PUBLICADO EN 'PNAS'
Investigadores del IDIBAPS hallan que el comportamiento en red de las neuronas se debe a apagones en la corteza cerebral
JANO.es · 06 marzo 2015 12:59
El hallazgo abre la puerta al estudio sobre si los periodos de 'silencio' en sujetos despiertos tienen efecto en el comportamiento.
Investigadores del IDIBAPS han averiguado por qué las neuronas tienen una actividad correlacionada, es decir, por qué el hecho de que una neurona emita impulsos hace que las demás lo hagan. Los científicos, liderados por el Dr. Jaime de la Rocha, jefe del grupo IDIBAPS Dinámica de Circuitos Corticales, ha descubierto que ello se debe a que durante períodos breves el cerebro silencia su actividad y las neuronas dejan de disparar impulsos a la vez. Los resultados del trabajo se publican en Proceedings of the National Academy of Sicences (PNAS).
Cuando no responden a estímulos o están implicadas en generar algún comportamiento, las neuronas emiten impulsos eléctricos de modo espontáneo a un promedio de 2-3 impulsos por segundo. La forma de hacerlo es aleatoria e irregular y constituye lo que se conoce como 'variabilidad neuronal'. Durante años, esta variabilidad ha sido objeto de estudio para tratar de determinar cómo se genera y las implicaciones que tiene en el procesamiento de la información en el cerebro. Los investigadores del IDIBAPS se han centrado en estudiar si la variabilidad de cada neurona es independiente o no, y cuál es la causa de una posible interdependencia, a través del estudio de la actividad medida simultáneamente en grupos de unas 100 neuronas de la corteza auditiva de ratas en condiciones de anestesia.
Los resultados muestran que la actividad de las neuronas está correlacionada porque la red de la que forman parte tiene tendencia a silenciarse durante periodos muy breves de tiempo, de unos 100-200 milisegundos, que ocurren de forma aleatoria. “Es como si el circuito de miles de neuronas tuviese dos modos de operación: uno en el que las neuronas disparan 2-3 impulsos por segundo de forma independiente y otro en el que todas las neuronas se silencian”, explica el Dr. de la Rocha. “Nuestra hipótesis es que cuando la información debe procesarse de un modo fiable, el número y la duración de silencios disminuye y las neuronas emiten impulsos de forma independiente y, cuando las exigencias para el procesamiento no son elevadas, la red de neuronas se permite tener estos pequeños silencios a modo de descanso”, añade.
Estos resultados aportan información sobre los mecanismos responsables de la variabilidad neuronal y sobre su efecto en el funcionamiento del cerebro. Aunque los experimentos se realizaron en condiciones de anestesia, los periodos de silencio también se producen cuando el animal está despierto. Así, se abre la puerta al estudio sobre si los periodos de silencio en sujetos despiertos pueden tener impacto en el comportamiento dando lugar a una peor representación y procesamiento de los estímulos sensoriales.
Los resultados muestran que la actividad de las neuronas está correlacionada porque la red de la que forman parte tiene tendencia a silenciarse durante periodos muy breves de tiempo, de unos 100-200 milisegundos, que ocurren de forma aleatoria. “Es como si el circuito de miles de neuronas tuviese dos modos de operación: uno en el que las neuronas disparan 2-3 impulsos por segundo de forma independiente y otro en el que todas las neuronas se silencian”, explica el Dr. de la Rocha. “Nuestra hipótesis es que cuando la información debe procesarse de un modo fiable, el número y la duración de silencios disminuye y las neuronas emiten impulsos de forma independiente y, cuando las exigencias para el procesamiento no son elevadas, la red de neuronas se permite tener estos pequeños silencios a modo de descanso”, añade.
Estos resultados aportan información sobre los mecanismos responsables de la variabilidad neuronal y sobre su efecto en el funcionamiento del cerebro. Aunque los experimentos se realizaron en condiciones de anestesia, los periodos de silencio también se producen cuando el animal está despierto. Así, se abre la puerta al estudio sobre si los periodos de silencio en sujetos despiertos pueden tener impacto en el comportamiento dando lugar a una peor representación y procesamiento de los estímulos sensoriales.
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Proceedings of the National Academy of Sicences (2015); doi: 10.1073/pnas.1410509112Noticias relacionadas
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