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Los investigadores descubren los mecanismos que son la base de la formación del aprendizaje y de la memoria en el cerebro

¿Cómo nuestro cerebro salva la información?

Buscando una respuesta, los investigadores en el hospital de CHU Sainte-Justine y Université de Montréal han hecho un descubrimiento importante en la comprensión de los mecanismos que eran la base de la formación del aprendizaje y de la memoria.

Los resultados de su estudio se presentan hoy en comunicaciones de la naturaleza.

Llevado por profesor Roberto Araya, las personas estudiaron la función y la transformación morfológica de espinas dorsales dendríticas, partes sobresalientes minúsculas situadas en los brazos de neuronas, durante plasticidad sináptica, probablemente el mecanismo subyacente para aprender y la memoria.

Somos muy emocionados porque éste es la primera vez que las reglas de plasticidad sináptica, un proceso relacionado directamente con la formación de la memoria en el cerebro, se han descubierto de una manera que permite que entendamos mejor plasticidad y final cómo se forman las memorias cuando las neuronas del neocortex cerebral reciben corrientes únicas y/o múltiples de la información sensorial.”

Roberto Araya, profesor, universidad de Montreal

Un “árbol neuronal”

El cerebro se compone de mil millones de células nerviosas excitables más conocidas como neuronas. Se especializan en la tratamiento de la comunicación y de la información.

“Imagínese un árbol,” dijo a Araya. “Las raíces son representadas por el axón, el enlace central por la carrocería de célula, los brazos el periférico por las dendritas y finalmente, las hojas por las espinas dorsales dendríticas. Estos millares de pequeñas hojas actúan como Gateway recibiendo la información excitadora de otras células. Decidirán si esta información es bastante importante ser amplificada y ser distribuida a otras neuronas.

“Esto es un concepto dominante,” él agregó, “en el tramitación, la integración y el almacenamiento de la información y por lo tanto en memoria y el aprendizaje.”

Las neuronas amplifican el “volumen”

Las espinas dorsales dendríticas sirven como zona del contacto entre las neuronas recibiendo las entradas (información) de la fuerza diversa. Si una entrada es persistente, se acciona un mecanismo por el cual las neuronas amplifican el “volumen” de modo que pueda mejorar “oye” eso fragmento de información determinado.

Si no, la información de un “volumen inferior” será rechazada más a fondo de modo que vaya inadvertida. Este fenómeno corresponde a la plasticidad sináptica, que implica la potenciación o la depresión de la fuerza sináptica de la entrada.

“Ésta es la ley fundamental de la plasticidad dependiente del tiempo, o la plasticidad Pico-sincronización-relacionada (STDP), que ajusta la fuerza de conexiones entre las neuronas en el cerebro y se cree para contribuir al aprendizaje y a la memoria,” dijo a Sabrina Tazerart, co-autor del estudio.

Mientras que la literatura científica muestra este fenómeno y cómo las neuronas conectan, la organización estructural exacta de espinas dorsales dendríticas y las reglas que controlan la inducción de la plasticidad sináptica han seguido siendo desconocidas.

“Leyes de conexiones”

Las personas de Araya han tenido éxito en el vertimiento de la luz sobre los mecanismos que eran la base de STDP.

“Hasta ahora, nadie conocía cómo las entradas sinápticas (información entrante) fueron arregladas en “el árbol de los nervios” y qué hace exacto una espina dorsal dendrítica aumentar o disminuir la fuerza, o intensidad, de la información pasa conectado,” el profesor dijo. “Nuestra meta era extraer “leyes de la conectividad sináptica” responsable de construir memorias en el cerebro. '”

Para su estudio, sus personas emplearon modelos preclínicos en un escenario juvenil, un período crítico para aprender y la memoria en el cerebro.

Usando las técnicas avanzadas en microscopia del dos-fotón que imitan contactos sinápticos entre dos neuronas, los investigadores descubrieron una ley importante relacionada con la ordenación de la información recibida por las espinas dorsales dendríticas.

Su trabajo muestra que dependiendo del número de entradas recibidas (las sinapsis) y su proximidad, la información será tenida en cuenta y salvada diferentemente.

“Encontramos que si más de uno entrado ocurre dentro de un pequeño pedazo de brazo de árbol, la célula considerará esta información importante y aumentará siempre su volumen,” dijimos a co-primera autor Diana E. Mitchell.

“Un descubrimiento importante”

“Esto es un descubrimiento importante,” Araya adicional.

“Los cambios estructurales y funcionales de espinas dorsales dendríticas, los beneficiarios mayores de entradas de otras neuronas, se asocian a menudo a condiciones neurodegenerative, tales como síndrome frágil de X o autismo, como el paciente puede tramitar o salvar no más la información correctamente,” él dijo.

“Esto rompe la lógica de la construcción de la memoria. Ahora, entendiendo los mecanismos que son la base de la dinámica de espinas dorsales dendríticas y cómo afectan el sistema nervioso, podremos desarrollar nuevas y mejor-adaptadas aproximaciones terapéuticas.”