Software especializado desarrollado por el equipo de investigaci\u00f3n crea un mapa de la ubicaci\u00f3n espec\u00edfica y el tama\u00f1o de las sinapsis a partir de la imagen tridimensional del microscopio. Comparando los mapas de sinapsis de antes y despu\u00e9s del aprendizaje, podemos identificar las sinapsis que se crearon o eliminaron en el proceso. La l\u00ednea roja en la figura de la derecha muestra un l\u00edmite entre las regiones del cerebro que muestran ganancia general y p\u00e9rdida general. Cr\u00e9dito: Don Arnold, Universidad del Sur de California <\/p>\n
\u00bfQu\u00e9 cambios f\u00edsicos ocurren en el cerebro cuando se crea un recuerdo? <\/p>\n
Un equipo de investigadores de la Universidad del Sur de California ha respondido por primera vez a esta pregunta induciendo un recuerdo en una larva de pez cebra y luego mapeando los cambios en sus cabezas transparentes con c\u00e9lulas cerebrales iluminadas como Times Square en A\u00f1o Nuevo. V\u00edspera. <\/p>\n
Despu\u00e9s de seis a\u00f1os de investigaci\u00f3n, hicieron el revolucionario descubrimiento de que el aprendizaje hace que las sinapsis, las conexiones entre las neuronas, proliferen en algunas \u00e1reas y desaparezcan en otras en lugar de simplemente cambiar su fuerza, como se piensa com\u00fanmente. Estos cambios en las sinapsis pueden ayudar a explicar c\u00f3mo se forman los recuerdos y por qu\u00e9 ciertos tipos de recuerdos son m\u00e1s fuertes que otros. <\/p>\n
El estudio fue publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias y fue dirigido por Don Arnold, Scott E. Fraser y Carl Kesselman de la USC. <\/p>\n
Nuevo m\u00e9todo y herramientas <\/p>\n
El estudio fue posible gracias a un nuevo tipo de etiquetado de c\u00e9lulas y un microscopio hecho a medida inventado en la USC. Los investigadores tambi\u00e9n desarrollaron una forma de vanguardia para rastrear y archivar los datos recopilados para que sus hallazgos sean lo m\u00e1s accesibles y reproducibles posible. <\/p>\n
Antes de su trabajo, no era posible determinar la ubicaci\u00f3n de una sinapsis en un cerebro vivo sin modificar su estructura y funci\u00f3n, lo que hac\u00eda inviable las comparaciones antes y despu\u00e9s de la formaci\u00f3n de la memoria. <\/p>\n
A trav\u00e9s de una colaboraci\u00f3n multidisciplinaria entre la Escuela de Ingenier\u00eda Viterbi de la USC y la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC, los equipos pudieron determinar por primera vez la fuerza y la ubicaci\u00f3n de las sinapsis antes y despu\u00e9s del aprendizaje. en el cerebro de un pez cebra vivo, un animal com\u00fanmente utilizado para estudiar la funci\u00f3n cerebral. El pez cebra es lo suficientemente grande como para tener un cerebro que funcione como el nuestro, pero lo suficientemente peque\u00f1o y transparente como para ofrecer una ventana al cerebro vivo. Al mantener vivos a los peces intactos, pudieron comparar las sinapsis en el mismo cerebro a lo largo del tiempo, un gran avance en el campo de la neurociencia. <\/p>\n
Para crear memorias a medida, el equipo de investigaci\u00f3n tuvo que idear nuevos m\u00e9todos para inducir a las larvas de pez cebra a aprender. Hicieron esto entrenando a los peces de 12 d\u00edas de edad para que asociaran el encendido de una luz con el calor en la cabeza con un l\u00e1ser infrarrojo, una acci\u00f3n que intentaron evitar al intentar alejarse nadando. Los peces que aprendieron a asociar la luz con el l\u00e1ser inminente sacudir\u00edan la cola, indicando que hab\u00edan aprendido. Cinco horas de entrenamiento m\u00e1s tarde, el equipo pudo observar y capturar cambios significativos en estos cerebros de pez cebra. <\/p>\n
Adem\u00e1s de crear este nuevo enfoque, Arnold, un neurocient\u00edfico de USC Dornsife y profesor de ciencias biol\u00f3gicas e ingenier\u00eda biom\u00e9dica, dirigi\u00f3 un equipo que cre\u00f3 nuevos m\u00e9todos para alterar el ADN de los peces para que la fuerza y la ubicaci\u00f3n de una sinapsis estar\u00eda marcada con una prote\u00edna fluorescente que brilla cuando se escanea con un l\u00e1ser. <\/p>\n
\u00abNuestras sondas pueden etiquetar las sinapsis en un cerebro vivo sin alterar su estructura o funci\u00f3n, lo que no era posible con las herramientas anteriores\u00bb, dijo Arnold. <\/p>\n
Esto hizo posible que el microscopio especializado desarrollado por el equipo de Fraser escaneara el cerebro y obtuviera im\u00e1genes donde se ubicaban las sinapsis. <\/p>\n
\u00abEl microscopio que construimos fue dise\u00f1ado para resolver este desaf\u00edo de im\u00e1genes y extraer el conocimiento que necesit\u00e1bamos\u00bb, dijo Fraser, profesor rector de ciencias biol\u00f3gicas e ingenier\u00eda biom\u00e9dica en el Centro Michelson de Biociencia Convergente de la USC, con citas en USC Viterbi, USC Dornsife y la Escuela de Medicina Keck de USC. \u00abA veces, intentas obtener una imagen tan espectacular que matas lo que est\u00e1s mirando. Para este experimento, tuvimos que encontrar el equilibrio adecuado entre obtener una imagen que fuera lo suficientemente buena para obtener respuestas, pero no tan espectacular como para matar a los peces con fotones\u00bb. <\/p>\n
Las im\u00e1genes capturadas con el microscopio proporcionan una imagen tridimensional del cerebro del pez cebra. Los peque\u00f1os puntos verdes son sinapsis. Los puntos verdes m\u00e1s grandes son el n\u00facleo de las neuronas en el cerebro del pez. Cr\u00e9dito: Don Arnold, Universidad del Sur de California <\/p>\n
Con este microscopio innovador, pudieron observar cambios en animales vivos y obtener im\u00e1genes de antes y despu\u00e9s de los cambios en la misma muestra. Anteriormente, debido a que los experimentos se realizaban en espec\u00edmenes fallecidos, solo pod\u00edan comparar dos cerebros diferentes, uno condicionado y otro no. <\/p>\n
\u00abEsta es una imagen ninja, nos colamos sin ser notados\u00bb, dijo Fraser. <\/p>\n
El resultado fueron cientos de im\u00e1genes y experimentos que tuvieron que ser procesados y analizados. Un tercer grupo, dirigido por el cient\u00edfico inform\u00e1tico Kesselmana en el Centro Michelson de Biociencia Convergente de la USC y el Profesor de Ingenier\u00eda William H. Keck en la USC Viterbi, desarroll\u00f3 nuevos algoritmos innovadores que hicieron esto posible mientras realizaba un seguimiento de los experimentos grandes y complejos que se realizaron durante la duraci\u00f3n. de la investigacion <\/p>\n
Resultados sorprendentes <\/p>\n
La conclusi\u00f3n principal al analizar esas im\u00e1genes: en lugar de que la memoria hiciera que cambiara la fuerza de las sinapsis existentes, las sinapsis en una parte del cerebro fueron destruidas y completamente nuevas. las sinapsis se crearon en una regi\u00f3n diferente del cerebro. <\/p>\n
\u00abDurante los \u00faltimos 40 a\u00f1os, la sabidur\u00eda com\u00fan era que se aprende cambiando la fuerza de las sinapsis\u00bb, dijo Kesselman, quien tambi\u00e9n se desempe\u00f1a como director de la Divisi\u00f3n de Inform\u00e1tica en el Instituto de Ciencias de la Informaci\u00f3n de la USC y es un profesor del Departamento de Ingenier\u00eda Industrial y de Sistemas Daniel J. Epstein, \u00abpero eso no es lo que encontramos en este caso\u00bb. <\/p>\n
\u00abEste fue el mejor resultado posible que pudimos haber tenido\u00bb, dijo Arnold, \u00abporque vimos este cambio dram\u00e1tico en el n\u00famero de sinapsis, algunas desapareciendo, otras form\u00e1ndose, y lo vimos en una parte muy distinta de el cerebro. El dogma era que las sinapsis cambian su fuerza. Pero me sorprendi\u00f3 ver un fen\u00f3meno de empujar y tirar, y que no vimos un cambio en la fuerza de las sinapsis\u00bb. <\/p>\n
Los resultados sugieren que los cambios en el n\u00famero de sinapsis codifican recuerdos en el experimento y pueden ayudar a explicar por qu\u00e9 los recuerdos asociativos negativos, como los asociados con el PTSD, son tan s\u00f3lidos. <\/p>\n
\u00abSe ha pensado que la formaci\u00f3n de la memoria implica principalmente la remodelaci\u00f3n de las conexiones sin\u00e1pticas existentes\u00bb, dijo Arnold, \u00abmientras que en este estudio encontramos la formaci\u00f3n y eliminaci\u00f3n de sinapsis, pero solo vimos peque\u00f1os cambios aleatorios en la fuerza sin\u00e1ptica de las sinapsis existentes. Esto puede deberse a que este estudio se concentr\u00f3 en los recuerdos asociativos, que son mucho m\u00e1s robustos que otros recuerdos y se forman en un lugar diferente en el cerebro, la am\u00edgdala, en comparaci\u00f3n con el hipocampo para la mayor\u00eda de los otros recuerdos. Esto puede alg\u00fan d\u00eda tendr\u00e1n relevancia para el PTSD, que se cree que est\u00e1 mediado por la formaci\u00f3n de recuerdos asociativos\u00bb. <\/p>\n
Un aspecto inusual del art\u00edculo y el estudio asociado fue su enfoque en c\u00f3mo hacer que los resultados de la investigaci\u00f3n sean lo m\u00e1s transparentes y reproducibles posible, haciendo que cada dato asociado con el art\u00edculo se pueda buscar y est\u00e9 disponible para cualquier persona. cient\u00edfico en un sitio web disponible p\u00fablicamente, Mapping the Dynamic Synaptome. La accesibilidad de todos los datos y el c\u00f3digo es esencial para reproducir los resultados cient\u00edficos, pero rara vez se logra el acceso a todos los datos que se usaron para producir un art\u00edculo. Por ejemplo, estudios recientes han demostrado que solo el 20% de la investigaci\u00f3n sobre el c\u00e1ncer es reproducible porque los datos no est\u00e1n disponibles. <\/p>\n
\u00abEl equipo de la USC ha establecido un nuevo est\u00e1ndar para el acceso a los datos en el sentido de que todos los datos generados durante la investigaci\u00f3n de seis a\u00f1os fueron capturados y organizados para esta investigaci\u00f3n\u00bb, dijo Kesselman, quien dise\u00f1\u00f3 este nuevo paradigma. \u00abHemos abordado este problema desde el principio mediante la creaci\u00f3n de un sistema integral dise\u00f1ado para compartir y analizar datos. Fue \u00fatil mientras hac\u00edamos nuestros experimentos porque los equipos pod\u00edan acceder a los datos en todo momento y guiar\u00e1 a aquellos que quieran usar nuestro trabajo en el futuro\u00bb. <\/p>\n
\u00abRealmente creo que este es el futuro de la transparencia en la investigaci\u00f3n, una nueva era, y la USC est\u00e1 a la vanguardia\u00bb, dijo Fraser. <\/p>\n
El estudio en curso representa la \u00faltima colaboraci\u00f3n interdisciplinaria de la USC con investigadores del Centro Michelson de Biociencia Convergente de la USC, Dornsife, Viterbi y la Escuela de Medicina Keck de la USC. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Los cient\u00edficos crean una herramienta alucinante para ‘ver’ millones de conexiones de c\u00e9lulas cerebrales en ratones la Academia Nacional de Ciencias (2022). www.pnas.org\/cgi\/doi\/10.1073\/pnas.2107661119 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Actas de la Academia Nacional de Ciencias <\/p>\n Proporcionado por la Universidad del Sur de California Cita<\/strong> : El estudio muestra c\u00f3mo se almacenan los recuerdos en el cerebro, con un impacto potencial en condiciones como el PTSD (10 de enero de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2022-01-memories-brain-potential-impact -condiciones.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":" Software especializado desarrollado por el equipo de investigaci\u00f3n crea un mapa de la ubicaci\u00f3n espec\u00edfica y el tama\u00f1o de las sinapsis a partir de la imagen tridimensional del microscopio. Comparando los mapas de sinapsis de antes y despu\u00e9s del aprendizaje, podemos identificar las sinapsis que se crearon o eliminaron en el proceso. La l\u00ednea roja … Continuar leyendo \u00abEstudio muestra c\u00f3mo se almacenan los recuerdos en el cerebro, con un impacto potencial en condiciones como PTSD\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-7154","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7154","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=7154"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7154\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7154"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7154"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7154"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}