Cómo sus circuitos cerebrales se vuelven mal conectados
Los investigadores descubrieron que el cableado defectuoso ocurre cuando las moléculas de ARN incrustadas en un axón en crecimiento no se degradan después de dar instrucciones que ayudan a dirigir la célula nerviosa.
Por ejemplo, la señal que le dice al axón que gire, que debería desaparecer después de que se realiza el giro, permanece activa e interfiere con las nuevas señales destinadas a guiar al axón en otras direcciones.
"Comprender la base de la conexión incorrecta del cerebro puede ayudar a los científicos a idear nuevas terapias y estrategias para corregir el problema", dijo la autora principal del estudio, Samie Jaffrey, M.D., Ph.D.
"El cerebro es bastante plástico y cambiante en los muy jóvenes, y si sabemos por qué los circuitos están mal conectados, es posible que se corrijan esas vías, permitiendo que el cerebro construya un cableado nuevo y funcional".
Los trastornos asociados con circuitos neuronales defectuosos incluyen epilepsia, autismo, esquizofrenia, retraso mental y espasticidad y trastornos del movimiento, anotó.
Durante el desarrollo del cerebro, las neuronas tienen que conectarse entre sí, lo que hacen al extender sus axones largos para tocarse entre sí, explican los investigadores. En última instancia, las neuronas forman un circuito entre el cerebro y el tejido objetivo a través del cual se transmiten las señales químicas y eléctricas.
En el nuevo estudio, los investigadores observaron las neuronas que viajan por la médula espinal hasta el cerebro.
"Es muy importante que los axones se coloquen con precisión en la médula espinal", dijo Jaffrey. "Si se colocan incorrectamente, formarán las conexiones incorrectas, lo que puede llevar a que se envíen señales a las células objetivo incorrectas en el cerebro".
La forma en que un axón guía y encuentra su objetivo adecuado es a través de "conos de crecimiento" ubicados en las puntas de los axones, dijo.
“Estos conos de crecimiento tienen la capacidad de sentir el medio ambiente, determinar dónde están los objetivos y navegar hacia ellos”, continuó. “La pregunta siempre ha sido: ¿cómo saben cómo hacer esto? ¿De dónde vienen las instrucciones que les dicen cómo encontrar su objetivo adecuado? "
Los investigadores encontraron que las moléculas de ARN incrustadas en el cono de crecimiento son responsables de instruir al axón para que se mueva hacia la izquierda o hacia la derecha, hacia arriba o hacia abajo. Estos ARN producen proteínas similares a antenas que dirigen el axón como un misil autoguiado.
"A medida que se construye un circuito, los ARN en los conos de crecimiento de las neuronas son en su mayoría silenciosos", explicó. “Descubrimos que los ARN específicos solo se leen en etapas precisas para producir la proteína correcta necesaria para dirigir el axón en el momento adecuado. Una vez producida la proteína, vimos que la instrucción del ARN se degrada y desaparece ".
"Si estos ARN no desaparecen cuando deberían, el axón no se posiciona correctamente, puede ir a la derecha en lugar de a la izquierda, y el cableado será incorrecto y el circuito puede estar defectuoso", continuó.
Los investigadores no anticiparon que el control del cableado del cerebro esté ubicado en estas moléculas de ARN que "están constantemente cambiando dinámicamente", dijo Jaffrey.
"Esto nos dice que la regulación de estas vías de degradación del ARN podría tener un impacto tremendo en el desarrollo del cerebro", dijo. "Ahora sabemos dónde buscar para analizar este proceso cuando sale mal y pensar en cómo podemos repararlo".
El estudio fue publicado en la revista Célula.
Fuente: Weill Cornell Medical College
