Un nuevo estudio en ratones identifica un gen que es fundamental para la memoria a corto plazo, pero que funciona en una parte del cerebro que tradicionalmente no está asociada con la memoria.
El estudio, "Un receptor huérfano talámico impulsa la variabilidad en la memoria a corto plazo", se publicó el 29 de septiembre en la revista celda .
Para descubrir nuevos genes y circuitos cerebrales que son importantes para la memoria a corto plazo, los investigadores recurrieron al estudio de ratones genéticamente diversos, en lugar de ratones consanguíneos que se utilizan comúnmente en la investigación.
"Necesitábamos una población lo suficientemente diversa como para poder responder la pregunta de qué diferencias genéticas podrían explicar la variación en la memoria a corto plazo", dijo Praveen Sethupathy '03, profesor asociado de ciencias biomédicas en la Facultad de Medicina Veterinaria, director del Centro Cornell de Genómica de Vertebrados y autor principal del estudio.
Priya Rajasethupathy '04, profesora asistente de la familia Jonathan M. Nelson y directora del Laboratorio de Dinámica Neural y Cognición de la Universidad Rockefeller, es el otro autor principal del artículo. Sethupathy y Rajasethupathy son hermanos; concibieron este estudio durantecenas familiares. Kuangfu Hsiao, investigador asociado de la Universidad Rockefeller, es el autor principal del estudio.
Los investigadores comenzaron con aproximadamente 200 ratones genéticamente diversos para identificar regiones del ADN que contribuyen a la variación observada en la memoria a corto plazo entre los ratones. Examinaron a los ratones en una tarea de memoria a corto plazo y utilizaron técnicas de mapeo genético para identificaruna región del genoma, que alberga 26 genes, que está asociada con la memoria de trabajo. Con más análisis a escala del genoma, redujeron la lista de genes a cuatro de especial interés. Al inhabilitar cada uno de estos cuatro genes uno a la vez,encontró que uno en particular, Gpr12, codificado para una proteína que se requiere y promueve la memoria de trabajo.
"Esperaba que la corteza prefrontal fuera la región más cambiada a nivel mundial por la actividad de Gpr12", dijo Rajasethupathy. "Sorprendentemente, en realidad fue el tálamo, con mucho".
También encontraron que cuando tomaron ratones de bajo rendimiento y aumentaron la cantidad de proteína Gpr12 en el tálamo, su precisión en la tarea de memoria aumentó del 50% al 80%, similar al nivel de los de alto rendimiento.
Para comprender los circuitos neuronales involucrados, los investigadores compararon los de bajo rendimiento con los de bajo rendimiento con proteína Gpr12 aumentada artificialmente en el tálamo. Estos ratones también fueron diseñados con sensores de calcio fluorescentes que se iluminan cuando una neurona está activa. Registraron neuronas disparando en múltiplesregiones del cerebro mientras los ratones realizaban la tarea de memoria. Durante muchas fases de la tarea, cuando se requería memoria a corto plazo, los investigadores observaron una actividad sincrónica entre la corteza prefrontal y el tálamo.
"Cuando la actividad del tálamo bajó, prefrontal bajó; cuando el tálamo subió, prefrontal subió", dijo Rajasethupathy. "Descubrimos que estas dos regiones del cerebro están muy correlacionadas entre sí en los de alto rendimiento, pero no ende bajo rendimiento. Este hallazgo implica una direccionalidad [en la que un área influye en la otra], pero aún no sabemos la dirección ".
A menudo, cuando los científicos identifican que un gen específico está vinculado a un determinado comportamiento, se necesita tiempo y más investigación para comprender cómo ese gen está impulsando el comportamiento, dijo Rajasethupathy.
"Nos inspiramos en este estudio para vincular la genética a los circuitos neuronales con el comportamiento", agregó Sethupathy. "El trabajo futuro investigará qué mecanismos regulan el gen Gpr12 y qué vías de señalización aguas abajo de la proteína Gpr12 median sus efectos".
Curiosamente, el gen Gpr12 está altamente conservado entre los mamíferos, incluidos los humanos. Por lo tanto, el trabajo ofrece la posibilidad de un ángulo terapéutico novedoso para revertir los déficits en la memoria a corto plazo. De manera más inmediata, agrega una nueva dimensión a los modelos clásicos al enfatizar laimportancia de un diálogo neural bidireccional entre la corteza prefrontal y el tálamo en apoyo de la memoria a corto plazo.
El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Krishna Ramanujan. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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