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Los investigadores encuentran plasticidad subyacente del mecanismo en cerebros adultos

Conexiones neuronales del brote de los cerebros que se convierten constante nuevas llamadas sinapsis como aprenden y recuerdan. Se consolidan y se refuerzan las conexiones importantes - las que se introducen en varias ocasiones, por ejemplo cómo evitar peligro -, mientras que las conexiones juzgadas innecesarias se podan de distancia.

Los cerebros adultos experimentan poda similar, pero era no entendible cómo o porqué las sinapsis en el cerebro adulto consiguen eliminadas.

Ahora, las personas de los investigadores de KAIST han encontrado la plasticidad subyacente del mecanismo y, potencialmente, los desordenes neurológicos en cerebros adultos. Publicaron sus conclusión el 23 de diciembre en naturaleza.

Nuestras conclusión tienen implicaciones profundas para nuestra comprensión de cómo los circuitos de los nervios cambian durante el aprendizaje y la memoria, así como en enfermedades. Los cambios en número de la sinapsis tienen una asociación fuerte con la incidencia de diversos desordenes neurológicos, tales como desorden del espectro del autismo, esquizofrenia, demencia frontotemporal, y varias formas de capturas.”

Chungkin Ganada-Suk, autor de papel y profesor adjunto, departamento de las ciencias biológicas, KAIST (instituto avanzado de Corea de ciencia y de tecnología)

La materia gris en el cerebro contiene microglia y los astrocytes, dos células complementarias que, entre otras cosas, soportan las neuronas y las sinapsis. Microglial es una defensa de la inmunidad de la frente, responsable de comer patógeno y las células muertas, y los astrocytes son las células asteroides que ayudan a estructurar el cerebro y a mantener homeostasis ayudando a controlar la transmisión de señales entre las neuronas.

Según profesor Chungkin, se piensa generalmente que microglial coma las sinapsis como parte de su esfuerzo de la limpieza en un proceso conocido como fagocitosis.

“Usando las herramientas nuevas, mostramos que, por primera vez, es astrocytes y no microglia que elimina constante conexiones sinápticas excitadoras adultas excesivas e innecesarias en respuesta a actividad neuronal,” profesor Chungkin dijo. “Nuestro papel desafía el consenso general en este campo que el microglia es los fagocitos primarios de la sinapsis que controlan números de la sinapsis en el cerebro.”

El profesor Chungkin y sus personas desarrolló un sensor molecular para descubrir la eliminación de la sinapsis por las células glial y cuantificó cuantas veces y por qué tipo de sinapsis de la célula fue eliminado.

También lo desplegaron en un modelo sin MEGF10, el gen del ratón que permite que los astrocytes eliminen sinapsis. Los animales adultos con esta fagocitosis astrocytic defectuosa habían aumentado inusualmente números excitadores de la sinapsis en el hipocampo.

Con una colaboración con el Dr. Hyungju Park en KBRI, mostraron que estas sinapsis excitadoras crecientes están empeoradas funcionalmente, que el aprendizaje de las causas y la formación defectuosos de la memoria en MEGF10 suprimieron animales.

“Con este proceso, mostramos que, por lo menos en la región hippocampal adulta CA1, los astrocytes son el jugador mayor en la eliminación de sinapsis, y esta función astrocytic es esencial para el número de la sinapsis que controla y plasticidad,” Chungkin dijo.

Profesor Chungkin observó que los investigadores están comenzando solamente a entender cómo la eliminación de la sinapsis afecta a la maduración y al homeostasis en el cerebro. En los datos preliminares de su grupo en otras regiones del cerebro, aparece que cada región tiene diversos índices de eliminación sináptica al lado de los astrocytes.

Sospechan que una variedad de factores internos y externos están influenciando cómo los astrocytes modulan cada circuito y plan regionales para aclarar estas variables.

“Nuestra meta a largo plazo está entendiendo cómo la rotación astrocyte-mediada de la sinapsis afecta al lanzamiento y a la progresión de diversos desordenes neurológicos,” a profesor Chungkin dijo. “Es intrigante postular que eso la fagocitosis astrocytic de modulación para restablecer conectividad sináptica puede ser una estrategia nueva en tratar diversos desordenes del cerebro.”

Source:
Journal reference:

Lee, J-H., et al. (2020) Astrocytes phagocytose adult hippocampal synapses for circuit homeostasis. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-03060-3.