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Los investigadores encuentran diferencias asombrosamente en el primer mapa del entero-cerebro de neuronas inhibitorias

Los investigadores en la universidad del Estado de Penn del remedio han colaborado en el primer mapa cuantitativo del entero-cerebro de neuronas inhibitorias en el cerebro del ratón. Estas neuronas desempeñan un papel crucial en la reacción de regulación a los estímulos y se han implicado extensamente en muchas condiciones psiquiátricas.

Los investigadores encontraron diferencias asombrosamente en el número de neuronas inhibitorias en las diversas áreas del cerebro y en los cerebros de ratones femeninos y machos.

Las neuronas que operan dentro del sistema nervioso central se pueden dividir áspero en dos tipos importantes de la célula: neuronas excitadoras e inhibitorias. Las neuronas excitadoras son las ondas portadoras principales de la información, como un acelerador en un vehículo, mientras que las neuronas inhibitorias controlan la actividad de neuronas excitadoras; como el freno del vehículo.

El tramitación de estímulos externos y generar reacciones del comportamiento apropiadas requiere un equilibrio fino entre estas neuronas excitadoras e inhibitorias. Las neuronas inhibitorias son críticas para el tramitación apropiado del cerebro. Por ejemplo, la debilitación de estas neuronas se ha conectado a los desordenes del cerebro incluyendo autismo y esquizofrenia.

La densidad de neuronas inhibitorias en una región del cerebro dicta su fuerza de la inhibición. Hasta hace poco tiempo, los científicos han asumido que diversas neuronas inhibitorias, que tienen diversas funciones, están distribuidas uniformemente en el cerebro. Pero el estudio, llevado por Yongsoo Kim, profesor adjunto en el departamento de ciencias de los nervios y del comportamiento en la universidad del Estado de Penn del remedio, giró encima de una sorpresa.

Kim utilizó un nuevo método de análisis de la proyección de imagen y de datos que él co-desarrolló llamado la plataforma cuantitativa del entero-cerebro (qBrain) para contar y para correlacionar tres principal tipos y cuatro neuronales inhibitorios de sus subtipos en cerebros intactos del ratón.

Él encontró diversas cantidades de dos neuronas inhibitorias principales, del positivo del parvalbumin (PV+) y de neuronas positivas de la somatostatina (SST+), en la corteza prefrontal intermedia, un área que está implicada con las funciones ejecutivas como la formulación de planes y la toma de decisión. En cambio, las regiones sensoriales del cerebro tenían una distribución más igual de estas neuronas.

Las neuronas de SST+ modulan la entrada de la información sensorial a las neuronas excitadoras. Las neuronas de PV+, por otra parte, son como un freno final, controlando rendimiento de las neuronas excitadoras. En el estudio de Kim, las neuronas de SST+ excedieron en número lejos el PV+ pulsan hacia adentro áreas corticales más de categoría alta.

La investigación fue publicada esta semana en la célula del gorrón.

“Esto proporciona nuevas pruebas anatómicas para explicar cómo las altas regiones cognoscitivas del cerebro pueden calcular básicamente toda la información que está viniendo de las regiones sensoriales del cerebro y tener sentido fuera del mundo externo,” Kim dijeron.

Kim y sus colaboradores también encontraron diferencias entre los ratones masculinos y femeninos en las regiones del cerebro implicadas en dimorfismos sexuales. A pesar de los varones que tenían cerebros más grandes por el volumen por término medio, las hembras tenían mayores números de neuronas inhibitorias en estas regiones. La única anomalía: Los varones tenían tres-tiempos más interneurons de SST+ en una región del cerebro conectada a la eyaculación, ayudando posiblemente a controlar fino la función relacionada.

El estudio es la prueba del concepto que las neuronas específicas pueden ahora ser reflejadas y cuantificadas con la resolución celular en cerebros intactos, teniendo en cuenta los primeros mapas célula-específicos del cerebro 3D.

En el futuro, este avance podría permitir que los científicos estudien desordenes del cerebro en seres humanos de una manera que nunca se es posible antes. Comparando recuentos celulares y situaciones en cerebros sanos y desordenados, los investigadores pueden poder establecer claramente la desorganización célula-específica en enfermedad psiquiátrica, terapéutica del objetivo nuevas y dimensión si los tratamientos están trabajando.

Por ahora, el recurso del qBrain, que incluye las tablas con recuentos celulares y densidades de célula para más de 800 regiones anatómicas delineadas por el atlas del cerebro del ratón de Allen, las visualizaciones gráficas de los datos en las películas 3D, los 2.os flatmaps y los grupos de datos de la sección serial está abiertamente disponible en mouse.brainarchitecture.org/cellcounts/ost webportal del grupo.