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Las hormonas de sexo alteran el revelado de ciertas estructuras del cerebro durante pubertad

Usando la tecnología de la imagen avanzada, el científico Eric Ahrens de la universidad del Carnegie Mellon y los co-investigadores han conducto el primer examen sistemático de cambios de desarrollo y sexo-asociados en cerebros adolescentes y adultos del ratón para revelar diferencias fundamentales en las estructuras dominantes del cerebro, tales como ésos importantes para las emociones, aprender, y la memoria.

Los resultados, en prensa con NeuroImage, muestran que las hormonas de sexo alteran el revelado de ciertas estructuras del cerebro durante pubertad y que estos efectos persisten en edad adulta.

Las conclusión ofrecen una representación mucho más verdadera de cómo circulan las estructuras del cerebro de la influencia de las hormonas que podría ser derivado de la proyección de imagen humana por varias razones, según Ahrens. Los animales estudiados eran casi genético idénticos y alzados en el mismo ambiente - los factores que no se pueden controlar en estudios humanos. Y la tecnología de la imagen, microscopia de resonancia magnética, permite la alta resolución, proyección de imagen 3D en el cerebro intacto, minúsculo del ratón.

“Encontrar que las estructuras específicas del cerebro cambian en la pubertad bajo los efectos de las hormonas de sexo debe ayudar a científicos a entender cómo los niveles de hormonas de sexo alteran el revelado del cerebro,” dijo a Ahrens, profesor adjunto de ciencias biológicas. Los “investigadores podrían manipular artificial las hormonas de sexo y después utilizar tecnología de MRM para ver cómo las hormonas afectan a las estructuras del cerebro en los modelos animales.”

“Esta información también puede ser crítica para modelar enfermedades neurológicas humanas tales como Parkinson y los desordenes neuropsiquiátricos tales como esquizofrenia de modo que poder desarrollar terapias más efectivas,” Ahrens dijo. “Además, estos resultados pueden revelar cómo las diferencias sexo-asociadas estructurales del cerebro influencian comportamiento y la cognición.”

Ahrens y Kyoko Koshibu, estudiante de tercer ciclo, imágenes capturadas de los cerebros intactos del ratón usando la microscopia de resonancia magnética (MRM), una técnica de proyección de imagen de resonancia magnética extremadamente (MRI) de alta resolución. El Carnegie Mellon es uno de pocos grupos a escala nacional con la capacidad para realizar MRM.

Koshibu, que hizo mucho del análisis de datos, terminó recientemente su trabajo doctoral en el departamento de la neurobiología en la universidad de Pittsburgh mientras que trabajaba en el centro para la base de los nervios de la cognición, una universidad común de la iniciativa de Pittburgh-Carnegie Mellon.

Hasta la fecha, solamente un número limitado de los análisis cuantitativos 3D de las estructuras adultas del cerebro del ratón ha conducto, debido en parte al proceso laborioso requerido para obtener tales datos. Usando la histología convencional, llevaría meses los cerebros de la sección, mediría las diversas estructuras y realizaría una reconstrucción 3D, mientras que Koshibu obtuvo estadístico resultados relevantes en cuestión de semanas con la técnica de MRM. Por otra parte, las manipulaciones extremas del cerebro necesario para realizar investigaciones histológicas tuercen inevitable el tejido, que a su vez corrompe la estructura verdadera del cerebro, según Ahrens.

“Con MRM, podemos utilizar los cerebros intactos, revelando una imagen mucho mejor de estructuras en el cerebro entero comparado a las técnicas histológicas extensamente validadas,” Ahrens dijo.

MRM se basa en los mismos principios que MRI, una tecnología de la imagen que visualice las estructuras internas de la carrocería. MRI y MRM hacen uso de resonancia magnética nuclear, los fenómenos observados en los núcleos de átomos cuando se exponen a un campo magnético y a los pulsos de las ondas de radio. MRM utiliza imanes más fuertes para capturar imágenes en una resolución 10-100 veces un MRI que convencional más fino.

Usando MRM, Ahrens y sus colegas reflejados los cerebros de los ratones masculinos y femeninos, envejecidos 1 mes (de adolescente) y 3 meses (adulto). Koshibu utilizó un programa informático digital para aislar el cerebro entero y las estructuras específicas de los datos de MRM. Éstos incluyen el amygdala, el hipocampo, el striatum, y los ventrículos laterales y terceros, las estructuras que se han estudiado extensamente en seres humanos debido a sus implicaciones en la cognición y desordenes neuropsiquiátricos. Una comparación de las reconstrucciones 3D de cada estructura reveló diferencias estructurales propias de cada sexo y relativas a la edad en el hipocampo, el amygdala y los ventrículos pero los ningunos en el striatum.

El trabajo fue financiado por la sociedad nacional de la esclerosis múltiple, el National Science Foundation y los institutos de la salud nacionales.