18 de Octubre de 2019
LA JOLLA, CA—Un equipo de científicos de Salk dirigido por el profesor Martin Goulding ha recibido 14.3 millones de dólares durante cinco años por parte de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) para crear un atlas de alta resolución sobre cómo el cerebro del ratón genera y controla los movimientos hábiles de las extremidades anteriores, como alcanzar y agarrar. El conocimiento generado por la subvención proporcionará una mejor comprensión no solo de cómo el cerebro controla el movimiento, sino también de cómo se ve afectado por enfermedades neurológicas y lesiones de la médula espinal que comprometen la función del brazo, la muñeca y la mano.
“Estamos agradecidos con los NIH por financiar este emocionante proyecto, que conducirá a nuevos conocimientos sobre cómo el cerebro guía la acción, un concepto científico del que todavía sabemos muy poco”, dice el presidente de Salk. Calibrador oxidado. “Este proyecto nos permitirá responder algunas de estas preguntas complejas y puede conducir al desarrollo de terapias novedosas para pacientes con daño nervioso que afecta el movimiento”.
“Estamos muy entusiasmados con este programa de investigación en equipo por su enfoque en la comprensión mecánica de la médula espinal cervical”, dice Karen David, directora del programa en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares. “Específicamente, este programa abordará la base del circuito de los movimientos de las extremidades anteriores, como alcanzar y agarrar, funciones críticas dentro de nuestra vida diaria”.
Las lesiones y los trastornos que afectan la función de la médula espinal afectan la vida cotidiana. Sin embargo, para desarrollar nuevos tratamientos, los científicos deben comprender la biología fundamental de cómo funciona la médula espinal. Para abordar estas preguntas, Goulding dirigirá un equipo de circuito de la médula espinal, que incluirá al profesor samuel pffProfesor Tatiana Sharpee, Profesor adjunto Axel Nimmerjahn, y profesor asistente Eiman Azim, todos de Salk, junto con el profesor David Golomb de la Universidad Ben-Gurion del Negev, en Israel, para abordar la biología subyacente que controla el movimiento del brazo.
Dentro del cuello se encuentra una región de la médula espinal llamada columna cervical. Los circuitos cerebrales dentro de la columna cervical controlan las acciones hábiles del brazo, la muñeca y la mano, como lanzar un dardo o tocar la guitarra. Se sabe muy poco sobre la composición y estructura de estos circuitos. Con el apoyo de esta subvención, el equipo creará una base de datos de alta resolución con información sobre cómo las neuronas se comunican entre sí y cómo cada neurona contribuye al movimiento hábil. La base de datos también incluirá información sobre las propiedades moleculares y electrofisiológicas de las neuronas, lo que proporcionará una mejor comprensión de la composición de cada célula. Por último, los investigadores desarrollarán modelos predictivos comprobables de cada bucle neuronal para explorar la red de interacciones que se producen para mover una extremidad.
“Caracterizar cómo funcionan y se organizan estos circuitos neuronales es un proyecto desafiante que es fundamental para comprender cómo funciona el cerebro. Identificar las neuronas que componen estos circuitos y cómo interactúan proporcionará una base para futuras investigaciones sobre la médula espinal. Creemos que este premio reconoce el papel de liderazgo que tiene el Instituto Salk en la investigación de la médula espinal, y estamos particularmente entusiasmados con el lugar al que nos llevará este proyecto”, dice Goulding, miembro del Laboratorio de Neurobiología Molecular y titular de la Frederick W. and Presidente Joanna J. Mitchell.
El equipo del circuito de la médula espinal de Salk incluye la siguiente facultad:
martyn goulding, profesor y titular de la Cátedra Frederick W. y Joanna J. Mitchell, ha desarrollado y utilizado enfoques genéticos de vanguardia para mapear los circuitos de la médula espinal y determinar la contribución que las neuronas especializadas hacen a la locomoción y el control motor fino. También estudia cómo se utilizan modalidades sensoriales como el tacto para controlar el movimiento.
samuel pff es profesor, investigador del Instituto Médico Howard Hughes y titular de la cátedra Benjamin H. Lewis. El laboratorio Pfaff es líder en el estudio de las neuronas motoras; el laboratorio es ampliamente reconocido por la identificación de las vías genéticas que permiten que las neuronas motoras se desarrollen y hagan crecer los axones de los músculos. El trabajo reciente de su equipo ha explotado su conocimiento único de la genética de las neuronas motoras para desarrollar nuevas herramientas de etiquetado que ayudan a revelar más sobre los circuitos motores y los procesos de enfermedades.
Tatiana Sharpee, un profesor, está trabajando para comprender los principios de control del sistema nervioso. Específicamente, está descubriendo cómo los animales perciben y se adaptan a su entorno, así como también cómo hacen predicciones y decisiones. Para hacer esto, aplica estrategias matemáticas, como estadísticas y modelos de probabilidad y teoría de sistemas dinámicos, para comprender cómo se propagan las señales entre los miles de millones de neuronas del cerebro.
Axel Nimmerjahn, profesor asociado, ha encabezado el desarrollo de nuevas técnicas de microscopía para visualizar la dinámica funcional de las células y sus interacciones en el sistema nervioso central sano y enfermo. Además, ha creado nuevas herramientas para la tinción y manipulación genética de tipos de células específicas y para el análisis de datos de imágenes a gran escala.
Eiman Azim, un profesor asistente y la Cátedra de Desarrollo William Scandling, utiliza un enfoque multidisciplinario para identificar cómo los circuitos neuronales controlan los movimientos hábiles. Aprovecha herramientas genéticas y virales, análisis anatómicos, registros electrofisiológicos, imágenes y pruebas detalladas de comportamiento motor. Su trabajo busca descubrir cómo el cerebro y la médula espinal permiten la velocidad, la precisión y la destreza y sienta las bases para un mejor tratamiento y recuperación de la función motora después de una lesión y enfermedad.
Este estudio cuenta con el apoyo de la Iniciativa NIH BRAIN (1U19NS112959-01).
Acerca de los NIH:
El NIH es parte del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos y es la agencia de investigación biomédica más grande del mundo.
Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
Toda cura tiene un punto de partida. El Instituto Salk encarna la misión de Jonas Salk de atreverse a hacer realidad los sueños. Sus científicos galardonados y de renombre internacional exploran los fundamentos mismos de la vida, buscando nuevos conocimientos en neurociencia, genética, inmunología, biología vegetal y más. El Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico: pequeño por elección, íntimo por naturaleza y valiente ante cualquier desafío. Ya sea cáncer o Alzheimer, envejecimiento o diabetes, Salk es donde comienzan las curas. Obtenga más información en: salk.edu
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