Mantener un registro constante de la actividad neuronal, como lo indican los destellos de luz activados por calcio, el laboratorio Flavell invent\u00f3 un microscopio que rastrea a los gusanos mientras se mueven. Para discernir un nuevo circuito, rastrearon los patrones de actividad de unas 10 neuronas clave. Cr\u00e9dito: Flavell Lab\/MIT PIcower Institute <\/p>\n
Los neurocient\u00edficos del MIT han descubierto la elegante arquitectura de un circuito cerebral de toma de decisiones fundamental que permite que un gusano C. elegans busque comida o se detenga para darse un fest\u00edn cuando encuentra una fuente. Capaz de integrar m\u00faltiples flujos de informaci\u00f3n sensorial, el circuito emplea solo unas pocas neuronas clave para mantener comportamientos duraderos y, sin embargo, cambiar de manera flexible entre ellos seg\u00fan lo justifiquen las condiciones ambientales. <\/p>\n
\u00abPara un gusano en busca de alimento, la decisi\u00f3n de vagar o morar es una que tendr\u00e1 un fuerte impacto en su supervivencia\u00bb. dijo el autor principal del estudio, Steven Flavell, profesor asociado de desarrollo profesional de Lister Brothers en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria y el Departamento de Ciencias Cognitivas y Cerebrales del MIT. \u00abPensamos que estudiar c\u00f3mo el cerebro controla este proceso crucial de toma de decisiones podr\u00eda descubrir elementos de circuitos fundamentales que pueden implementarse en los cerebros de muchos animales\u00bb.<\/p>\n
Este enfoque de estudiar invertebrados simples para obtener informaci\u00f3n b\u00e1sica sobre c\u00f3mo las funciones cerebrales tiene una larga tradici\u00f3n en la neurociencia, dijo Flavell. Por ejemplo, los estudios sobre c\u00f3mo un nervio de calamar propaga los impulsos el\u00e9ctricos condujo a la idea clave que explica c\u00f3mo las c\u00e9lulas cerebrales se activan en pr\u00e1cticamente todos los animales.<\/p>\n
Aunque el componente cr\u00edtico del circuito cerebral identificado por Flavell y sus colegas puede parecer simple ahora que ha sido revelado, encontrarlo fue cualquier cosa menos f\u00e1cil. El autor principal, Ni Ji, un postdoctorado en el laboratorio de Flavell, utiliz\u00f3 varias tecnolog\u00edas avanzadas, incluida una de las invenciones propias del laboratorio, para resolverlo. Los resultados de su trabajo y el de sus coautores aparecen en la revista eLife.<\/p>\n
Rastreando el pensamiento<\/p>\n
C. elegans es un modelo popular en neurociencia porque solo tiene 302 neuronas y el \u00abdiagrama de cableado\u00bb o conectoma se ha mapeado completamente. Pero aun as\u00ed, la interconexi\u00f3n muy densa y superpuesta entre esas neuronas, adem\u00e1s de su capacidad para enviarse se\u00f1ales entre s\u00ed a trav\u00e9s de sustancias qu\u00edmicas llamadas neuromoduladores, significa que uno dif\u00edcilmente puede simplemente mirar el conectoma y discernir c\u00f3mo cambia entre diferentes estados de comportamiento.<\/p>\n
Para identificar los circuitos funcionales en medio de esta red de conexiones, el laboratorio de Flavell desarroll\u00f3 un nuevo microscopio capaz de seguir a los gusanos a medida que se mueven, y as\u00ed obtener im\u00e1genes constantes de la actividad de las neuronas en el cerebro del gusano, como lo indican los destellos de calcio activados por luz. Ji us\u00f3 el osciloscopio para centrarse en 10 neuronas interconectadas involucradas en la b\u00fasqueda de alimento, rastreando sus patrones de actividad neuronal asociados con comportamientos de roaming o vivienda.<\/p>\n
Ji y los coautores entrenaron un software que aprendi\u00f3 los patrones tan bien que solo bas\u00f3 en funci\u00f3n de la actividad neuronal, podr\u00eda predecir el comportamiento del gusano con una precisi\u00f3n del 95 por ciento. El an\u00e1lisis revel\u00f3 un cuarteto de neuronas cuya actividad se asoci\u00f3 espec\u00edficamente con la itinerancia. Otro patr\u00f3n clave fue que la transici\u00f3n de deambular a detenerse para detenerse siempre sigui\u00f3 a la activaci\u00f3n de una neurona llamada NSM. El laboratorio de Flavell mostr\u00f3 previamente que NSM puede detectar la presencia de alimentos reci\u00e9n ingeridos y emitir un neuromodulador llamado serotonina para indicar a otras neuronas que disminuyan la velocidad del gusano para habitar en un \u00e1rea nutritiva.<\/p>\n
Cuando AIA detecta el olor de un alimento, lo alimenta. informaci\u00f3n en un bucle de inhibici\u00f3n mutua entre NSM y las neuronas que expresan MOD-1 y PDF. Si el gusano est\u00e1 comiendo, NSM prevalece e impone un estado de residencia. Si el gusano no lo es, deambula para encontrar la fuente del olor de la comida. Cr\u00e9dito: Flavell Lab\/MIT PIcower Institute <\/p>\n
Antagonismo mutuo<\/p>\n
Habiendo identificado los patrones de actividad que cambiaban cuando el gusano cambiaba de estado, Ji comenz\u00f3 a manipular las neuronas en el circuito para comprender c\u00f3mo interact\u00faan. Para confirmar el papel de NSM como desencadenante del estado de residencia, Ji lo dise\u00f1\u00f3 para que se activara artificialmente con un destello de luz (una t\u00e9cnica llamada optogen\u00e9tica). Cuando encendi\u00f3 la luz, hizo que el gusano se detuviera al inhibir la actividad de las neuronas asociadas a la itinerancia. Otros experimentos demostraron que este poder inhibidor depend\u00eda de que las neuronas itinerantes tuvieran un receptor de serotonina inhibidor, llamado MOD-1. Si Ji elimin\u00f3 gen\u00e9ticamente el receptor MOD-1, NSM no pudo inhibir el comportamiento de roaming y r\u00e1pidamente dej\u00f3 de intentarlo por falta de retroalimentaci\u00f3n.<\/p>\n
Del mismo modo, Ji demostr\u00f3 que cuando el gusano estaba deambulando, era porque el El cuarteto itinerante estaba usando el neuromodulador PDF para inhibir la actividad de NSM. La activaci\u00f3n optogen\u00e9tica de las neuronas que expresan PDF redujo la actividad de NSM, por ejemplo.<\/p>\n
En un gusano normal, si el cuarteto itinerante estaba activo, NSM no lo estaba y viceversa. Pero cuando Ji elimin\u00f3 gen\u00e9ticamente los elementos del circuito que subyacen a esta inhibici\u00f3n mutua, tanto el cuarteto de roaming como el NSM podr\u00edan estar activos al mismo tiempo, dejando al gusano en un estado extra\u00f1o de deambular a aproximadamente la mitad de la velocidad de roaming.<\/p>\n
Insumos sensoriales<\/p>\n
Entonces, a trav\u00e9s de una batalla en curso de inhibici\u00f3n mutua, el cuarteto sostiene el roaming y NSM sostiene la vivienda, pero eso a\u00fan planteaba la pregunta: \u00bfC\u00f3mo decide el gusano accionar el interruptor? Para averiguarlo, Ji y sus colegas programaron un algoritmo de aprendizaje autom\u00e1tico para discernir qu\u00e9 neuronas podr\u00edan funcionar aguas arriba en el circuito m\u00e1s amplio para influir en el tira y afloja de la serotonina y el PDF. Este enfoque identific\u00f3 una neurona llamada AIA, que es conocida por integrar informaci\u00f3n sensorial sobre los olores de los alimentos. La actividad de AIA covariaba con un par de neuronas itinerantes durante la itinerancia, y con NSM cuando comenzaba la permanencia.<\/p>\n
En otras palabras, al ser activada por el olor de la comida, AIA podr\u00eda usar su entrada para impulsar lado del circuito inhibidor mutuo para cambiar el comportamiento. Recordando que NSM puede sentir cuando el gusano realmente est\u00e1 comiendo, Ji y Flavell pudieron deducir lo que deben estar haciendo AIA y NSM. Si el gusano huele comida pero no est\u00e1 comiendo, necesita deambular m\u00e1s hacia ese olor a comida hasta que lo haga. Si el gusano huele la comida y al mismo tiempo comienza a comer, entonces deber\u00eda continuar viviendo all\u00ed.<\/p>\n
\u00abPara un gusano que busca comida, los olores de la comida son una se\u00f1al sensorial importante, pero ambigua. La capacidad de AIA para detectar los olores de los alimentos y transmitir esa informaci\u00f3n a estos diferentes circuitos descendentes, dependiendo de otras se\u00f1ales entrantes, permite a los animales contextualizar el olor y tomar decisiones de alimentaci\u00f3n adaptativas\u00bb, dijo Flavell. \u00abSi est\u00e1 buscando elementos de circuito que tambi\u00e9n podr\u00edan estar operando en cerebros m\u00e1s grandes, este se destaca como un motivo b\u00e1sico que podr\u00eda permitir comportamientos dependientes del contexto\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Los cient\u00edficos usan el aprendizaje autom\u00e1tico para predecir olores en funci\u00f3n de la actividad cerebral en gusanos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Ni Ji et al, Un circuito neuronal para el control flexible de estados conductuales persistentes, eLife ( 2021). DOI: 10.7554\/eLife.62889 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> eLife <\/p>\n Proporcionado por el Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts Cita<\/strong>: Fest\u00edn o forraje: un estudio encuentra un circuito que ayuda al cerebro a decidir ( 2021, 22 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-11-feast-forage-circuit-brain.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":" Mantener un registro constante de la actividad neuronal, como lo indican los destellos de luz activados por calcio, el laboratorio Flavell invent\u00f3 un microscopio que rastrea a los gusanos mientras se mueven. Para discernir un nuevo circuito, rastrearon los patrones de actividad de unas 10 neuronas clave. Cr\u00e9dito: Flavell Lab\/MIT PIcower Institute Los neurocient\u00edficos del … Continuar leyendo \u00abFestejo o comida: un estudio encuentra un circuito que ayuda al cerebro a decidir\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-2105","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2105","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=2105"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2105\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2105"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2105"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2105"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}