La estructura celular previamente asociada con la enfermedad en realidad mejora la función cerebral

La estructura celular previamente asociada con la enfermedad en realidad mejora la función cerebral

Investigadores de la Universidad McGill han revelado que una estructura de células cerebrales que antes se creía patológica de hecho mejora la capacidad de las células para enviar información y asociarse con un conocimiento mucho mejor en trabajos particulares.

En una investigación publicada en Naturaleza de Comunicaciones, el grupo examinó las inflamaciones que ocurren en los axones de las células de Purkinje en el cerebro. En resultados que se oponen a supuestos bien conocidos, encontraron que los axones con hinchazones realizaban una tarea mucho mejor en la realización de señales eléctricas que los que no tenían.

“Estos son el tipo de resultados en los que realmente te rascas la cabeza y piensas, 'Vamos a comprobar eso una vez más'”, dice la autora principal Alanna Watt, profesora asociada en el Departamento de Biología. "De hecho, supusimos cuando comenzamos con esto que era más probable que definiéramos y midiéramos exactamente cómo un axón se queda corto, que no es lo que vimos".

Los datos experimentales confunden las expectativas

Las hinchazones en los axones, las fibras largas y delgadas a través de las cuales las células nerviosas transmiten información a otras células, se observan en el desarrollo normal y en la enfermedad. Se observa un mayor número de inflamaciones axonales en varios trastornos neurodegenerativos, lo que ha llevado a los científicos a creer que las inflamaciones tienen un impacto negativo en la función de los axones. Si bien el modelado por computadora brinda cierto apoyo a esta opinión, el equipo de investigación de McGill fue el primero en probar la teoría con mediciones en células nerviosas reales.

Usando una combinación técnicamente desafiante de microscopía de dos fotones y electrofisiología para medir la actividad eléctrica simultáneamente en diferentes ubicaciones dentro de las células, los investigadores demostraron que la presencia de hinchazones axonales en las células de Purkinje de ratón no tenía un impacto perjudicial en la velocidad a la que esas células producían señales ( la tasa de disparo) o en la velocidad a la que los axones transmiten las señales. Sorprendentemente, los experimentos también mostraron que a velocidades máximas de disparo, los axones con hinchazón tenían menos probabilidades de fallar que los que no lo tenían.

Se cuestiona el papel en la enfermedad neurodegenerativa

En un giro sorprendente, los investigadores de McGill descubrieron que podían estimular la formación de inflamaciones axonales mediante la introducción de un fármaco que bloqueaba la transmisión de señales eléctricas en las células nerviosas, especialmente en los axones. Ver la formación de inflamaciones axonales en cuestión de horas cuando el axón de una célula nerviosa se ha visto comprometida de esta manera desafía las suposiciones anteriores sobre el papel de las inflamaciones axonales en los trastornos neurodegenerativos. Como explica Watt, el descubrimiento deja espacio para la posibilidad de que las hinchazones representen un mecanismo de autorreparación en lugar de un deterioro causado por una enfermedad.

"La transmisión de información mediante señales eléctricas es uno de los puntos más vitales que hace un axón", dice. "Si comienza a quedarse corto en esa tarea, tiene sentido que haya un sistema que intente evitarlo".

El análisis del comportamiento confirma el impacto positivo de las hinchazones

Además de sus investigaciones a nivel celular, los investigadores buscaron determinar el impacto de las inflamaciones axonales en la función cerebral general. El equipo utilizó tres pruebas diseñadas para evaluar el aprendizaje motor y la coordinación, que se encuentran entre las funciones más importantes del cerebelo. Con el apoyo de modelos para dar cuenta de la variación natural entre las capacidades de aprendizaje individuales, los resultados revelaron una correlación positiva entre la abundancia de inflamaciones axonales en las células cerebelosas de Purkinje y las capacidades de aprendizaje motor.

"Creemos que el enlace web es probablemente indirecto", explica Watt. "Lo más probable es que el conocimiento se lleve a cabo en otros lugares, pero la información se transmite de manera más confiable y, como resultado, vemos una renovación".

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