Hallan una neurona gigante que envuelve por completo el cerebro del ratón

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Al igual que las hiedras envían sus raíces aéreas a buscar algo a lo que aferrarse, las neuronas del cerebro enviar brotes que se conectan con otras neuronas por todo el órgano. Un nuevo método de reconstrucción digital muestra tres neuronas que se ramifican extensivamente por todo el cerebro, incluyendo una que cubre por completo toda su capa externa. El hallazgo podría ayudar a explicar cómo el cerebro crea la consciencia [que en otras ocasiones hemos visto cómo podría ser una consecuencia directa de la entropía, como puedes leer aquí].

Christof Koch, presidente del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro en Seattle, Washington, Estados Unidos, explicó la nueva técnica usada por su grupo en una reunión de la Investigación del Cerebro a través de la iniciativa de Neurotecnologías Innovadoras en Bethesda, Maryland, en el mismo país. Mostró cómo el equipo identificó tres neuronas de una pequeña y delgada capa de células llamada claustro (un área que Koch cree que actúa como la sede de la consciencia tanto en ratones como en seres humanos).

Rastrear todas las ramas de una neurona usando métodos convencionales es una tarea inmensa. Los investigadores inyectan células individuales con un tinte, cortan el cerebro en secciones delgadas y luego rastrean el camino de la neurona teñida a mano. Muy pocos han sido capaces de rastrear una neurona a través de todo el órgano. Este nuevo método es menos invasivo y se puede expandir, ahorrando tiempo y esfuerzo.

Koch y sus colegas diseñaron una estirpe de ratones para que un determinado fármaco activara genes específicos en las neuronas del claustro. Cuando los investigadores suministraron a los ratones una pequeña cantidad de la droga, sólo un puñado de neuronas recibió suficiente de ella para activar estos genes. Esto dio como resultado la producción de una proteína fluorescente verde que se extendió por toda la neurona. El equipo tomó entonces 10.000 imágenes transversales del cerebro del ratón y utilizó un programa informático para crear una reconstrucción en 3D de sólo tres de las células brillantes.

Una Buena conexión

(Imagen ampliable) Reconstrucción digital de la neurona que envuelve el cerebro del ratón. Imagen: Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro

Las tres neuronas se extendían a través de ambos hemisferios cerebrales, y una de ellas tenía envuelta la circunferencia del órgano como una “corona de espinas”, dice Koch. Nunca ha visto las neuronas extenderse hasta ahora a través de las regiones del cerebro. El cuerpo del ratón contiene otras neuronas largas, como una proyección nerviosa en la pierna o las neuronas del tronco encefálico pasando por el cerebro para liberar moléculas de señalización. Sin embargo, estas neuronas del claustro parecen conectarse a la mayoría si no a todas las partes externas del cerebro que reciben información sensorial y se encargan del comportamiento.

Koch ve esto como evidencia de que el claustro podría estar coordinando las entradas y salidas de señales a través del cerebro para crear la consciencia. Los escáneres cerebrales han mostrado que el claustro humano es una de las áreas más densamente conectadas del cerebro, pero esas imágenes no muestran la ruta que siguen las neuronas individuales.

El claustro es una buena región del cerebro para probar la nueva técnica porque ha sido ampliamente estudiada en ratones y consiste en sólo unos pocos tipos de células, explica James Eberwine, farmacólogo de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia, Estados Unidos.

Haciendo balance

(Imagen ampliable) Diagrama de conexiones del cerebro. Imagen: Laboratorio de Neuroimagen y Centro Martinos para el Escaneo Biomédico, Consorcio del Proyecto del Conectoma Humano

“Es muy admirable”, dice Rafael Yuste, un neurobiólogo de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York. No cree que la existencia de neuronas que rodean el cerebro demuestre definitivamente que el claustro está involucrado en la consciencia, pero dice que la técnica será útil para los esfuerzos censales de identificación de diferentes tipos de célula en el cerebro, que muchos piensan que será crucial para entender cómo funciona el órgano. “Es como tratar de descifrar el lenguaje si no entendemos qué es el alfabeto”, dice.

Yuste y Eberwine quisieran ver reconstrucciones en 3D de las neuronas individuales y compararlas con análisis de los genes expresados ​​en esas neuronas. Esto puede ofrecer pistas sobre el tipo y la función de cada célula.

Koch planea continuar mapeando las neuronas que emanan del claustro, aunque la técnica es demasiado costosa para utilizarla para reconstruir todas estas neuronas a gran escala. Le gustaría saber si todas las neuronas de la región se extienden por todo el cerebro, o si cada neurona es única y se proyecta hacia un área ligeramente diferente.

Artículo original publicado por la revista cientóifica Science. Revisado y traducido por ¡QFC!

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2017-02-28T18:54:08+00:00