Cómo las neuronas superan el "no"

Cómo las neuronas superan el "no"

Las neuronas inhibitorias se dirigen a las neuronas de respuesta más débil en el cerebro para facilitar la transmisión de señales.

LA JOLLA—Al observar un paisaje complejo, el ojo debe enfocarse en los detalles importantes sin perder el panorama general, por ejemplo, un león embistiendo en una jungla. Ahora, un nuevo estudio realizado por científicos de Salk muestra cómo las neuronas inhibidoras desempeñan un papel fundamental en este proceso.

El estudio, publicado el 25 de mayo de 2021 en la revista Cell Reports, muestra que las neuronas inhibidoras hacen más que simplemente inhibir la actividad neuronal como un interruptor de apagado; paradójicamente, en realidad aumentan la cantidad de información transmitida a través del sistema nervioso cuando necesita ser flexible. Para que esto sea posible, las neuronas inhibitorias deben integrarse en el circuito de una manera específica. Estas observaciones podrían ayudar a los científicos a comprender y tratar mejor los trastornos que involucran nuestra capacidad para enfocar y modular señales basadas en el panorama general, que se alteran en condiciones como la ansiedad y los trastornos por déficit de atención.

"Este trabajo apunta a un nuevo papel para las neuronas inhibitorias, que generalmente se cree que son supresoras y organizadoras de la actividad", dice el profesor. Tatiana Sharpee, quien dirigió el estudio. “El papel de las neuronas inhibitorias se extiende mucho más allá. Al dirigirse solo a las neuronas que responden con menor frecuencia, las neuronas inhibitorias hacen posible que todo el circuito funcione bien. Eso es completamente nuevo”.

El nuevo trabajo fue motivado por preguntas sin respuesta de un estudio previo sobre la diversidad de tasas de respuesta entre las neuronas de la retina. La retina es una parte del ojo que convierte las luces en señales eléctricas que se envían al cerebro. "Sorprendentemente, cuando observamos las células de la retina que no respondían mucho, sus tasas de transferencia de información en realidad aumentaron en presencia de modulación", dice el primer autor Wei-Mien Hsu, becario postdoctoral en el laboratorio de Sharpee. “El truco para hacer posible este fenómeno inesperado es aplicar la señal de modulación a través de neuronas inhibitorias”.

Si bien los investigadores probaron la teoría en las neuronas involucradas en la visión, los hallazgos podrían aplicarse ampliamente a las neuronas que se encuentran en todo el cerebro y el sistema nervioso, agrega Sharpee, quien ocupa la cátedra Edwin K. Hunter en Salk.

El siguiente paso en esta línea de investigación es estudiar cómo funciona el fenómeno en grandes conjuntos de neuronas.

Otros autores del estudio fueron David B. Kastner de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Francisco y Stephen A. Baccus de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.

La investigación fue apoyada por un premio de la Iniciativa AHA-Allen en Salud Cerebral y Deterioro Cognitivo, 19PABH134610000; un premio del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento, P30AG068635; una subvención NSF IIS-172442; un premio NSF Next Generation Networks for Neuroscience Program, 2014217), NIH otorga U19NS112959 y P30AG068635; un premio especial Salk Women & Science 2016; un premio Bert and Ethel Aginsky Research Scholar Award, y NIH (NEI) subvenciones R01EY022933 y R01EY025087.

DOI: 10.1016 / j.celrep.2021.109158