El cerebro humano contiene aproximadamente 100 mil millones de neuronas. La información entre ellas se transmite a través de una compleja red de fibras nerviosas. El cableado de la mayoría de esta red se lleva a cabo antes del nacimiento de acuerdo con un plan genético, es decir, sin influencias externas que desempeñan un papel. Investigadoresdel Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT ahora han descubierto más acerca de cómo funciona el sistema de navegación que guía a los axones durante el crecimiento. eLife revista
La longitud total de la red de fibras nerviosas en el cerebro es de aproximadamente 500,000 km, más que la distancia entre la Tierra y la luna. El crecimiento de las fibras nerviosas está controlado por un sistema de navegación para evitar el cableado incorrecto. Pero, ¿cómo funcionan exactamente las fibras nerviosas?encontrar su región objetivo durante el crecimiento? "Esto es similar a la conducción autónoma en el tráfico por carretera", dice Franco Weth, de la División de Biología Celular y Neural del Instituto Zoológico. Los vehículos intercambian información entre ellos y con transmisores de señal en el camino para llegar a sudestino. En el caso de las fibras nerviosas, las moléculas sensoras en sus extremos sirven como antenas. Con ellas, reciben señales de guía en forma de proteínas que se colocan a lo largo del camino, en el área objetivo y en otras fibras que cruzan el camino.llegó al objetivo, los axones forman interconexiones con otras neuronas, las sinapsis.
Weth dice que un ejemplo de este tipo de cableado es la conexión entre la retina y el cerebro. Casi un millón de fibras nerviosas alcanzan las regiones visuales a través del nervio visual. El "cableado neuronal" preprogramado genéticamente hace que los píxeles se reproduzcan de uno en unouno similar a una proyección y, por lo tanto, permite que un niño recién nacido vea y procese una imagen. Esta capacidad vital se ha desarrollado por la evolución de nuestra especie y no tiene que ser adquirida por experiencia propia ". Solo unas pocas sinapsis de nuestro cerebro están cableadasaprendiendo ", señala Weth.
Sorprendentemente, la sensibilidad de los axones a las señales entrantes de su sistema de navegación de proteínas disminuye durante el viaje. "Sin embargo, la información debe leerse precisamente para que los axones encuentren su objetivo", se preguntaron Weth y sus colegas. La solución: "De hecho, los axones están insensibilizados para todo tipo de señales que los guían, pero sorprendentemente conservan la proporción de intensidades de señal entre sí ", dice Weth. Al final, el objetivo se caracteriza por una cierta proporción de varias señales en lugar de por la intensidadde una sola señal. Gracias a este refinado acoplamiento de sensibilidades, el sistema de navegación axonal maneja el conflicto entre la confiabilidad y la variabilidad de las señales. Este tipo de regulación de la señal acoplada es altamente inusual en biología ". Aunque rápidamente deja de notar el olor de laperfume de la persona frente a usted, esto no significa que ya no huele el café que está tomando en este momento. Pero esto es lo que sucede en el cerebro ".
Los investigadores aún no saben por qué la navegación de los axones se desensibiliza en contra de la ingenua expectativa de que una señal fuerte seguramente los guiará hacia su objetivo ". Suponemos que es una estrategia para ahorrar energía, porque la transmisión de señal necesita energía,"Weth dice. En realidad, la naturaleza lucha por el desorden". Establecer el orden consume energía. Esto es algo que sabemos. Nada en biología está más ordenado que el cableado de nuestro cerebro. Solo cuando la naturaleza minimiza el gasto de cableado, puede lograr el máximo rendimientorequerido para equiparnos con esta 'computadora cognitiva'. "
Con sus hallazgos, los investigadores también contribuyen a comprender mejor las enfermedades causadas por errores de cableado antes del nacimiento. Entre estas enfermedades se encuentran el síndrome de Tourette, el autismo o la esquizofrenia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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