Una red de miles de neuronas forma un tejido llamado núcleo supraquiasmático SCN dentro del cerebro. El SCN, que funciona como el reloj circadiano maestro, es responsable de generar ritmos diarios en fisiología y comportamiento, incluidos los patrones de sueño.
Las neuronas en el SCN generan señales oscilatorias que se envían a diferentes partes del cerebro y otros órganos en todo el cuerpo. El envío de señales implica el flujo de las concentraciones de iones de calcio dentro y fuera de la célula nerviosa, y genera una diferencia de carga que luego provoca una descarga eléctricaimpulso que se dispara por la neurona. La diferencia de carga se mide en voltios.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Hokkaido y sus colegas en Japón midieron con éxito los cambios de voltaje en las células SCN durante varios días. Los métodos anteriores fueron más indirectos para medir las actividades neuronales o arrojaron información espacial insuficiente.
El equipo introdujo un gen que codificaba "sensores de voltaje" en cortes de SCN cultivados de ratones recién nacidos. Los sensores se forman fusionando una proteína fluorescente con otra proteína que puede detectar el voltaje. La intensidad de la fluorescencia del sensor cambia significativamente con los cambios en el voltaje, que puede detectarse con un microscopio especial.
El equipo se sorprendió al descubrir que los ritmos de voltaje estaban sincronizados en todo el SCN. "Esto fue inesperado porque la investigación previa descubrió que los grupos de neuronas en varias regiones SCN expresan los genes del ritmo circadiano de manera diferente", dice Ryosuke Enoki de la Universidad de Hokkaido
Mientras medían los cambios de voltaje, los investigadores midieron simultáneamente las concentraciones de iones de calcio a través de las membranas celulares y descubrieron que, al igual que los llamados "genes del reloj", no estaban sincronizados en todo el SCN. Este hallazgo respalda investigaciones anteriores.
Los investigadores sugieren en su estudio publicado en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias que el SCN podría mantener un ritmo coherente en toda la red a través de cambios síncronos de voltaje.
"Las interacciones intercelulares dentro del SCN podrían estar en juego al sincronizar ritmos de voltaje separados de los ritmos asíncronos de calcio. Se necesita más investigación para dilucidar el mecanismo y sus funciones fisiológicas en el mantenimiento del reloj circadiano del cuerpo", comentó Enoki.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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