Los recién nacidos necesitan almacenar rápidamente grandes cantidades de información nueva a medida que aprenden a navegar por el mundo. Se cree que las sinapsis silenciosas, las conexiones inmaduras entre las neuronas que aún no tienen actividad de neurotransmisores, son los dispositivos que permiten este rápido almacenamiento de información en las primeras etapas de la vida.
Descubiertas por primera vez hace décadas en ratones recién nacidos, se pensaba que estas posibles uniones neuronales desaparecían a medida que los animales envejecían. Un estudio reciente realizado por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts en los EE. UU. encontró que este desvanecimiento puede no ser tan extremo como se supuso inicialmente.
El equipo no planeó analizar específicamente estos vínculos potenciales. En cambio, continuaron el trabajo previo sobre la ubicación de las extensiones neuronales llamadas dendritas.
Obtuvieron un poco más de lo que esperaban. No solo tomó fotografías de las dendritas, sino también de innumerables pequeñas protuberancias similares a hilos que emergen de ellas llamadas patas filamentosas.
«Lo primero que vimos, que fue muy extraño, y no lo esperábamos, fueron piernas fibrosas por todas partes». Dice El neurocientífico del MIT Mark Harnett, primer autor del artículo.
Usualmente escondido en el brillo de fluorescencia usado para iluminar la célula para obtener imágenes, los investigadores usaron una técnica de imágenes patentada desarrollada solo el año pasado El análisis amplificado se denomina proteína de conservación de epítopos (eMAP).
Este nuevo proceso de obtención de imágenes utiliza un gel para ayudar a mantener las delicadas estructuras celulares y proteínas en su lugar, lo que permite a los investigadores estudiarlas mejor mientras manipulan los tejidos.
virus La proteína verde fluorescente se expresa en dos ratones machos y dos adultos para ayudar a iluminar los tejidos relevantes para la obtención de imágenes. Posteriormente, se diseccionó su corteza visual primaria y se dividió en rodajas de 1 milímetro antes de incubarse en una solución de hidrogel de monómero eMAP y montarse entre portaobjetos de vidrio.
Esto le da tiempo a la solución eMAP para fijar la arquitectura celular en su lugar, lo que permite a los investigadores tomar imágenes de súper resolución de las dendritas fluorescentes.
Armados con imágenes ampliadas de 2.234 protuberancias dendríticas, los investigadores pudieron ver, por primera vez, que los cerebros de ratones adultos tenían concentraciones de filopedia que no se ven en ratones adultos.
Además, muchas estructuras tienen solo uno de los dos receptores de neurotransmisores proyectados desde una sinapsis madura. Sin el segundo, eran efectivamente uniones «silenciosas» entre neuronas.
A continuación, los investigadores preguntaron si se podían activar las sinapsis silenciosas de los adultos.
Demostraron que esto era posible liberando el neurotransmisor glutamato en las puntas de los filamentos filamentosos, produciendo una pequeña corriente eléctrica diez milisegundos después.
Esta acción «afloja» las sinapsis en cuestión de minutos, estimulando la acumulación de receptores perdidos y permitiendo que los filopodios formen una conexión con las fibras nerviosas vecinas.
Estos receptores normalmente estarían bloqueados por iones de magnesio, pero la corriente los libera, lo que permite que los filopodios reciban un mensaje de otra neurona.
El equipo descubrió que activar las sinapsis silenciosas era mucho más fácil que alterar la actividad de las espinas dendríticas en las neuronas maduras.
Los investigadores ahora están estudiando si las sinapsis silenciosas están presentes en el tejido cerebral humano adulto.
«Este documento es, que yo sepa, la primera evidencia real de que así es como realmente funciona en el cerebro de los mamíferos», dijo Harnett. Dice.
«Filopodia permite que el sistema de memoria sea flexible y robusto. Se necesita flexibilidad para obtener información nueva, pero también se necesita estabilidad para retener información importante».
Este artículo ha sido publicado en naturaleza.
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