Una de las preguntas pendientes en la investigación del neurodesarrollo ha sido identificar cómo cambian las conexiones en el cerebro para mejorar la función neuronal durante la infancia y la adolescencia. Ahora, los resultados de un estudio en ratas recién informado por los neurocientíficos Heather Richardson, Geng-Lin Li y sus colegas enla Universidad de Massachusetts Amherst sugiere que a medida que los animales hacen la transición a la adolescencia, los cambios físicos específicos en los axones aceleran la transmisión neural, lo que puede conducir a mayores capacidades cognitivas.
Su coautora, candidata al doctorado Andrea Silva-Gotay, dice: "Una ventaja de una mayor velocidad de conducción es un procesamiento más rápido de la información; las áreas del cerebro se comunican más rápido y las decisiones se pueden tomar más rápido". Dos factores que pueden aumentar la velocidad de conducción son la mielinizacióny el diámetro del axón más grande, agrega. "Un axón delgado será más lento, uno grueso más rápido. La mielina también puede hacer que los axones sean más rápidos".
"Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que combina la medición de la velocidad de conducción de los axones con las mediciones de mielinización durante el desarrollo en esta parte del cerebro", señala Silva-Gotay.
Escribiendo en el diario eNeuro , los investigadores informan que han identificado cambios de desarrollo específicos que pueden ser factores clave que subyacen al procesamiento neuronal mejorado en la corteza prefrontal medial mPFC del cerebro de rata en maduración. Esta es una región que integra información de muchas fuentes para procesar y modularRichardson dice que las funciones complejas, como las respuestas al estrés, el control del comportamiento, la atención y la memoria de trabajo.
Ella y sus colegas estudiaron los cambios en los axones, los largos hilos conductores de una célula nerviosa a lo largo de los cuales las señales se mueven de una célula a otra, y la envoltura de estos axones por mielina, la vaina aislante eléctrica que se forma alrededor de las fibras nerviosas enesta vez - en cerebros de grupos de ratas juveniles, preadolescentes a los 15 días de edad y ratas a mediados de la adolescencia a los 43 días.
Los resultados sugieren que en animales de dos a seis semanas de edad, los axones en el mPFC experimentan cambios microestructurales y electrofisiológicos que aceleran la transmisión neural. Silva-Gotay explica: "Entre esas dos edades encontramos un aumento significativo en la velocidad de la electricidad.las señales viajan en el cerebro durante la preadolescencia en comparación con la adolescencia. Hay un aumento dramático. Además, encontramos esto en el mPFC, que no se conocía antes ".
Los autores informan que la velocidad de conducción de la señal en los axones casi se duplicó a mediados de la adolescencia, y esto correspondió con un aumento de 90 veces en el número de axones que estaban mielinizados en esta región ". Debido a que el diámetro axonal no cambió con la edad,"La razón por la cual la mielinización de estos axones explica el aumento significativo de la velocidad", dice el autor principal Richardson. "Estos cambios axonales podrían contribuir a algunas de las mejoras en el desarrollo de qué tan bien funciona la corteza prefrontal".
Ella y Silva-Gotay agregan que esto puede decirnos algo sobre otras áreas del cerebro que están siendo mielinizadas alrededor de este mismo tiempo en desarrollo. Las señales eléctricas podrían estar viajando a lo largo de los axones a un ritmo más rápido en estas regiones también ".Es importante tener en cuenta los factores que podrían interferir con este proceso de mielinización. Nosotros y otros hemos descubierto que el alcohol puede reducir la mielina en esta parte del cerebro. Es posible que la velocidad de transmisión en estos axones también se haya visto afectada negativamente ", dice Richardson."Eso es algo que podemos probar en un estudio futuro", agrega Silva-Gotay.
Otros autores incluyen los coprimeros autores Sean McDougall y Wanette Vargas Riad, Elizabeth Tavares y Divya Harpalani, todos en UMass Amherst cuando se realizó el trabajo. El apoyo inicial para este estudio provino de dos proyectos de pregrado de la Commonwealth Honors College de McDougall y Harpalani.El trabajo también fue financiado por subvenciones del Instituto Nacional de Abuso de Alcohol y Alcoholismo de NIH a Richardson, una subvención del Instituto Nacional de Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación a Li y una subvención del Programa de Educación de Investigación Post-Bachillerato de NIH a Vargas Riad.
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Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts en Amherst . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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