Los investigadores desarrollan la nueva herramienta potente para crear la heliografía cortical concreta

Los investigadores en el instituto de Max Planck la Florida para la neurología han desarrollado una técnica nueva capaz de trazar conexiones de los nervios complejas con sensibilidad sin precedente

Con una broca de la luz, algunas composiciones de la foto y papel especializado sensibles, la heliografía nacieron. Como el tipo favorecido de gráfico técnico por encima un siglo, arquitectos utilizó esta herramienta crucial para su reproductibilidad rápida así como su capacidad para la documentación detallada. Para los trabajadores en un sitio de la estructura, el documento era igualmente esencial pues contuvo toda la información de diseño necesaria, los tipos específicos de componentes incluidos, y servidos como guía que detallaba cómo todo ajustó junto. Si había nunca alguna duda, a menudo un rápido consulta con las preguntas resueltas de la heliografía y la construcción atascada progresada adelante.

¿Pero qué suceso cuando los neurólogos tienen preguntas sobre el cerebro y las conexiones complejas dentro? ¿Hay incluso una cosa tal como una heliografía del cerebro? A pesar de una carrocería del trabajo cada vez mayor que destapa cómo las neuronas en las conexiones de la forma del cerebro, investigadores todavía faltan un diagrama completo que detalla su alambrado. El establecimiento de esto tendría el potencial de perfeccionar dramáticamente nuestra comprensión del cerebro, destapando cómo el conjunto de circuitos único de estructuras individuales nos dota con capacidades extraordinarias como lenguaje, la opinión sensorial y la cognición.

Tomando la primera medida hacia la actualización de una heliografía del cerebro, los investigadores del instituto de Max Planck la Florida para la neurología (MPFI), han desarrollado una técnica nueva capaz de trazar conexiones de los nervios complejas con sensibilidad sin precedente. En una publicación reciente en neurología de la naturaleza, los investigadores en el laboratorio del Dr. Hiroki Taniguchi, han demostrado la especificidad incomparable y la alta naturaleza de la producción de la aproximación. Innovador combinando las herramientas genéticas puntas con la técnica establecida del trazado monosynaptic, el laboratorio de Taniguchi ha creado una nueva herramienta potente nombrada trazado monosynaptic intersectional (iMT), capaz de desenredar los circuitos elaborados dentro del cerebro.

Estudiando una clase especializada de la neurona conocida como interneurons inhibitorios, el laboratorio de Taniguchi está interesado en observar en cómo estas células diversas montan en los circuitos en diversas regiones de la corteza cerebral. Normalmente, estas células actúan para refinar, para dar forma y tratamiento de la información del balance, pero su disfunción se ha implicado en enfermedades tales como autismo, esquizofrenia y epilepsia. La aclaración de cómo funcionan estos circuitos inhibitorios, promoverá los nuevos enfoques para la diagnosis y el tratamiento de los desordenes del cerebro. Un aspecto desafiador que obstaculiza la aclaración de circuitos corticales, es la diversidad escarpada de neuronas en el cerebro.

El Dr. Taniguchi explica, “mientras que la diversidad celular hace el cerebro tan único, él también transporta una gran dificultad en el estudio de circuitos individuales. Tome por ejemplo el circuito inhibitorio típico que estudiamos en el laboratorio; una neurona principal excitadora que transmite la información sobre distancias largas a partir de una región del cerebro a otra, y neuronas inhibitorias múltiples que forman conexiones con ella. Al principio echa un vistazo este modelo parece bastante simple pero en realidad, hay muchos tipos diversos de interneurons principales e inhibitorios. Cada tipo individual de interneuron se piensa para hacer conexiones muy específicas dependiendo de la situación, de la función, y de la profundidad de una neurona principal dentro de la corteza. Sin la capacidad de hechar una ojeada las conexiones específicas formadas por cada subpoblación de neurona inhibitoria, un retrato exacto del circuito no puede ser formado.

El Dr. Michael Yetman, investigador postdoctoral en el laboratorio de Taniguchi y el primer autor del papel observa que quisieron una técnica que podría cortar a través la diversidad celular del cerebro, y apuntan solamente subtipos específicos de neuronas. “Esta manera, podríamos comparar y poner en contraste las conexiones de cada subtipo único y estudiar los tipos de circuitos que forman,” explica Yetman.

el iMT fue desarrollado con esta meta en la mente, venciendo limitaciones de métodos previamente usados para trazar conexiones dentro del cerebro. Las técnicas tales como estímulo eléctrico y trazado monosynaptic, eran demasiado ineficaces o faltadas la sensibilidad necesaria trazar exacto conexiones de muchos diversos tipos de la célula encontrados en el cerebro. estructuras del iMT sobre su precursor, pero con una torsión innovadora que es crítica para transportar la sensibilidad de la técnica.

El “trazado de Monosynaptic utiliza una forma modificada del virus de rabia que falta una proteína necesaria, restringiendo el virus a un único, célula del motor de arranque y previniendo la infección de otras células alrededor de ella,” explica Yetman. “Pero si la proteína junto con el virus se expresa en solamente la célula del motor de arranque, después el virus tiene la capacidad de saltar y de infectar las células próximas. Para estudiar las neuronas dentro del cerebro, podemos expresar el virus y la proteína en una neurona y una vigilancia principales mientras que el virus salta las conexiones sinápticas solamente a los interneurons conectados directamente. Una vez que allí, el virus en cierto modo consigue adherido sin la proteína necesaria e informa la neurona comenzar a expresar la proteína fluorescente. Con microscopia, podemos ver las células que se conectan directamente con nuestra neurona del motor de arranque. La limitación es que podríamos visualizar solamente los interneurons conectados en conjunto, faltando las propiedades únicas de subtipos individuales.”

Para vencer esta limitación, las personas han agregado un componente genético adicional que seguro y específicamente apunta únicos subtipos de interneurons. Una vez que el virus alcanza un subtipo de la célula que contenga este componente, se expresa una segunda nueva proteína fluorescente. Ahora los científicos tienen la capacidad de visualizar las conexiones del interneuron en conjunto así como las conexiones de los subtipos específicos del interneuron. El iMT ha probado ya la puesta de la primera piedra, revelando diferencias dramáticas en el diseño de circuito del interneuron de los subtipos inhibitorios dominantes también los del mismo subtipo que forman conexiones con las neuronas principales de diversas áreas del cerebro.

“Aunque el iMT está solamente en las primeras fases de revelado, tiene el potencial de ofrecer un esquema circular más detallado, cerebro-más ancho que sea esencial para combate desordenes prominentes del cerebro,” observa Yetman. “En el futuro esperamos fomentar la técnica para incluir la capacidad de estudiar el funcional, y no apenas físico, las conexiones de circuitos de los nervios.”

el iMT y los neurólogos en MPFI, nos están tomando una medida más cercano a lograr la construcción de una heliografía cortical concreta.