Los insectos tienen una memoria de orientación espacial que les ayuda a recordar la ubicación de su destino si son desviados brevemente de su ruta. Los investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU han examinado cómo funciona esta memoria de trabajo a nivel bioquímico en el caso de Drosophila melanogaster . Han identificado dos sustancias mensajeras gaseosas que juegan un papel importante en la transmisión de señales en las células nerviosas, es decir, óxido nítrico y sulfuro de hidrógeno. La memoria de trabajo a corto plazo se almacena con la ayuda de las sustancias mensajeras en un grupo pequeñode neuronas en forma de anillo en el cuerpo elipsoide en el cerebro central de Drosophila .
Las moscas forman una memoria de las ubicaciones a las que se dirigen. Esta memoria se retiene durante aproximadamente cuatro segundos. Esto significa que si una mosca, por ejemplo, se desvía de su ruta durante aproximadamente un segundo, aún puede volver a su dirección original de"Esta función de memoria representa la clave que nos permite investigar la bioquímica de la memoria de trabajo", dijo el profesor Roland Strauss, del Instituto de Biología del Desarrollo y Neurobiología de JGU. Los investigadores están particularmente interesados en aprender cómo se puede construir una red en el cerebro de un insectotal memoria de orientación y cómo funcionan exactamente los procesos bioquímicos relacionados.
Trabajando en su tesis doctoral, la Dra. Sara Kuntz descubrió para su sorpresa que hay dos neurotransmisores gaseosos que están involucrados en la transmisión de información. Estas sustancias mensajeras gaseosas no siguen la ruta normal de transmisión de señales a través de la hendidura sináptica pero pueden difundirse directamentea través de la membrana de las células nerviosas vecinas sin acoplarse a los receptores. Ya se sabía que, a los efectos de la formación de la memoria, el óxido nítrico NO es esencial para la retroalimentación de la información entre dos células nerviosas. Lo que ahora ha surgido es que el NO tambiénactúa como una sustancia mensajera secundaria en relación con la amplificación de las señales de salida de las neuronas.
Esta función del óxido nítrico aparentemente también puede ser asumida por el sulfuro de hidrógeno H2S. Aunque los investigadores sabían que este gas desempeña un papel en el control de la presión arterial, no tenían idea de que tenía otra función en el sistema nervioso."Durante mucho tiempo se supuso que el sulfuro de hidrógeno era dañino para el sistema nervioso. Pero los resultados de nuestra investigación muestran que también es importante como sustancia mensajera secundaria", explicó Strauss. "Nos sorprendió absolutamente descubrir que hay dosneurotransmisores gaseosos que son importantes para la memoria "
vía de transducción de señales bioquímicas para la memoria visual de trabajo
Strauss y sus colegas postulan que ambos neurotransmisores junto con el monofosfato de guanosina cíclico cGMP forman el medio de almacenamiento perfecto para recuerdos a corto plazo. Suponen que el proceso funciona de la siguiente manera: la mosca de la fruta ve un punto de orientación y se mueve en su dirección,en ese momento se forma óxido nítrico. El óxido nítrico estimula una enzima que luego sintetiza cGMP. El óxido nítrico o cGMP se acumulan en un segmento del cuerpo elipsoide en forma de rosquilla que corresponde a la dirección original tomada por la mosca.El cuerpo está ubicado en el complejo central del cerebro del insecto y está dividido en 16 segmentos, más bien como rebanadas de pastel, cada una de las cuales representa una orientación espacial particular. Drosophila la mosca se desvía de su trayectoria porque pierde de vista su punto de orientación inicial y se da cuenta temporalmente de otra, esa mosca puede volver a su curso original porque se ha acumulado una cantidad relativamente grande de NO o cGMP en el elipsoide correspondientesegmento del cuerpo.
Sin embargo, todo esto solo funciona bajo una condición. La memoria solo se activa si la mosca no ve nada en el ínterin, la mosca también debe perder de vista el segundo punto de orientación. "La función de recuperación solo se vuelve relevante cuandono hay nada más que ver y actúa fácilmente como una ayuda de orientación por períodos de hasta cuatro segundos ", explicó la Dra. Sara Kuntz, autora principal del estudio, y agregó que este lapso de tiempo aparentemente corto de cuatro segundos es perfectamente adecuado para permitir unvuele para lidiar con tal problema ". El cuerpo elipsoide retiene la copia de respaldo para abarcar tales interrupciones breves". No tiene sentido tener una memoria de trabajo con una mayor duración ya que los objetos que han sido seleccionados como puntos de orientación no están necesariamente ancladosen su lugar, pero también pueden moverse.
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Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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