La madurez de células cerebrales visuales de corteza depende de la experiencia con luz

Un equipo de investigación en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT y el Departamento de Brian y Ciencias Cognitivas, han identificado pequeñas señales moleculares que administran cómo las conexiones entre las células del cerebro maduran cuando los ojos primero ven la luz.
Los 12 autores del estudio llevaron a cabo su trabajo en el laboratorio de Mriganka Sur, el profesor Paul E. Newton (1965) de Neurociencia en el MIT, y en muchos otros centros de investigación en el extranjero.
Micro moléculas de ARN cuya presencia ayudó a desarrollar los enlaces entre las células responsables de percibir y procesar las señales de la luz, donde los investigadores las identificaron mientras trabajaban en el cerebro de los ratones.
En el desarrollo normal del cerebro, estos micro-ARN permiten que las regiones cerebrales visuales fortalezcan conexiones específicas en respuesta a la luz recibida de su entorno. Este proceso se llama plasticidad sináptica. Si uno o ambos ojos carecen de luz, los niveles de estos micro-ARN se reducen, lo que resulta en un subdesarrollo de las conexiones.
El postdoctorado Nikolaos Mellios, el autor principal de un informe de investigación que aparece en el número actual de la revista científica Nature Neuroscience, explicó:

"Nuestro estudio es el primero en demostrar la existencia de numerosos microRNAs dependientes de la experiencia en el córtex visual y demostrar que la inhibición de uno de estos pequeños ARN causa una profunda pérdida en la capacidad de las neuronas para ajustarse a los cambios en su input "

Este tipo de investigación es crucial ya que los neurocientíficos están observando una mayor evidencia de que las anomalías durante el desarrollo del cerebro desempeñan algún papel en los trastornos cerebrales. Los niveles de moléculas de microARN que son demasiado altos o demasiado bajos pueden contribuir a estas anomalías.
Su investigación se concentró en una molécula de micro-ARN llamada miR-132, que como la región cerebral responsable de la visión, la corteza visual primaria, maduró, la molécula de miR-132 se demostró que aumentaba gradualmente en abundancia.

Para examinar cómo esta molécula podría afectar la capacidad de esta área del cerebro para adaptarse a las condiciones cambiantes, los investigadores unieron los párpados para evitar que las señales nerviosas de ese ojo lleguen a las neuronas de la corteza visual. Dado que un ojo permaneció abierto, transmitiendo datos a la corteza normalmente, pudieron examinar cómo la corteza visual respondía a las señales mixtas, proporcionando pistas sobre la capacidad del cerebro para ajustarse a los cambios en la entrada.
Llevados a cabo por el coautor Hiroki Sugihara, utilizaron un método innovador para evaluar la actividad en tiempo real en el cerebro de ratones vivos, para mostrar que una reducción en las neuronas miR-132 retrasaba su maduración y hacía que los ratones no pudieran responder al cambios en las señales de cada ojo.
Los investigadores saben que los micro-ARN orquestan la expresión génica y la codificación de las proteínas en las células, aunque no se sabe mucho sobre cómo estas moléculas contribuyen a los procesos de desarrollo cerebral que dependen de la experiencia y el entorno externo. Esta investigación demuestra que los micro-ARN, de hecho, juegan un papel crucial en la plasticidad sináptica, particularmente durante los períodos sensibles de maduración temprana.
Micro-RNA fue descubierto hace solo doce años, sin embargo, la investigación de estas moléculas ha llevado a una mayor comprensión de cómo los genes y los sistemas genéticos se comunican entre sí dentro de los organismos vivos.
Escrito por Grace Rattue