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Usando un modelo simple para estudiar cómo la serotonina modula comportamiento

En experiencia popular la historia de cómo la serotonina modula el cerebro pudo parecer simple: dispare un antidepresivo, niveles de la serotonina suben, humor perfecciona. Pero los neurólogos reconocen cómo poco ellos sabe sobre cómo el neurotransmisor afecta a los circuitos y a comportamiento en el cerebro humano increíblemente complejo. Para revelar los fundamentos de cómo la serotonina trabaja realmente, los científicos en el instituto de Picower del MIT para aprender y la memoria, financiado por nuevo $1,16 millones, concesión de cuatro años de los institutos de la salud nacionales, emplearán un modelo lejos más simple: los elegans del tornillo sin fin C. del nematodo.

Aunque es minúsculo, transparente y deportes un sistema nervioso con solamente 302 neuronas, los elegans de la C. son un sistema potente para estudiar cómo la serotonina modula estados del cerebro, dijeron el investigador principal Steven Flavell de la concesión, el profesor del revelado de carrera de los hermanos del Lister en el instituto de Picower y al profesor adjunto en el departamento del cerebro y de ciencias cognitivas. Los elegans y los mamíferos de la C. comparten mucha de la misma maquinaria molecular básica para emitir y recibir la serotonina. Pero a diferencia hacia adentro de un mamífero, todas las neuronas y su conectividad se ha correlacionado exacto fuera en elegans de la C. y los científicos pueden ejercer mando genético potente sobre cada célula, incluyendo los que expresen cada uno de los receptores distintos de la serotonina del tornillo sin fin cinco. Por otra parte, el laboratorio de Flavell ha desarrollado un sistema innovador de la proyección de imagen que puede seguro imagen la actividad del calcio de virtualmente cada neurona en tiempo real, incluso durante un tornillo sin fin se arrastra y culebrea libremente alrededor en respuesta a manipulaciones experimentales.

Esencialmente, las personas de Flavell pueden tomar casi el pleno control del sistema serotonergic del tornillo sin fin y observar simultáneamente la reacción de virtualmente cada neurona en el cerebro entero. Esto los da necesitó las capacidades que no están disponibles en mamíferos para imaginar cómo las configuraciones diversas de la baja de la serotonina pueden estimular los receptores distintos (o las combinaciones de ellas) en una multitud de neuronas en una variedad de circuitos para modular diversos comportamientos.

Foco en introducir

Aprovechándose de un paradigma bien definido para la función serotonergic y las tecnologías de la imagen puntas, nos colocan bien para examinar cómo la baja modelada de la serotonina activa tipos distintos del receptor en un circuito para cambiar las configuraciones en grande de la actividad que dan lugar a comportamiento.”

Steven Flavell, profesor del revelado de carrera de los hermanos del Lister en el instituto de Picower y profesor adjunto en el departamento del cerebro y de ciencias cognitivas

En diciembre de 2018, el laboratorio de Flavell publicó un papel en la demostración de la célula cómo una neurona determinada de los elegans de la C. llamó sentidos de NSM cuando un tornillo sin fin ha comenzado introducir en bacterias y hace señales otras neuronas vía la serotonina para reducir el tornillo sin fin para saborear la comida. Desde entonces, su laboratorio ha estudiado cómo la manipulación de la baja de la serotonina de NSM modela influencias el comportamiento de reducción del tornillo sin fin y ha comenzado a proyectar que los receptores de la serotonina en los cuales las neuronas desempeñan un papel en esos efectos, por ejemplo genético eliminando los receptores individuales, o las combinaciones de receptores, ver qué cambia.

Con la nueva concesión, el laboratorio se desplegará en estos estudios e irá bastante más allá de a lograr sistemáticamente tres objetivos: proyecto que las combinaciones de los receptores de la serotonina median el efecto de la serotonina sobre comportamiento y determinar las neuronas exactas donde funcionan; analizando cómo la serotonina altera actividad del entero-cerebro; y determinando cómo difiere los circuitos serotonina-responsivos y la actividad cerebral entera cuando los tornillos sin fin deben equilibrar estímulos aversivos con señales de entrada apetitivas de la comida. Mientras que los primeros dos equipos de experimentos aclararán cómo el cerebro despliega la serotonina para modular comportamiento, el tercer objetivo mostrará cómo esas dinámicas cambian en ambientes más complejos.

“Asombrosamente, estas entregas fundamentales relacionadas con la transmisión de señales de la serotonina siguen siendo mal entendidas,” Flavell dijo. La “resolución de ellas aumentaría grandemente nuestra comprensión del sistema serotonergic.”