La nomenclatura Estándar de los cerebros del insecto puede mejorar la investigación futura sobre la función y la enfermedad del cerebro

Published on March 3, 2014 at 2:19 AM · No Comments

Cuando usted está hablando algo tan complejo como el cerebro, la tarea no es más fácil si el vocabulario que es utilizado está apenas como complejo. Una colaboración internacional de neurólogos no sólo ha triplicado el número de estructuras determinadas del cerebro, pero lo ha creado un léxico simple para hablar de ellas, que serán enormemente útiles para la investigación futura sobre la función y la enfermedad del cerebro.

Nick Strausfeld y Linda Restifo, ambos profesores en el Departamento de la Neurología en la Universidad de Arizona, trabajado con los colegas en Japón que llevó el proyecto, y los colegas en Alemania y en el REINO UNIDO para producir un atlas completo de centros neuroanatomical y de centros de cómputo del cerebro del insecto. En el proceso, las personas determinaron muchas estructuras previamente desconocidas. Proveyendo de la comunidad de investigación un sistema unificado de terminología, fijan el escenario para que un esfuerzo sistemático aclare las estructuras y las funciones del cerebro que transportan a las funciones del cerebro humano.

Un artículo acerca del trabajo aparece en la Neurona del gorrón científico, mirada por muchos como una de las publicaciones del buque insignia de la neurología; la versión en línea incluye un suplemento de 80 datos de la paginación. Los datos - disponible en el plazo de 6 meses e incluir centenares de imágenes y de animaciones video tridimensionales - ascenderán público a un recurso inestimable que permita a neurólogos trabajar más eficientemente, comparar sus resultados y obtener interpretaciones más significativas.

“Este esfuerzo proporciona a una correspondencia de camino tridimensional para describir las estructuras para todos los cerebros del insecto, y activa comparaciones con otros artrópodos,” dijo a Strausfeld, director del Centro del UA para la Ciencia del Insecto. “Tiene valor enorme en la descripción de lazos de la red entre los centros de cómputo en el cerebro.”

El proyecto es oportuno pues los E.E.U.U. y la Europa han emprendido las iniciativas ambiciosas - iniciativa del CEREBRO de Presidente Barack Obama y el Proyecto del Cerebro Humano de la Unión Europea - para producir un retrato dinámico del cerebro que muestra cómo obran recíprocamente las células individuales y los circuitos de los nervios complejos en el tiempo y el espacio.

En sus esfuerzos de desarrollar estrategias para explorar los funcionamientos internos del cerebro humano, probablemente la estructura más compleja de la Sistema Solar, científicos ha confiado en estudiar los cerebros de los organismos modelo tales como moscas del vinagre porque sus estructuras son más simples y más fáciles estudiar en experimentos.

Los Artrópodos - insectos, arañas, crustáceos y sus parentescos - han avance la investigación biomédica que colocaba de los apuntalamientos anatómicos y moleculares del comportamiento a las causas bioquímicas del apego. Debido a su historia evolutiva compartida profundamente a tiempo, los vertebrados incluyendo la parte probable de los seres humanos muchas de características neuroanatomical y los centros funcionales en el cerebro con los invertebrados. Estudiar procesos neurológicos en artrópodos puede ayudarnos importante a entender cómo todo el trabajo de cerebros.

Los procesos que llevan a la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, son extremadamente difíciles de investigar en seres humanos, pero la investigación con las moscas del vinagre ha rendido la información valiosa que podría ayudar a neurólogos a desarrollar estrategias terapéuticas.

Como resultado de este esfuerzo conjunto para catalogar y para correlacionar el cerebro del insecto, este grupo de científicos ha descubierto que el cerebro cabeza de alfiler-clasificado de una mosca del vinagre tiene más de 50 centros anatómico distintos que se acercaban a una complejidad hasta ahora reconocida solamente en animales tales como pescados o ratones.

“Hay paralelos fascinadores,” Strausfeld dijo. “Reconociendo centros discretos en el cerebro del insecto, entenderemos mejor cómo las elaboraciones de los cerebros de insectos y de vertebrados pudieron relacionarse el uno al otro a pesar de más de 600 millones de años de evolución divergente.”

Por ejemplo, los bulbos olfativos en vertebrados son muy similares a los lóbulos olfativos en crustáceos. Lo mismo va para el sistema visual: El Color, la dimensión de una variable, el movimiento y la textura se tramitan semejantemente en vertebrados y los insectos, aunque aspectos muy diversos del mundo visual sean percibidos por una mosca comparada con ésas percibidas por una grapa o un ser humano, Strausfeld explicaron.

El estudio fue llevado por Kei Ito, profesor adjunto en el Departamento de la Biología De Cómputo en la Universidad de Tokio. Su grupo utilizó una técnica llamada microscopia de fluorescencia confocal para crear las “rebanadas virtuales” que revelaban la configuración del cerebro de la mosca del vinagre hacia abajo a las células.

Cinco años y 1.200 correos electrónicos más adelante, el proyecto ahora provee de neurólogos los mismos términos para describir partes específicas de cerebros de insectos y de crustáceos. “Estamos fijando un nuevo patrón que active realmente la comunicación,” los autores del UA estados de acuerdo.

“Ahora tenemos una comprensión muy detallada de la distribución de neuronas en centros discretos y las conexiones entre ellos,” Strausfeld explicaron.

“La complejidad del comportamiento del insecto es reconocida cada vez más por la comunidad de la genética para permitir que modelemos diversas enfermedades humanas,” dijo a Restifo, que también es profesor de la neurología en la Universidad del UA del Remedio y la pieza del Instituto del UA BIO5.

“Estos minúsculos, pero ahora bien definido, regiones que vemos en el insecto el cerebro tiene probablemente neuronas determinadas con las conexiones determinadas que impulsan ciertos comportamientos que estén llegando a ser más importantes en estudiar comportamiento como la agresión o el apego.”

Restifo explicó eso que combinaba el repertorio del comportamiento desplegado de seres humanos con ése observado en insectos hace buenos argumentos para usar los organismos modelo tales como la mosca del vinagre, Drosophila, en la búsqueda para las nuevas drogas.

“En cierto modo, los insectos van a ser aún más útiles que los modelos del roedor,” ella dijo. “En algunos casos, esfuerzos de conseguir a la causa de una enfermedad por la función del gen que rompe en fall de los ratones proporcionar a respuestas porque aunque los emparejamientos genéticos de la mutación que de la enfermedad humana, los efectos fisiológicos no lo hacen.”

Para ser significativos, cualquier estudio de sistemas nerviosos complejos requiere los conceptos y la terminología convenidos en uniformemente por la comunidad de investigación.

Los Neurólogos han sabido de largo que las regiones anatómico distintivas son pistas a cómo se ordena el cerebro, pero diversos términos han sido funcionando para la misma estructura en diversa - o aún dentro lo mismo - especie. “En realidad, una rosa por cualquier otro nombre está más bién una Torre de Babel,” Restifo dijo. “Ha habido confusión enorme.”

Strausfeld, que publicó el primer atlas en el cerebro del insecto en 1976 - y, así como Ito y colegas en Alemania, el Atlas En Línea del primer National Science Foundation del Cerebro de la Drosophila - estableció mucha de la nomenclatura inicial. El Centro del UA para la Ciencia del Insecto también era instrumental en utilizar los esfuerzos que ése llevó a la publicación del estudio. Strausfeld dijo que un programa piloto importante del actual proyecto era la necesidad de establecer la conveniencia de términos y de nombres específicos para las estructuras de los nervios a través de cerebros del artrópodo.

“No se ha hecho Nada muy como esto antes,” él dijo. Los “Científicos que estudiaban los cerebros y el comportamiento de pájaros habían venido a una nomenclatura acordada, pero intentábamos encontrar el terreno común a través de muchas especies que pueden ser más distintas de uno a en términos de divergencia evolutiva. Así, el agregar a la enormidad de la tarea era la meta de estar de acuerdo con la terminología que “ajustaría” para todos los insectos y sería aplicable a los crustáceos.”

“Desarrollar una nomenclatura estandardizada es importante porque facilita la polinización del trabajo hecha usando diversa especie del insecto,” dijo a Gerald Rubin, vicepresidente y director ejecutivo del Campus de la Investigación de la Granja de Janelia del Howard Hughes Medical Institute. La “Tracción de esto juntos requirió mucho trabajo, discernimiento científico y conocimiento histórico; era un servicio real al campo.”

Fuente: Universidad de Arizona

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