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Nuevo mapa de la conexiones cerebrales

Posted by on Mar 31, 2016 | 0 comments

Nuevo mapa de la conexiones cerebrales

Los investigadores buscan desbloquear los secretos de cómo funciona el cerebro y para ello han creado el mapa más grande y detallado de las conexiones entre las células cerebrales producido nunca. Aunque las imágenes resultantes pueden parecer una pintura de Jackson Pollock, en realidad revelan la actividad neurológica de un ratón vivo, que responde a estímulos visuales, proporcionando información clave en las diferentes formas en las que las células del cerebro interactúan entre sí debido a como codifican la información.

El trabajo, que aparece en la revista Nature, se llevó a cabo como parte de un intento de reconstruir estudios anteriores sobre la conectividad cerebral y responder a algunas de las principales cuestiones pendientes relativas a este tema. Por ejemplo, investigaciones anteriores habían indicado que las neuronas que responden a estímulos visuales muy similares tienden a formar conexiones más fuertes entre sí que las neuronas responsables de los procesos no relacionados.

Sin embargo, los científicos no están seguros si este hecho se debe a que las neuronas con orientación similar forman conexiones (sinapsis) más grandes, o porque simplemente forman un mayor número de sinapsis. Alternativamente, se ha propuesto que este tipo de conectividad selectiva puede ser regulada por la disposición espacial de las sinapsis, que puede ocurrir en los grupos de neuronas, produciendo de ese modo un punto de conexión reforzado.

Los investigadores utilizaron un microscopio de dos fotones de escaneo láser de diseño personalizado para crear una imagen detallada de una pequeña sección de la corteza visual de un ratón vivo, observando una pantalla que muestra en movimiento líneas horizontales y verticales. La corteza visual es la parte del cerebro responsable de procesar los estímulos visuales, los diferentes pero muy conectados tipos de neuronas responden a los diferentes tipos de líneas.

Esto no sólo revela un cuadro físico de la disposición de las neuronas en esta parte del cerebro, mediante el seguimiento de los cambios en las concentraciones de calcio dentro de las neuronas, los investigadores fueron capaces de determinar los patrones de actividad. A raíz de esto, el equipo eliminó la sección correspondiente del cerebro del ratón y utilizó una técnica llamada microscopía electrónica para completar el cuadro completo de las conexiones entre neuronas. En total, se encontraron que el pequeño trozo de cerebro en observación contenía 201 neuronas, que formaron un total de 1.278 sinapsis entre sí.

Sinapsis

Como era de esperar, la conectividad era mucho más fuerte entre las neuronas que llevan a cabo procesos similares que entre las que no lo hacían, a pesar del hecho de que estas células no estaban dispuestas en cualquier orden espacial particular. De hecho, las espinas neuronales, conocidas como axones y dendritas, de estas células particulares pasaban entre unas y otras con la misma frecuencia que las de las neuronas menos relacionadas, sin embargo, cuando lo hacían tendían a formar más sinapsis.

Estas sinapsis eran también más grandes que las que se producen entre las neuronas que realizan funciones no relacionadas, proporcionando una superficie mayor para la transmisión de mensajeros químicos llamados neurotransmisores, resultando en una señal más fuerte. Sin embargo, estas sinapsis no se organizan en grupos, como ha planteado la hipótesis.

Si bien este trabajo nos deja todavía con un largo camino por recorrer a fin de comprender plenamente las formas en que las autopistas eléctricas que atraviesan el cerebro se combinan para generar consciencia, representa un primer paso en el camino hacia la construcción de un mapa exacto de cómo estas conexiones ocurren. Los autores del estudio instan a los futuros investigadores a continuar con este proyecto, insistiendo en que la perfección de este proceso dará lugar a “una comprensión más rica de la estructura y la función de red cerebral”.

Fuente imagen principal: Nature; Clay Reid, Allen Institute; Wei-Chung Lee, Harvard Medical School

 

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