Los temblores reveladores de la enfermedad de Parkinson emergen de una actividad anormal en una región del cerebro crucial para el movimiento voluntario. Usando un modelo de ratón de la enfermedad, los investigadores de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST identificaron patrones inusuales del cerebroactividad que parece ser la base de sus síntomas característicos.
El Parkinson interrumpe los ganglios basales, un conjunto de núcleos que transmite información desde la corteza arrugada a las áreas del cerebro importantes para el control del movimiento. Un núcleo conocido como el cuerpo estriado actúa como el principal centro de entrada para toda la estructura. Marcado por una fuerte disminución enEl mensajero químico de la dopamina y las células que lo producen, el Parkinson roba los ganglios basales de las herramientas que necesita para funcionar correctamente y empuja el cuerpo estriado a la hiperactividad patológica.
"Cuando se elimina la dopamina, las células se reorganizan y esa reorganización conduce a la mayoría de los síntomas del Parkinson", dijo el profesor Gordon Arbuthnott, autor principal del estudio e investigador principal de la Unidad de Mecanismo Cerebral para el Comportamiento de OIST.investigación, publicada en línea el 30 de enero de 2019 por el Revista Europea de Neurociencia , sugiere que el patrón normal de actividad de las neuronas estriadas se deforma cuando las células carecen de dopamina. El patrón está dominado por un subconjunto particular de células, a menudo disparando en sincronía. Los ratones con este patrón de actividad cerebral giran en círculos repetitivos,que es típico en modelos de ratones con Parkinson.
Los científicos dieron un paso más: al ajustar las neuronas con proteínas sensibles a la luz, pudieron aumentar la actividad estriatal de los ratones normales exponiéndolos a la luz. Cabe destacar que las neuronas reaccionaron de manera diferente a los diferentes patrones de luz. Luz continuarecreó el patrón anormal y sincronizado y provocó que los ratones giraran en una dirección. Pero la luz pulsada excitó menos neuronas, desencadenó una actividad estriatal más típica y en realidad causó que los ratones giraran en la otra dirección.
"El hecho de que, cuando cambié la estimulación, el animal giró hacia el lado opuesto, eso fue impactante", dijo el Dr. Omar Jaidar, primer autor del estudio y un erudito postdoctoral en la Unidad Arbuthnott en el momento dela investigación Jaidar es ahora un postdoc con el Prof. Jun Ding en la Universidad de Stanford. La observación sugiere que los síntomas similares al Parkinson surgen debido a la fuerte activación de muchas neuronas en sincronización, no controladas por las señales de dopamina moduladoras.
"Se necesita una cierta secuencia de músculos para contraerse para ejecutar cualquier movimiento, y es lo mismo con las neuronas [estriatales]", dijo Jaidar. Los grupos de neuronas estriatales tienden a dispararse en secuencia, dividiendo su trabajo de manera bastante uniforme. Si este patrónNo se mantiene la actividad, dijo, el cuerpo estriado no puede funcionar normalmente: "La gente tiene que profundizar en la secuencia de activación de las neuronas; podría ser importante para futuras terapias".
Desafiando los viejos modelos de Parkinson
Estos resultados contradicen los modelos existentes de la enfermedad de Parkinson, que se centran en cómo la condición afecta a los diferentes tipos de neuronas. Dos tipos de células, conocidas como neuronas de salida estriatal, reciben dopamina en el cuerpo estriado y reaccionan a su señal. El primer tipo, llamadoSe cree que las neuronas D1 ayudan a iniciar movimientos mientras que las neuronas D2 las suprimen. Normalmente, las células trabajan juntas en armonía, modulando el movimiento en tiempo real como el acelerador y el freno en un automóvil. Muchos modelos sugieren que las neuronas D2 son hiperactivas en el Parkinsone inhibe el movimiento hasta el punto de causar rigidez, temblores e incluso congelación.
Pero la realidad puede no ser tan simple.
"Las células no solo tienen 'más' y 'menos', tienen señales analógicas", dijo Arbuthnott. "Y si tiene un gran grupo de ellas, la señal es aún más compleja". El nuevo estudio demostróque las neuronas D1 y D2 contribuyen igualmente a la actividad cerebral anormal observada en los modelos de Parkinson. No se trata de que D2 domine a D1, sino que todo el sistema se deforma en ausencia de dopamina.
Al comprender cómo cambian los patrones de actividad a nivel de circuito, los científicos pueden desarrollar mejores intervenciones para el Parkinson. Por ejemplo, esta línea de investigación podría desmitificar cómo la estimulación cerebral profunda ayuda a calmar los síntomas parkinsonianos. ¿Existe una mejor manera de recibir electricidad?¿Estimular el cerebro y mejorar la calidad de vida de los pacientes?
"Todo el circuito sigue ahí, intacto", dijo Jaidar. "Lo único que falta son esos procesos moduladores, y ahí es donde entran las terapias".
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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