No faltan las maravillas que produce nuestro sistema nervioso central, desde el pensamiento y el lenguaje hasta el movimiento y los cinco sentidos. Sin embargo, todos esos rasgos deslumbrantes dependen de un mecanismo cerebral profundo poco apreciado que Donald Pfaff, jefe del Laboratoriode Neurobiología y Comportamiento en la Universidad Rockefeller, llama a la excitación generalizada, o GA, para abreviar. GA es lo que nos despierta por la mañana y nos mantiene conscientes y en contacto con nosotros mismos y nuestro entorno durante nuestras horas conscientes.
"Es tan fundamental que no le prestamos atención", dice Pfaff, "y, sin embargo, es tan importante que deberíamos".
Pfaff y su equipo de investigadores ciertamente lo hacen. Ahora, en una serie de experimentos que involucran un tipo particular de células cerebrales, han avanzado en nuestra comprensión de las raíces de la conciencia. Su trabajo podría resultar relevante en el estudio de algunas enfermedades psiquiátricas.
Las celdas grandes en el cuadro negro
Los resultados, publicados este mes en Actas de la Academia Nacional de Ciencias , arroja luz sobre un área del tronco encefálico que se entiende tan poco, la primera autora del artículo, Inna Tabansky, investigadora asociada en el laboratorio de Pfaff, lo llama "la caja negra". Ese término es ciertamente más simple que su nombre real- el núcleo gigantocelular NGC, que forma parte de una estructura llamada formación reticular medular.
En su trabajo, usando ratones, Tabansky se enfocó en un subtipo de neuronas extremadamente grandes en el NGC con enlaces a prácticamente todo el sistema nervioso, incluido el tálamo, donde las neuronas pueden activar toda la corteza cerebral ".morfología de las neuronas NGC, sabes que son importantes ", dice Pfaff." Es solo una cuestión de para qué son importantes. Creo que son esenciales para el inicio de cualquier comportamiento ".
Para descubrir qué papel podrían jugar las neuronas NGC en GA, Tabansky y sus colegas, incluido Joel Stern, profesor visitante en el laboratorio de Pfaff, comenzaron por identificar los genes que expresan estas neuronas. Utilizaron una técnica conocida como "retro-TRAP ", desarrollado en el laboratorio del científico Jeffrey Friedman de Rockefeller.
Para sorpresa de Tabansky, se descubrió que las neuronas NGC expresan el gen de una enzima, la óxido nítrico sintetasa endotelial eNOS, que produce óxido nítrico, que a su vez relaja los vasos sanguíneos, aumentando el flujo de sangre oxigenada a los tejidos.se sabe que otras neuronas en el cerebro producen eNOS. También descubrieron que las neuronas NGC que expresan eNOS están ubicadas cerca de los vasos sanguíneos.
En opinión de Pfaff, las neuronas son tan críticas para las funciones normales del sistema nervioso central que han desarrollado la capacidad de controlar su propio suministro de sangre directamente "." Estamos bastante seguros de que si estas neuronas necesitan más oxígeno y glucosa, liberarán óxido nítrico en estos vasos sanguíneos cercanos para obtenerlo ", dice.
Las circunstancias que provocarían tal respuesta fueron objeto de más experimentos. Los científicos encontraron evidencia de que los cambios en el medio ambiente, como la introducción de nuevos olores, activaron eNOS en las neuronas NGC y produjeron mayores cantidades de óxido nítrico en ratones.
"Hay un bajo nivel de producción cuando el animal está en un entorno familiar", dice Tabansky, "que es lo que se espera ya que mantienen la excitación. Pero aumenta enormemente cuando el animal se está adaptando a un nuevo entorno".Tabansky dice que esta activación de las neuronas NGC respalda el caso de su papel central en la excitación.
De las células a la psiquiatría
En el futuro, Tabansky dice que está interesada en explorar si sus hallazgos podrían ayudar a llenar un vacío en la comprensión de ciertos trastornos, como el trastorno bipolar, el suicidio y el TDAH. Algunas investigaciones genéticas han implicado un papel para las neuronas que estudió en estosenfermedades, pero se desconoce el mecanismo detrás de este enlace.
"Al mostrar que este gen y sus vías asociadas tienen un papel particular, al menos en el cerebro de roedores, que se relaciona con una función fundamental del sistema nervioso, es una pista sobre cómo este gen puede causar enfermedades psiquiátricas", dice ella"Es muy preliminar y hay mucho trabajo por hacer, pero potencialmente abre una nueva forma de estudiar cómo este gen puede alterar la psicología de un individuo".
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Materiales proporcionado por Universidad Rockefeller . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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