Los investigadores de la Universidad Case Western Reserve pueden haber encontrado una nueva forma en que la información se comunica a través del cerebro.
Su descubrimiento podría conducir a identificar posibles nuevos objetivos para investigar las ondas cerebrales asociadas con la memoria y la epilepsia y comprender mejor la fisiología saludable.
Registraron picos neurales que viajan a una velocidad demasiado lenta para que los mecanismos conocidos circulen por el cerebro. La única explicación, dicen los científicos, es que la onda se propaga por un campo eléctrico suave que pueden detectar. Modelado por computadora y pruebas in vitroapoyar su teoría.
"Otros han estado trabajando en tales fenómenos durante décadas, pero nadie ha hecho estas conexiones", dijo Steven J. Schiff, director del Centro de Ingeniería Neural de la Universidad Penn State, que no participó en el estudio ".Las implicaciones son que estos campos dirigidos pueden usarse para modular tanto las actividades patológicas, como las convulsiones, como para interactuar con ritmos cognitivos que ayudan a regular una variedad de procesos en el cerebro ".
Los científicos Dominique Durand, Elmer Lincoln Lindseth Profesor de Ingeniería Biomédica en la Case School of Engineering y líder de la investigación, el ex alumno graduado Chen Sui y los actuales estudiantes de doctorado Rajat Shivacharan y Mingming Zhang, informan sus hallazgos en El diario de la neurociencia .
"Los investigadores han pensado que los campos eléctricos endógenos del cerebro son demasiado débiles para propagar la transmisión de ondas", dijo Durand. "Pero parece que el cerebro puede estar usando los campos para comunicarse sin transmisiones sinápticas, uniones gap o difusión".
Cómo pueden funcionar los campos
El modelado por computadora y las pruebas en hipocampo de ratón la parte central del cerebro asociada con la memoria y la navegación espacial en el laboratorio indican que el campo comienza en una célula o grupo de células.
Aunque el campo eléctrico es de baja amplitud, el campo excita y activa a los vecinos inmediatos, que, a su vez, excitan y activan a los vecinos inmediatos, y así sucesivamente a través del cerebro a una velocidad de aproximadamente 0.1 metro por segundo.
El bloqueo del campo eléctrico endógeno en el hipocampo del ratón y el aumento de la distancia entre las células en el modelo de computadora e in vitro disminuyeron la velocidad de la onda.
Estos resultados, dicen los investigadores, confirman que el mecanismo de propagación de la actividad es consistente con el campo eléctrico.
Debido a que las ondas de sueño y las ondas theta, que están asociadas con la formación de recuerdos durante el sueño, y las ondas de ataque epiléptico viajan a aproximadamente 1 metro por segundo, los investigadores ahora están investigando si los campos eléctricos juegan un papel en la fisiología normal y en la epilepsia.
Si es así, intentarán discernir qué información pueden llevar los campos. El laboratorio de Durand también está investigando de dónde provienen los picos endógenos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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