Dos neurocientíficos de la Universidad Northwestern han identificado la señal neuroquímica que probablemente falta en la enfermedad de Parkinson al ser los primeros en descubrir dos tipos de neuronas claramente diferentes que entregan dopamina a una importante región del cerebro responsable tanto del movimiento como del comportamiento de aprendizaje / recompensa.
"Ha sido un dogma durante décadas que todas las neuronas de dopamina estén involucradas de alguna manera tanto en el movimiento como en la recompensa, pero esto realmente no tiene sentido", dijo Daniel A. Dombeck, autor principal del estudio. "Ahora, es tan obvioen nuestras grabaciones que hay diferentes tipos de neuronas. Literalmente podemos ver esto en animales que se comportan. Nuestros hallazgos probablemente ayudarán a responder muchas preguntas sobre la enfermedad de Parkinson y otros misterios neurológicos ".
Dombeck, profesor asistente de neurobiología en el Colegio de Artes y Ciencias de Weinberg, realizó el estudio con Mark W. Howe, investigador postdoctoral.
Los resultados proporcionan un nuevo marco para comprender el papel del sistema de dopamina en el control del movimiento y el aprendizaje / recompensa y cómo la disfunción del sistema de dopamina puede provocar una variedad de trastornos neurológicos.
Antes de este estudio, había poca evidencia de señalización rápida de dopamina bloqueada por movimiento en el cerebro. Los hallazgos fueron publicados hoy 11 de julio por la revista Naturaleza .
Los científicos desarrollaron técnicas de imagen sofisticadas para ver lo que nadie más ha visto antes: dos poblaciones distintas de neuronas de dopamina en la región del cerebro del cuerpo estriado, una que transporta señales para el control y el movimiento motor y la otra que transmite señales sobre imprevisto sorpresarecompensa. Los hallazgos anulan el modelo actual de cómo las neuronas de dopamina influyen en el comportamiento.
"Siempre ha habido esta paradoja sobre cómo la dopamina hace tanto el movimiento como el comportamiento basado en recompensas", dijo Howe. "Lo que descubrimos es que hace ambas cosas y que hay diferentes poblaciones que hacen cada una. Y las neuronas que sí lo hacenel movimiento se preocupa por él en una escala de tiempo muy rápida. Estas son las dinámicas probablemente afectadas en el Parkinson ".
El estudio proporciona información crítica para el desarrollo de tratamientos más específicos para el Parkinson, una enfermedad neurodegenerativa causada por la muerte de las neuronas de dopamina. Los tratamientos actuales se centran en reemplazar los grupos ambientales de dopamina en todo el cerebro. Este estudio sugiere que los tratamientos futuros podrían ser máseficaz al apuntar a los tipos de células específicas, regiones y escalas de tiempo que parecen estar más involucradas en el control de movimiento.
Las herramientas de imágenes de alta resolución de Dombeck y Howe les permitieron observar la dinámica del sistema de dopamina con detalles sin precedentes en ratones activos. Al estudiar a los animales mientras corrían sobre una rueda o recibían una recompensa impredecible e imaginaban los axones de las neuronas de dopaminaen el cuerpo estriado durante esas actividades, los científicos pudieron separar diferentes axones de dopamina e identificar las dos poblaciones distintas.
De acuerdo con el experimento, tomaron imágenes de un par de axones a muchas docenas de axones a la vez, para ver cómo se veía la actividad. Los axones relacionados con el movimiento y el Parkinson estaban activos cuando el animal estaba corriendo pero no cuando el animal se poníauna recompensa.
Además, utilizando la optogenética, los investigadores demostraron que pueden controlar el movimiento de un animal al iluminar los axones de movimiento genéticamente etiquetados, lo que demuestra que la dopamina puede desencadenar la locomoción.
"Este estudio cambia la forma en que pensamos sobre el papel de las neuronas de dopamina en el movimiento", dijo Raj Awatramani, profesor asociado de neurología en la Facultad de medicina Feinberg de la Universidad Northwestern, que no participó en la investigación ".estudio importante en el campo "
Awatramani, un experto en la base molecular de la diversidad de neuronas de dopamina, recientemente comenzó una colaboración de investigación con Dombeck y su grupo para seguir estudiando las neuronas de dopamina, tanto su función como su composición molecular.
Aspectos destacados de la Naturaleza papel incluido :
El documento se titula "Señalización rápida en axones dopaminérgicos distintos durante la locomoción y la recompensa".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Megan Fellman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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