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H2020

IN VIVO MOSSY — Resultado resumido

Project ID: 709328
Financiado con arreglo a: H2020-EU.1.3.2.
País: Austria
Dominio: Salud, Investigación fundamental

Fibras musgosas, teoría de la detonación y memoria espacial

El simple hecho de andar por un camino requiere del uso de la memoria espacial. Investigadores de la Unión Europea han tomado imágenes en color de los circuitos nerviosos activos en el cerebro para comprender cómo se lleva a cabo esta tarea.
Fibras musgosas, teoría de la detonación y memoria espacial
La navegación espacial implica la participación de una región especial del cerebro, el hipocampo. La clave de la actividad de esta región del cerebro reside en las sinapsis de las fibras musgosas (FM). Estas células nerviosas, llamadas así por la presencia de abultamientos nudosos a lo largo de sus axones, también están implicadas en la memoria a corto plazo.

Recopilación de pruebas para la teoría de la detonación

A la hora de determinar la manera en la que el hipocampo coordina la acción de andar por un camino, es fundamental comprender las sinapsis de las FM y cómo transmiten impulsos. El efecto detonador es un fenómeno que tiene implicaciones de gran calado en el modo en el que el cerebro procesa la información. Este fenómeno describe la situación en la que las sinapsis de las FM son lo suficientemente potentes como para traducir una única señal o impulso nervioso presináptico en una señal postsináptica.

El proyecto IN VIVO MOSSY, financiado con fondos europeos bajos los auspicios de las Acciones Individuales Marie Sklodowska-Curie, ha estudiado ratones conscientes que se desplazan por un corredor recto a fin de corroborar o refutar la teoría de la detonación. En otras palabras, para determinar si las sinapsis de las FM pueden reunir suficiente potencia para enviar el impulso a la siguiente neurona. El doctor Ben Suter, investigador principal y beneficiario de la beca Marie Sklodowska-Curie, describe el método utilizado: «Usamos una técnica de imagen de excitación de dos fotones de calcio con absorción simultánea en dos colores para visualizar terminales presinápticos de fibras musgosas y neuronas piramidales postsinápticas CA3 en ratones conscientes que se desplazan por un corredor recto».

Nuevas imágenes del hipocampo

El hipocampo se encuentra en la parte más interna del cerebro y presenta una estructura plegada, lo que dificulta la toma de imágenes de alta calidad. Este reto experimental fue abordado mediante la optimización paso a paso de los dispositivos mecánicos y ópticos, así como de los procedimientos quirúrgicos. «Estas técnicas mejoradas ya han sido compartidas y empleadas por colaboradores que trabajan en otros proyectos de investigación financiados con fondos europeos», señala el doctor Suter.

Un problema inesperado al que se enfrentó el proyecto fue el rendimiento subóptimo de un equipo crítico que, finalmente, fue reemplazado. A pesar de provocar un retraso sustancial en el cronograma inicial previsto de IN VIVO MOSSY, la identificación de los problemas técnicos subyacentes condujo a una comprensión más detallada de los principios fundamentales y las limitaciones del «hardware». Esto permitió, en última instancia, la adquisición, la instalación y la optimización de un nuevo sistema con un mejor rendimiento.

«Se ha logrado obtener imágenes de la población postsináptica en ratones conscientes que corren por un circuito de realidad virtual, sin embargo, aún no se han obtenido imágenes de la población presináptica», apunta el doctor Suter. Estos primeros resultados han sido aceptados para su presentación en el congreso de la Sociedad Americana de Neurociencia de 2018. Previamente, los avances de la investigación fueron presentados mediante un póster en varios simposios científicos, incluido el congreso de la Asociación Austriaca de Neurociencias de 2017.

Continuación de la investigación

El trabajo de investigación sobre las sinapsis de las FM sigue adelante tras la finalización del proyecto IN VIVO MOSSY. «Alentados por nuestro éxito en la obtención de imágenes de alta calidad en vivo de un área específica de muy difícil acceso dentro del cerebro, continuamos con experimentos adicionales según lo planeado», dice el doctor Suter.

En este sentido, la atención se centra en el objetivo final de capturar la transmisión sináptica «en vivo» en el instante preciso en que se produce. Al mismo tiempo, los investigadores han comenzado a difundir los resultados iniciales entre la comunidad científica y se proponen publicar los resultados finales.

La investigación sobre el funcionamiento del hipocampo tiene implicaciones de gran calado sobre la forma en que se producen el aprendizaje y la memoria, la navegación espacial y el reconocimiento de patrones. «Los avances técnicos logrados durante los dos primeros años de investigación han abierto oportunidades para preguntas de investigación adicionales que van más allá del alcance de los objetivos iniciales del proyecto, y esperamos abordarlas en el futuro», concluye el doctor Suter.

Palabras clave

IN VIVO MOSSY, hipocampo, memoria, sinapsis de las FM, teoría de la detonación
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