domingo, 22 de julio de 2018

DESCUBREN EL ORIGEN DE LA PLASTICIDAD CEREBRAL





Trae a tu recuerdo en este instante algún suceso que te haya marcado en tu infancia. Ahora, recuerda el momento cuando te explicaron y entendiste que los movimientos de rotación y traslación del planeta explican por qué existe tanto el día como la noche, así como los cambios de estación. A este tipo de eventos y otros muchos que retenemos en nuestra memoria se les llama experiencias significativas.

Las experiencias significativas o importantes que tenemos durante nuestra vida activa la plasticidad cerebral o neuroplasticidad, es la capacidad del sistema nervioso para modificar su estructura y su funcionamiento, como reacción a la diversidad del entorno. 

El término, muy empleado en psicología y psiquiatría, se utiliza también para referirse a los cambios suscitados en los diferentes niveles del sistema nervioso, desde las estructuras moleculares, hasta la expresión genética y del comportamiento.

La neuroplasticidad hace posible la regeneración de las neuronas, aunque también tiene repercusiones funcionales en la formación de nuevas conexiones sinápticas. La plasticidad neuronal faculta al cerebro para recuperarse y reestructurarse a partir de trastornos o lesiones, incluso alteraciones estructurales causadas por patologías como la esclerosis múltiple, Parkinson, deterioro cognitivo, etc.

Pero los neurocientíficos no han estado seguros de cómo exactamente la plasticidad ocurre en el cerebro; y es que en este proceso existe un enigma. Cuando algunas conexiones se fortalecen, las neuronas tienen que encontrar un balance ante la enorme entrada de información.

Entonces, ¿cómo funciona? Los investigadores del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria en el Massachusetts Institute of Technology ahora piensan que tienen una respuesta.

Lo que han encontrado es que cuando una conexión (también conocida como sinapsis ) se fortalece, las sinapsis vecinas se debilitan inmediatamente, para evitar que las neuronas se vean abrumadas, y aquí hay una proteína especial en juego.

«Los comportamientos colectivos de los sistemas complejos siempre tienen reglas simples», dice el neurocientífico del MIT y autor principal del estudio Mriganka Sur. «Cuando una sinapsis sube, dentro de 50 micras hay una disminución en la fuerza de otras sinapsis», añade.

El equipo invocó su propia plasticidad en las neuronas de la corteza visual de los ratones mediante el cambio del «campo receptivo» de la neurona, o el parche de visión particular del que sería responsable la neurona.

Para hacer esto, hicieron zoom sobre una espina particular de una dendrita, la punta de la neurona donde se encuentra la parte receptora de señales de una sinapsis.

A medida que movían el objetivo visual que el ratón estaba mirando, pudieron ajustar el campo receptivo de esa neurona y proyectaron una luz azul dentro de la corteza visual del animal. En estos animales genéticamente modificados en particular, los flashes activaron la neurona, ayudándola a fortalecer esa columna particular.

Y, a medida que creció esta columna vertebral reforzada, las espinas cercanas se encogieron, lo que provocó que las sinapsis relevantes se fortalecieran o debilitaran en consecuencia, demostrando así plasticidad en acción.

«Creo que es sorprendente que podamos reprogramar neuronas individuales en el cerebro intacto y ser testigos en el tejido vivo de la diversidad de mecanismos moleculares que permite a estas células integrar nuevas funciones a través de la plasticidad sináptica», dijo el primer autor, neurocientífico Sami El- Boustani.

El equipo descubrió que los receptores AMPA (ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolepropiónico) se correlacionaban con el debilitamiento y el fortalecimiento de esas sinapsis.
Utilizaron una etiqueta química especialmente diseñada que rastreó la expresión del regulador de los receptores AMPA, una proteína llamada ARC, para determinar qué estaba causando los cambios.

Lo que encontraron fue que las sinapsis con menos proteína ARC podían expresar más receptores AMPA, pero el aumento del ARC en las espinas vecinas hacía que esas sinapsis expresaran menos.
«Creemos que ARC mantiene un equilibrio de recursos sinápticos», dice Jacque Pak Kan Ip , otro neurólogo y primer autor del MIT.

«Si algo sube, algo debe pasar. Esa es la función principal de ARC».

Aunque está lejos de ser la primera vez que los investigadores han analizado la plasticidad cerebral, estos hallazgos particulares podrían ayudar a resolver un problema que ha estado molestando a los neurólogos por edades, y ahora tenemos una serie de trucos nuevos para ayudarnos a estudiar cerebros vivos.



Artículo redactado con base en el trabajo de Jacinta Bowler. La investigación ha sido publicada en Science el 22 de junio de 2018.




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