Cr\u00e9dito: EPFL – Blue Brain Project <\/p>\n
El Proyecto EPFL Blue Brain ha creado la primera reconstrucci\u00f3n digital de la Arquitectura Neuro-Glia-Vascular proporcionando un nuevo marco para estudiar la funci\u00f3n cerebral en la salud y enfermedad El estudio, publicado en Cerebral Cortex, representa un hito importante: los investigadores ahora pueden reconstruir la arquitectura de entidades no neuronales como los vasos sangu\u00edneos y las c\u00e9lulas de soporte llamadas gl\u00eda. Estas reconstrucciones del tejido cerebral proporcionan un marco preciso submicr\u00f3nico necesario para simular las interacciones moleculares relevantes para comprender c\u00f3mo se sustentan y nutren las neuronas. <\/p>\n
Mientras lees este art\u00edculo, tu cerebro est\u00e1 involucrando a las neuronas y gl\u00eda para procesar la informaci\u00f3n. Esto finalmente aumenta la demanda de energ\u00eda metab\u00f3lica neuronal, lo que conduce a una mayor producci\u00f3n de energ\u00eda y cambios locales en el di\u00e1metro de los vasos proximales para equilibrar esta demanda. La compleja organizaci\u00f3n estructural de las dos clases de c\u00e9lulas dominantes en el cerebro, las neuronas y la gl\u00eda, que desempe\u00f1an un papel en estos efectos, se conoce como sistema Neuronal-Glial-Vascular (NGV). Ahora, por primera vez, los cient\u00edficos de Blue Brain han reconstruido digitalmente la arquitectura de este sistema, incluidas las neuronas, la gl\u00eda y los vasos sangu\u00edneos.<\/p>\n
\u00abCreamos una reconstrucci\u00f3n digital basada en datos de la arquitectura NGV en submicr\u00f3metros resoluci\u00f3n utilizando el modelo de microcircuitos neuronales de \u00faltima generaci\u00f3n de Blue Brain (Markram et al., 2015). Combinamos este \u00faltimo con la literatura y datos experimentales para reconstruir la disposici\u00f3n espacial y las morfolog\u00edas de los astrocitos (el tipo glial m\u00e1s com\u00fan en el materia gris) y su relaci\u00f3n con la vasculatura en la corteza de la rata\u00bb, explica el autor principal, Eleftherios Zisis. \u00abMapeamos digitalmente la forma de la gl\u00eda usando un microscopio electr\u00f3nico y luego recreamos matem\u00e1ticamente sus formas. Luego construimos 0,2 mm3 de tejido cortical somatosensorial de rata con 16\u00a0000 neuronas morfol\u00f3gicamente detalladas, 2500 astrocitos protopl\u00e1smicos y su microvasculatura. La consistencia de nuestra reconstrucci\u00f3n con Su amplia gama de mediciones experimentales permite predicciones novedosas de la organizaci\u00f3n del NGV Esto permite la reconstrucci\u00f3n anat\u00f3mica de microdominios astroc\u00edticos superpuestos y la cuantificaci\u00f3n de los pies terminales (terminales astroc\u00edticos que envuelven los vasos sangu\u00edneos) que conectan cada astrocito con la vasculatura, as\u00ed como la cuantificaci\u00f3n de la hasta qu\u00e9 punto las puntas de los pies cubren los vasos sangu\u00edneos. Esto significa que podemos profundizar en c\u00f3mo est\u00e1 organizado el sistema NGV y c\u00f3mo funciona. Pudimos realizar mediciones simult\u00e1neas de los aspectos geom\u00e9tricos y funcionales del NGV, que a menudo es dif\u00edcil de realizar con configuraciones experimentales\u00bb, concluye.<\/p>\n
In silico reco nstrucci\u00f3n a partir de datos experimentales escasos<\/p>\n
Los datos experimentales escasos son un problema constante para la ciencia y la reconstrucci\u00f3n experimental de astrocitos es particularmente dif\u00edcil y costosa; por lo tanto, la comunidad no puede obtener f\u00e1cilmente la cantidad de c\u00e9lulas necesarias para crear circuitos completos, circuitos que pueden requerir de miles a millones de c\u00e9lulas, dependiendo del tama\u00f1o de la regi\u00f3n del cerebro a reconstruir. El cerebro azul ya ha desarrollado un enfoque matem\u00e1tico novedoso utilizando la topolog\u00eda para describir la estructura de ramificaci\u00f3n de las neuronas (Kanari et al) y aplicamos este enfoque a los astrocitos que tienen ramas mucho m\u00e1s finas para crear miles de morfolog\u00edas astroc\u00edticas \u00fanicas para cada dominio astroc\u00edtico, resolviendo as\u00ed el problema de la insuficiencia de datos experimentales.<\/p>\n
\u00abAl reunir las estad\u00edsticas del tejido neural, surge una imagen coherente de c\u00f3mo se organizan los astrocitos en el cerebro\u00bb, afirma Daniel Keller, l\u00edder del equipo de Sistemas Moleculares de Blue Brain. \u00abEsperamos que compartir nuestros hallazgos motive a los experimentadores a comprender qu\u00e9 tipos de datos son m\u00e1s \u00fatiles para su enfoque y proporcione un marco sobre c\u00f3mo se pueden incorporar nuevos datos. Para garantizar la fidelidad biol\u00f3gica, el circuito NGV se valid\u00f3 con los valores informados en anat\u00f3micos\u00bb. estudios y mediciones experimentales en diferentes niveles de detalle, que van desde cu\u00e1ntos astrocitos hay hasta la estructura de astrocitos individuales\u00bb.<\/p>\n
El enfoque in silico minimiza los costos y el tiempo del descubrimiento cient\u00edfico<\/p>\n
Las reconstrucciones anat\u00f3micas in silico Blue Brain del NGV no buscan reemplazar las mediciones experimentales sino minimizar los costos y el tiempo requerido para los descubrimientos cient\u00edficos. Los circuitos NGV generados algor\u00edtmicamente pueden servir como una lupa en la complejidad del cerebro, lo que permite a los cient\u00edficos explorar la geometr\u00eda y la topolog\u00eda de sus c\u00e9lulas y sus conexiones. Adem\u00e1s, la creaci\u00f3n de m\u00faltiples circuitos NGV, cada uno con un conjunto diferente de par\u00e1metros que reflejan cambios organizacionales en la anatom\u00eda del cerebro, podr\u00eda permitir una mejor comprensi\u00f3n de los principios anat\u00f3micos y sus restricciones geom\u00e9tricas. Con estos conocimientos, los cient\u00edficos pueden desarrollar experimentos m\u00e1s enfocados, ahorrando tiempo y costos.<\/p>\n
Adem\u00e1s, el estudio mostr\u00f3 que un circuito in silico de la arquitectura NGV podr\u00eda cuantificar simult\u00e1neamente tanto la composici\u00f3n (densidades, cableado, \u00e1reas de superficie, y volumen) y aspectos organizativos (conectividades, distribuciones de distancia, correlaciones) de sus entidades, as\u00ed como la investigaci\u00f3n de cuestiones relativas a las complejidades de la composici\u00f3n de tipos de c\u00e9lulas y su relaci\u00f3n con la capacidad computacional.<\/p>\n
Facilitador para la investigaci\u00f3n en la administraci\u00f3n de f\u00e1rmacos y enfermedades neurodegenerativas<\/p>\n
\u00abSe necesita una vista de muy alta resoluci\u00f3n de la anatom\u00eda del sistema NGV para comenzar a comprender las patolog\u00edas y qu\u00e9 tratamientos podr\u00edan desarrollarse\u00bb, afirma el fundador y director de Blue Brain, el profesor Henry Markram. \u00abLa investigaci\u00f3n de administraci\u00f3n de f\u00e1rmacos estudia las interacciones entre f\u00e1rmacos y mol\u00e9culas y c\u00f3mo las mol\u00e9culas interact\u00faan entre s\u00ed en espacios restringidos. Este modelo de cerebro azul proporciona una base estructural para que los modelos biof\u00edsicos exploren la comunicaci\u00f3n cruzada entre las neuronas, la gl\u00eda y la vasculatura a una resoluci\u00f3n que antes no era posible\u00bb.<\/p>\n
Del mismo modo, la investigaci\u00f3n en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer se dirige a los astrocitos reactivos, cuya morfolog\u00eda se transforma por completo con variaciones en su ramificaci\u00f3n, superposici\u00f3n y proliferaci\u00f3n en comparaci\u00f3n con los cerebros sanos. En ambos casos, este enfoque basado en datos permite mejoras incrementales a medida que se dispone de m\u00e1s datos experimentales, se publican nuevos modelos biof\u00edsicos y surgen nuevas preguntas\u00bb, resume.<\/p>\n
Utilizar la reconstrucci\u00f3n de la estructura cimientos del NGV, el pr\u00f3ximo paso para Blue Brain es simular los procesos metab\u00f3licos que ocurren dentro del conjunto del NGV, as\u00ed como la modulaci\u00f3n del flujo sangu\u00edneo mediado por los componentes del NGV, todo lo cual estar\u00e1 disponible gratuitamente a trav\u00e9s del portal Blue Brain NGV. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Modelando la energ\u00eda del cerebro M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Eleftherios Zisis et al, Digital Reconstruction of the Neuro-Glia-Vascular Architecture, Cerebral Cortex (2021). DOI: 10.1093\/cercar\/bhab254 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Cerebral Cortex <\/p>\n Proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Cita<\/strong>: Una reconstrucci\u00f3n digital de la fuente de energ\u00eda del cerebro (2021, 15 de noviembre) consultado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpr ess.com\/news\/2021-11-digital-reconstruction-brain-power-source.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":" Cr\u00e9dito: EPFL – Blue Brain Project El Proyecto EPFL Blue Brain ha creado la primera reconstrucci\u00f3n digital de la Arquitectura Neuro-Glia-Vascular proporcionando un nuevo marco para estudiar la funci\u00f3n cerebral en la salud y enfermedad El estudio, publicado en Cerebral Cortex, representa un hito importante: los investigadores ahora pueden reconstruir la arquitectura de entidades no … Continuar leyendo \u00abUna reconstrucci\u00f3n digital de la fuente de energ\u00eda del cerebro\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-2565","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2565","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=2565"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2565\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2565"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2565"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2565"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}