En un estudio publicado en Informes de celda en febrero de 2017, Matt Rowan, Ph.D., un investigador postdoctoral en el laboratorio del Dr. Jason Christie, trató de comprender los mecanismos moleculares detrás de un tipo de plasticidad neuronal a corto plazo que puede tener importancia para el control motorEl equipo demostró que este tipo de plasticidad puede afectar la neurotransmisión en tan solo 100 milisegundos y depende de la inactivación de los canales Kv3. Curiosamente, el equipo también descubrió que este tipo de plasticidad ocurre más fácilmente en cerebros juveniles que en los maduros.
La comunicación neuronal se describe con frecuencia simplemente como un evento de todo o nada. Si una neurona se despolariza lo suficiente, disparará y liberará neurotransmisores para comunicarse con otra neurona; si no alcanza el umbral para disparar, no lo hacet enviar una señal en absoluto. Sin embargo, las despolarizaciones que no alcanzan el umbral para hacer que la neurona se dispare aún pueden afectar la neurotransmisión. La despolarización se extiende por toda la neurona, y cuando la neurona finalmente alcanza el umbral para disparar, libera un fuerteseñal con más neurotransmisores. Esto se conoce como facilitación de analógico a digital, un tipo de plasticidad a corto plazo.
"Esto se ha visto antes, y estamos agregando un mecanismo molecular que muestra exactamente la molécula que necesita para obtener este tipo de facilitación", explicó Rowan.
Los investigadores ya sabían que este tipo de plasticidad a corto plazo existe, pero tuvieron problemas para verlo directamente porque los axones que utilizan este tipo de plasticidad son difíciles de acceder para los científicos. Esto significa que algunos de los mecanismos moleculares detrás del fenómenosiguen siendo misteriosos. Para el estudio actual, el equipo utilizó técnicas novedosas para imágenes de voltaje y grabaciones de pinzas de parche que les permitieron visualizar y grabar desde estas pequeñas secciones de neuronas individuales.
Los investigadores observaron la facilitación de analógico a digital tal como ocurrió en los modelos experimentales. Mostraron que la despolarización por debajo del umbral se propaga desde el cuerpo de la neurona hacia su axón, la larga extensión a través de la cual viajan los potenciales de acción antes de hacer que las neuronas liberen neurotransmisores enuna sinapsis. Aquí, las despolarizaciones por debajo del umbral afectaron la neurotransmisión en los modelos juveniles al hacer que el canal Kv3.4 no estuviera disponible, aumentando así la duración del pico presináptico. El hecho de que el grupo observó menos de esta misma plasticidad en modelos maduros sugiere que el aprendizaje y la experiencia puedentemplar este tipo de plasticidad a medida que un animal madura.
El equipo eligió estudiar interneuronas inhibitorias en el cerebelo porque juegan un papel especialmente importante en la función de los circuitos en todo el cerebelo y en el resto del cerebro. Comprender este tipo de plasticidad neuronal puede tener implicaciones importantes para comprender los trastornos motorescomo la ataxia cerebelosa, un trastorno que puede causar una variedad de problemas motores en humanos, que van desde una mayor caída hasta dificultad para hablar y tragar.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Florida para la Neurociencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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