Los investigadores han descubierto un misterioso grupo de neuronas en la amígdala, un centro clave para el procesamiento emocional en el cerebro, que permanecen en un estado de desarrollo prenatal inmaduro durante la infancia. La mayoría de estas células maduran rápidamente durante la adolescencia, lo que sugiere una clavepapel en el desarrollo emocional del cerebro, pero algunos permanecen inmaduros durante toda la vida, lo que sugiere nuevas ideas sobre cómo el cerebro mantiene flexibles sus respuestas emocionales durante toda la vida.
"La mayoría de las células cerebrales han madurado mucho más allá de esta etapa para cuando naces", dijo el autor principal del estudio, Shawn Sorrells, PhD, un ex investigador de la UCSF que ahora es profesor asistente de neurociencia en la Universidad de Pittsburgh. "Es fascinante queEstas son algunas de las últimas células que maduran en el cerebro humano, y la mayoría lo hace durante la pubertad, precisamente cuando se están produciendo grandes avances en la inteligencia emocional ".
La amígdala es una estructura cerebral en forma de almendra ubicada en lo profundo de los lóbulos temporales del cerebro en realidad tiene dos, uno a cada lado del cerebro que juega un papel clave en el aprendizaje de respuestas emocionales apropiadas a nuestro entorno. Durante la infancia y la adolescencia- mucho después de que la mayor parte del resto del cerebro humano termine de crecer - la amígdala continúa expandiéndose hasta en dos millones de neuronas, un crecimiento tardío que los investigadores creen que probablemente desempeñará un papel clave en el desarrollo emocional humano, yque puede salir mal en los trastornos del desarrollo neurológico. Por ejemplo, esta expansión está ausente en los niños con autismo, y los trastornos del estado de ánimo que surgen con frecuencia en la adolescencia, como la depresión, la ansiedad, el trastorno bipolar y el trastorno de estrés postraumático TEPT, tambiénse ha relacionado con problemas con el desarrollo de la amígdala.
Estudios recientes habían detectado un grupo único de neuronas inmaduras en una región de la amígdala llamada núcleo paralaminar PL, que podría ayudar a explicar el rápido crecimiento de la amígdala, pero los investigadores tenían poca idea de dónde provenían estas células o qué papel jueganen los circuitos cerebrales maduros, incluso si son excitadores o inhibitorios, las dos principales clases funcionales de neuronas.
En el nuevo estudio, publicado el 21 de junio de 2019, en Comunicaciones de la naturaleza , investigadores del laboratorio de Arturo Álvarez-Buylla, PhD, la Cátedra Heather y Melanie Muss y Profesora de Cirugía Neurológica y miembro del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina de Regeneración e Investigación de Células Madre en UCSF, se propusieronComprender la identidad de estas células y su papel en el rápido crecimiento de la amígdala durante la infancia.
Los investigadores examinaron tejido de amígdala humana postmortem de 49 cerebros humanos, con edades comprendidas entre 20 semanas de gestación y 78 años. Utilizando técnicas anatómicas y moleculares para clasificar la madurez y función de las neuronas individuales dentro de los círculos neuronales, descubrieron queEl porcentaje de células inmaduras en la región PL de la amígdala permanece alto durante la infancia, pero disminuye rápidamente durante la adolescencia: desde el nacimiento hasta los 13 años, el número de células inmaduras disminuye de aproximadamente 90 por ciento a poco menos del 70 por ciento, pero al final de la adolescencia, solo alrededor del 20 por ciento de las células PL permanecen inmaduras.
Basado en la cuantificación de neuronas en diferentes etapas de desarrollo junto con el análisis de patrones de expresión génica en neuronas individuales extraídas de PL, los investigadores mostraron que a medida que las células inmaduras desaparecen, son reemplazadas por neuronas excitadoras maduras, lo que sugiere que las células tienentomaron su lugar en el circuito de procesamiento de emociones en maduración de la amígdala. Dado que esta es la primera vez que estas neuronas se han estudiado claramente, los científicos no saben exactamente qué función cumplen las neuronas, pero el momento de su maduración sugiere que pueden desempeñar un papel en eldesarrollo emocional rápido que ocurre durante la adolescencia humana.
"Cualquiera que haya conocido a un adolescente sabe que está atravesando un proceso rápido y a veces tumultuoso de aprendizaje emocional sobre cómo responder al estrés, cómo formar vínculos sociales positivos, etc.", dijo Sorrells. "Al mismo tiempo, la adolescencia es cuando se manifiestan muchos trastornos psiquiátricos que involucran la amígdala por primera vez, lo que sugiere que tal vez algo ha salido mal con el proceso normal de desarrollo emocional y cognitivo, aunque si estas células están involucradas es un asunto para estudio futuro ".
Notablemente, los investigadores también encontraron que algunas neuronas inmaduras parecen permanecer en la amígdala durante toda la vida, e incluso se encontraron en un cerebro de 77 años. Estos resultados contrastaron fuertemente con el hipocampo, una estructura cercana en la queLos autores encontraron recientemente que las neuronas recién nacidas e inmaduras disminuyen completamente a niveles indetectables en la adolescencia.
"Esto es consistente con lo que hemos visto antes: que las neuronas inmaduras son muy raras en el hipocampo adulto, pero parecen persistir en la amígdala", dijo Alvarez-Buylla. "Hasta donde podemos ver, estas célulasno nacen a lo largo de la vida, pero parecen mantenerse en un estado inmaduro desde el nacimiento, aunque no podemos decirlo con certeza dadas las técnicas que hemos usado aquí "
En otros animales, como los ratones, las nuevas neuronas continúan naciendo a lo largo de la vida en el hipocampo formador de memoria, y posiblemente a tasas bajas en la amígdala, que los investigadores creen que permite al cerebro reconectar continuamente los circuitos neuronales para adaptarse aNuevas experiencias y entornos: siguiendo el estudio de los autores de 2018 que muestra que el nacimiento de nuevas neuronas disminuye en el cerebro humano durante la infancia y es muy raro o ausente en adultos, el nuevo estudio sugiere que el cerebro humano puede mantener reservas de neuronas inmaduras en todo momentovida, usando estas células "Peter Pan" de manera similar a la neurogénesis que se ve en otras especies, como nuevas células que se utilizarán según sea necesario para mantener las respuestas emocionales del cerebro flexibles y adaptables a la vejez.
"Podrías imaginar que estas células inmaduras permiten que el cerebro continúe esculpiendo la estructura de los circuitos neuronales y su crecimiento una vez que estás en el mundo experimentando cómo es", dijo Sorrells. "Por supuesto, eso es solo especulación en este momento:- una de las preguntas fascinantes que estos hallazgos abren para futuros estudios "
neurogénesis
Sigue siendo controvertido si las nuevas neuronas nacen en los primates adultos o en el cerebro humano. En 2018, Alvarez-Buylla, Sorrells y sus colegas publicaron los resultados de la búsqueda más rigurosa de nuevas neuronas en el hipocampo humano, y descubrieron que el nacimiento deLas nuevas neuronas disminuyeron rápidamente en la infancia y no fueron detectables en los adultos.
Posteriormente, otros grupos publicaron datos que parecen mostrar neuronas recién nacidas en el hipocampo humano adulto, pero Alvarez-Buylla y sus colegas creen que estos estudios dependen demasiado de un pequeño número de marcadores moleculares para las neuronas recién nacidas. Han demostrado que estos marcadores puedentambién se encuentra en neuronas completamente maduras y en células no neuronales llamadas glía, que se sabe que continúan dividiéndose a lo largo de la vida.
"Identificar nuevas neuronas es técnicamente muy difícil", dijo Alvarez-Buylla. "Es fácil olvidar que los marcadores moleculares que usamos para identificar moléculas particulares no se producen para nuestro beneficio: las células están usando estas moléculas para sus propias necesidades biológicas"., que siempre serán desordenados desde la perspectiva de alguien que busca una clasificación simple. Es por eso que nos hemos esforzado por examinar tantas líneas de evidencia como sea posible, no solo los marcadores moleculares, sino también la forma y apariencia de las células, para hacerestamos seguros de qué tipo de células estamos viendo realmente en estos análisis "
El nuevo estudio en la amígdala utiliza técnicas integrales de expresión génica de una sola célula para detectar con sensibilidad las neuronas inmaduras basadas en múltiples líneas de evidencia molecular, y refuerza los hallazgos anteriores del grupo en el hipocampo, lo que demuestra que los precursores que se dividen para dar a luzlas neuronas nuevas desaparecen dentro de los primeros dos años de vida en la amígdala humana, y la mayoría de las neuronas inmaduras desaparecen durante la adolescencia.
"La secuenciación de células individuales no solo identifica claramente estas neuronas inmaduras de larga vida, sino que también muestra que expresan muchos genes del desarrollo involucrados en el desarrollo del axón, la sinaptogénesis, la morfogénesis dendrita e incluso la migración neuronal", dijo Sorrells.se supone erróneamente que son neuronas recién nacidas, pero según nuestra perspectiva de desarrollo, y el hecho de que vemos pocas células en división presentes cerca, parece que ya están presentes al nacer y disminuyen a lo largo de la vida ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Francisco . Original escrito por Nicholas Weiler. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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