El estudio de la actividad cerebral
En el sistema nervioso central se procesan continuamente estímulos tanto internos como externos y se emite una respuesta. Esta actividad intrínseca tiene lugar gracias a redes neuronales que transforman la información sensorial y propioceptiva en señales eléctricas. En particular, son las dendritas neuronales las que permiten la integración de las señales sinápticas de entrada procedentes de las distintas fuentes, por lo que son esenciales para el funcionamiento neuronal. Aún se desconocen algunos aspectos de este mecanismo, como la implicación de la distribución espacial y temporal precisa de las señales entrantes y las propiedades morfológicas y eléctricas de las neuronas. Para estudiar esta cuestión, el equipo del proyecto VISUALDENDRITE (In vitro and in vivo examination of the spatial and temporal distribution of synaptic inputs and synaptic integration in layer 2/3 visual cortical neurons), financiado con fondos europeos, investigó el cerebelo como estructura modelo donde convergen y se integran muchas aferencias sensitivas a fin de dirigir el comportamiento y el aprendizaje motor. Los estudios se centraron en las células estrelladas (CE), unas interneuronas que reciben señales entrantes procedentes de miles de fibras paralelas y ejercen una prealimentación negativa sobre las células de Purkinje cerebelosas. El objetivo consistió en describir el mecanismo y estudiar las consecuencias funcionales de la de las CE. Para registrar el voltaje de las dendritas durante la actividad sináptica, se emplearon herramientas ópticas de elevada sensibilidad y un colorante neuronal. Mediante técnicas de imagen de Ca2+ y desenjaulado de glutamato se logró caracterizar las entradas y salidas de Ca2+ y las respuestas eléctricas durante la estimulación sináptica. Se llegó a la conclusión de que las dendritas finas de las CE permiten la suma sublineal de señales sinápticas próximas, mientras que la señalización dendrítica mediante Ca2+ siguió un modo lineal o supralineal. Se trata de un hallazgo muy importante, ya que el Ca2+ es el responsable de la activación de la plasticidad sináptica tanto a largo como a corto plazo. En conjunto, los resultados del proyecto ofrecen una visión sin precedentes del flujo de información en el microcircuito cerebeloso. Dado que el cerebelo está implicado en diversos trastornos neurológicos y psicológicos, estos hallazgos podrían contribuir a la identificación de dianas terapéuticas y al diseño de nuevos tratamientos.
Palabras clave
Cerebro, neuronas, sináptico, cerebelo, células estrelladas, Ca2+, plasticidad