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» » » Neurobiología: La logística de aprendizaje

Referencia: Eurek.Alert.org .
Contacto: Luise Dirscherl , 20 -Dec- 2013

El aprendizaje requiere una constante reconfiguración de las conexiones entre las células nerviosas. Dos nuevos estudios aportan ahora nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares que subyacen en el proceso de aprendizaje.

El aprendizaje y memoria son posibles gracias a la reorganización incesante de conexiones nerviosas del cerebro. Ambos procesos se basan en modificaciones específicas de las interfaces funcionales entre las células nerviosas, los llamadas sinapsis, que alteran su forma, composición molecular y propiedades funcionales.

En efecto, las conexiones entre las células que están con frecuencia co-activadas se alteran progresivamente de forma que respondan a las señales más rápidamente y con más fuerza. De esta manera, la información puede estar codificada en patrones de actividad sináptica y ser rápidamente invocadas cuando sea necesario. Lo contrario también es cierto: los comportamientos aprendidos pueden perderse por falta de uso, ya que las sinapsis inactivas tienen, en sí mismas, menos probabilidades de transmitir un impulso de entrada, lo que conduce a la decadencia de este tipo de conexiones.

Cómo se altera exactamente una sinapsis individuales sin afectar simultáneamente a las células nerviosas cercanas u otras sinapsis de la misma célula es una cuestión fundamental para la investigación de Michael Kiebler, bioquímico y titular de la cátedra de Biología Celular en la Facultad de Medicina de la LMU. "Ahora queda claro que los cambios que tienen lugar en la célula es estimulada por una entrada sináptica -la célula post-sináptica- y en particular por sus espinas dendríticas", dice, "y las partículas que se conocen como "gránulos neuronales de ARN" que entregan moléculas de ARNm a estos sitios". Estos ARNm representan los planos para la síntesis de las proteínas responsables de la reconfiguración de las sinapsis. El equipo de Kiebler ha desarrollado un modelo, que postula que estos gránulos migran de dendritas a dendritas, y liberan sus ARNm en los sitios concretos que se activan repetidamente. Esto garantizaría la sintetización de proteínas relevantes sólo donde se necesitan dentro de la célula.

A pesar de la importancia potencial del modelo, los mecanismos moleculares necesarios para su realización han permanecido en la oscuridad. Las proteínas de enlace ARNm, entre ellas, Staufen2 (Stau2) y Barentsz, son componentes esenciales de estos gránulos, y el equipo de Kiebler, en colaboración con el grupo de Giulio Superti-Furga (CeMM, Viena), se han utilizado anticuerpos específicos para aislar y caracterizar gránulos neuronales que contienen Stau2 o Barentsz.

En su conjunto, los dos nuevos documentos proporcionan nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares que subyacen al aprendizaje y la memoria. Ahora, los científicos quieren diseccionar los detalles para futuros estudios. "A largo plazo, estamos particularmente interesados ​​en la cuestión de cómo una sinapsis activada puede alterar el estado de los gránulos e inducir la producción de proteínas", indica Kiebler. Cada vez está más claro que las proteínas de unión ARN desempeñan papeles esenciales en las células nerviosas. La interrupción de su acción puede conducir a enfermedades neurodegenerativas y disfunciones neurológicas. Es evidente que no sólo las condiciones clásicas, como la enfermedad de Alzheimer o Parkinson, en la que las siempre están involucradas las proteínas de unión ARN, también en los defectos cognitivos o el deterioro asociado con la edad de la capacidad de aprendizaje deben considerarse en este contexto", concluyó Kiebler.


- Imagen: neurobiología.
- Fuente: Ludwig-Maximilians-Universität München .
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Editor del blog Pedro Donaire

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