\u00bb en animales despiertos, en lugar de rebanadas de tejido cerebral. Sus hallazgos se informaron en eLife.<\/p>\n
\u00abTrabajar con animales sensibles proporciona un nivel completamente nuevo de detalles sobre los procesos que ocurren dentro del cerebro\u00bb, explic\u00f3 el primer autor, el Dr. Christopher Roome, cient\u00edfico del personal en la Unidad de Neuroimagen \u00d3ptica. \u00abCuando trabajas con cortes de cerebro, tienes que estimular el\u00e9ctricamente neuronas aisladas para que estas no sean se\u00f1ales de la vida real. Mientras que en un animal vivo, tienes miles de entradas naturales a las neuronas, incluidas se\u00f1ales espont\u00e1neas que la neurona debe filtrar, y las se\u00f1ales evocadas generadas en respuesta a los est\u00edmulos sensoriales a los que la neurona debe reaccionar. Entonces, puede comenzar a ver todas las diferentes formas en que las neuronas procesan y diferencian estas se\u00f1ales\u00bb.<\/p>\n
En el estudio, el equipo utiliz\u00f3 ratones para estudiar un tipo espec\u00edfico de c\u00e9lula cerebral, la neurona de Purkinje, que se encuentra en el cerebelo, la parte del cerebro involucrada en el control del movimiento.<\/p>\n
Las neuronas de Purkinje reciben se\u00f1ales de fibras paralelas y fibras trepadoras: los axones de otros dos tipos de neuronas. Cada neurona de Purkinje est\u00e1 conectada a una sola fibra trepadora, que proporciona informaci\u00f3n poderosa que los investigadores creen que ayuda al animal a aprender y refinar el movimiento.<\/p>\n
Las neuronas en el cerebro est\u00e1n etiquetadas con sensores fluorescentes que var\u00edan en intensidad de fluorescencia seg\u00fan los cambios en el voltaje. o nivel de calcio dentro de las neuronas. Aqu\u00ed, se obtienen im\u00e1genes de las neuronas utilizando un microscopio de dos fotones y luego se reconstruyen en 3-D. La microscop\u00eda de dos fotones tambi\u00e9n permite a los cient\u00edficos detectar cambios en la fluorescencia y, por lo tanto, medir la actividad de estas neuronas en tiempo real. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Okinawa. <\/p>\n
Por otro lado, cada una de las neuronas de Purkinje est\u00e1 conectada a unas 100\u00a0000 fibras paralelas, que brindan informaci\u00f3n detallada sobre la posici\u00f3n del cuerpo y cualquier objeto fuera del cuerpo con el que el animal est\u00e1 tratando de interactuar. con.<\/p>\n
Los cient\u00edficos administraron peque\u00f1as bocanadas de aire en el ojo de un rat\u00f3n despierto, lo que provoc\u00f3 un reflejo de parpadeo y provoc\u00f3 que se transmitieran m\u00faltiples se\u00f1ales a las neuronas de Purkinje. Supervisaron c\u00f3mo respond\u00edan las neuronas de Purkinje cuando recib\u00edan estas se\u00f1ales de las fibras paralelas y ascendentes.<\/p>\n
El equipo de investigaci\u00f3n de OIST descubri\u00f3 que una de las formas en que las neuronas de Purkinje respond\u00edan a las se\u00f1ales resultantes del soplo de aire, llamada se\u00f1ales evocadas, fue a trav\u00e9s de picos dendr\u00edticos. Estos son impulsos el\u00e9ctricos o potenciales de acci\u00f3n que ocurren solo dentro de las dendritas.<\/p>\n
\u00abNormalmente, pensamos en las neuronas que reciben informaci\u00f3n de las dendritas, que luego suma todas las se\u00f1ales. Si se alcanza cierto umbral, entonces una acci\u00f3n el potencial se genera y se transmite por el ax\u00f3n\u00bb, explic\u00f3 el Prof. Kuhn. \u00abPero en realidad es un poco m\u00e1s complicado que eso. Si una se\u00f1al es lo suficientemente fuerte, los potenciales de acci\u00f3n tambi\u00e9n pueden ocurrir en la dendrita y permanecer localizados en esa \u00e1rea de la dendrita\u00bb.<\/p>\n
Investigaciones anteriores han demostrado que las se\u00f1ales poderosas individuales de una fibra trepadora puede inducir estos picos dendr\u00edticos, pero esta fue la primera vez que los investigadores observaron que se produc\u00edan picos dendr\u00edticos locales cuando las neuronas de Purkinje recib\u00edan se\u00f1ales evocadas de m\u00faltiples fibras paralelas al mismo tiempo.<\/p>\n
En contraste, los investigadores rara vez se observaron picos dendr\u00edticos cuando las neuronas de Purkinje recibieron se\u00f1ales espont\u00e1neas en momentos aleatorios, lo que demuestra que la neurona us\u00f3 picos dendr\u00edticos para diferenciar las se\u00f1ales verdaderas del ruido.<\/p>\n
Todav\u00eda no est\u00e1 claro cu\u00e1les son los efectos de los picos dendr\u00edticos, pero los investigadores creen que puede cambiar la neurona de Purkinje a un nivel muy local. \u00abUna posibilidad es que pueda cambiar la fuerza de las sinapsis en esa \u00e1rea, sin afectar ninguna otra sinapsis de la neurona\u00bb, dijo el Dr. Roome. \u00abEsto es importante porque significa que el poder computacional de la neurona aumenta dram\u00e1ticamente, ya que diferentes partes de la dendrita pueden realizar estos c\u00e1lculos de forma independiente\u00bb.<\/p>\n
Se cree que los cambios en la fuerza de las sinapsis individuales son un mecanismo importante para el aprendizaje, ya que los efectos son a m\u00e1s largo plazo que los potenciales de acci\u00f3n de corta duraci\u00f3n.<\/p>\n
En el futuro, el equipo de investigaci\u00f3n est\u00e1 profundizando en si los mecanismos para responder a se\u00f1ales simult\u00e1neas ayudan a la memoria y el aprendizaje.<\/p>\n
\u00abEn general, esperamos que nuestro trabajo pueda ayudar a revelar las reglas b\u00e1sicas de c\u00f3mo las dendritas neuronales procesan la informaci\u00f3n, lo que podr\u00eda tener ramificaciones de largo alcance\u00bb, dijo el profesor Kuhn. \u00abComprender c\u00f3mo funciona el cerebro en general podr\u00eda ayudar a crear mejores computadoras y mejorar la inteligencia artificial. El procesamiento dendr\u00edtico tambi\u00e9n desempe\u00f1a un papel en muchos trastornos neurol\u00f3gicos, como la epilepsia y el autismo, por lo que este trabajo podr\u00eda contribuir en \u00faltima instancia a comprender y tratar estos trastornos\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Observando neuronas en acci\u00f3n M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Detecci\u00f3n de coincidencia dendr\u00edtica en neuronas de Purkinje de ratones despiertos. eLife. DOI: 10.7554\/eLife.59619 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> eLife <\/p>\n Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Okinawa Cita<\/strong>: Computadoras dendr\u00edticas: Cuando 1 + 1 = 3 (2021 , 13 de abril) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-04-dendritic.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":" Las neuronas t\u00edpicamente consisten en un cuerpo celular o soma, dendritas y ax\u00f3n. Las dendritas son estructuras ramificadas que reciben se\u00f1ales de otras neuronas, mientras que los axones transmiten se\u00f1ales a otras neuronas. Las neuronas de Purkinje tienen la ramificaci\u00f3n dendr\u00edtica m\u00e1s extensa de todas las neuronas del cerebro. Cr\u00e9dito: Arte de Bingata por Hazel … Continuar leyendo \u00abComputadoras dendr\u00edticas: Cuando 1 + 1 = 3\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-20749","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20749","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=20749"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20749\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20749"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20749"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20749"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}