La materia oscura del cerebro

06 de abril de 2022

Son parte del cerebro de casi todas las especies animales, sin embargo, generalmente permanecen invisibles incluso bajo el microscopio electrónico. "Las sinapsis eléctricas son como la materia oscura del cerebro", dice Alexander Borst, director del MPI de Inteligencia Biológica, Seewiesen (en fundación). Ahora, un equipo de su departamento ha analizado más de cerca este componente cerebral raramente explorado: en el cerebro de la mosca de la fruta Drosophila, pudieron demostrar que las sinapsis eléctricas ocurren en casi todas las áreas del cerebro y pueden influir en la función y la estabilidad de las células nerviosas individuales.

Las neuronas se comunican a través de sinapsis, pequeños puntos de contacto en los que los mensajeros químicos transmiten un estímulo de una célula a la siguiente. Sin embargo, esa no es toda la historia. Además de las sinapsis químicas comúnmente conocidas, hay un segundo tipo de sinapsis poco conocida: la sinapsis eléctrica. "Las sinapsis eléctricas son mucho más raras y son difíciles de detectar con los métodos actuales. Es por eso que apenas se han investigado hasta ahora", explica Georg Ammer, quien durante mucho tiempo ha estado fascinado por estas conexiones celulares ocultas. "En la mayoría de los cerebros de animales, por lo tanto, no sabemos ni siquiera cosas básicas, como dónde ocurren exactamente las sinapsis eléctricas o cómo influyen en la actividad cerebral".



Las sinapsis eléctricas conectan las neuronas en casi todos los cerebros; sin embargo, poco se sabe de ellos. Un estudio muestra ahora por primera vez dónde ocurren estas sinapsis específicas en el cerebro de la mosca de la fruta y que influyen en la función y estabilidad de las células nerviosas.


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Las sinapsis eléctricas conectan las neuronas en casi todos los cerebros; sin embargo, poco se sabe de ellos. Un estudio muestra ahora por primera vez dónde ocurren estas sinapsis específicas en el cerebro de la mosca de la fruta y que influyen en la función y estabilidad de las células nerviosas.

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Una sinapsis eléctrica conecta dos neuronas directamente, permitiendo que la corriente eléctrica que las neuronas usan para comunicarse, fluya de una célula a la siguiente sin un desvío. Excepto en los equinodermos, este tipo particular de sinapsis ocurre en el cerebro de todas las especies animales estudiadas hasta ahora. "Por lo tanto, las sinapsis eléctricas deben tener funciones importantes: ¡simplemente no sabemos cuáles!", dice Georg Ammer.

Distribución en el cerebro

Para rastrear estas funciones, Ammer y sus dos colegas, Renée Vieira y Sandra Fendl, etiquetaron un importante bloque de construcción de proteínas de las sinapsis eléctricas. En el cerebro de las moscas de la fruta, pudieron demostrar que las sinapsis eléctricas no ocurren en todas las células nerviosas, sino en casi todas las áreas del cerebro. Al apagar selectivamente las sinapsis eléctricas en el área del procesamiento visual, los investigadores pudieron demostrar que la reacción de las neuronas afectadas a ciertos estímulos es mucho más débil. Además, sin sinapsis eléctricas, algunos tipos de células nerviosas se volvieron inestables y comenzaron a oscilar espontáneamente.

"Los resultados sugieren que las sinapsis eléctricas son importantes para diversas funciones cerebrales y pueden desempeñar funciones funcionales muy diferentes, dependiendo del tipo de neurona", resume Ammer. "Por lo tanto, estas sinapsis también deben integrarse en los estudios de conectomas". El conectoma es un mapa de todas las neuronas y sus conexiones en un cerebro o área del cerebro. A menudo, esta información se reconstruye a partir de imágenes de microscopio electrónico, donde las sinapsis eléctricas son en gran parte invisibles. Cómo estos pueden integrarse en las investigaciones del conectoma y qué otros secretos guardan las sinapsis eléctricas, es objeto de estudios adicionales.

 
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