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» » » » Aprendizaje activado por luz

Referencia: Alpha Galileo.org. 28 de agosto de 2015
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Un equipo franco-alemán ha desarrollado un interruptor sensible a la luz que regula una proteína implicada en la neurobiología de la plasticidad sináptica. El agente promete arrojar nueva luz sobre la fenomenología del aprendizaje, la memoria y la neurodegeneración.

transmisión sináptica
El aprendizaje se hace posible debido al hecho de que las conexiones funcionales entre las células nerviosas del cerebro están sujetas a la remodelación constante. Como resultado de la modificación de la activación dependiente de estos enlaces ("plasticidad sináptica'), los circuitos que son repetidamente estimulados "aprenden" a transmitir señales cada vez más eficientes. Se crer que este proceso proporciona la base molecular para el aprendizaje y la memoria, permitiendo que la información codificada en dichas redes recuerden y exploren las situaciones nuevas.

Los objetivos principales para modificar son las proteínas receptoras especializadas en las membranas de las células nerviosas que median la transmisión de señales eléctricas entre las neuronas individuales. Un equipo de investigadores dirigido por Dirk Trauner, profesor de Biología Química y Genética en la LMU, en colaboración con sus colegas del Instituto Pasteur de París, han sintetizado una sustancia química llamada azobenceno-triazol-glutamato (ATG), que actúa como un neurotransmisor sensible a la luz sobre los receptores NMDA, lo que les permite controlar la actividad de una clase particular de receptores cruciales para la formación y el almacenamiento de recuerdos. El compuesto proporciona una nueva y poderosa herramienta para los investigadores interesados ​​en sondear los mecanismos que subyacen a la memoria a corto y largo plazo. Los resultados aparecen en el journal "Nature Communications".

Las células nerviosas individuales generalmente utilizan mensajeros químicos para comunicarse entre sí. Estos neurotransmisores son liberados por unas estructura especializada denominada sinapsis, ubicadas en el extremo de la fibra de transmisión de la señal (el axón), y dispersa a través de la hendidura sináptica, una estrecha grieta que separa las células nerviosas unas de otras. Esta química une a los receptores de la neurona "post-sináptica". La célula post-sináptica reacciona en función de la naturaleza del neurotransmisor y el receptor correspondiente. "En este contexto, el llamado receptor NMDA es muy especial", apunta Laura Laprell, una estudiante de doctorado en el grupo de Trauner y primera coautora del nuevo estudio. "Es el principal responsable del hecho de que tengamos la capacidad para formar recuerdos y la capacidad de aprender."

"Una mejor comprensión de esta clase de receptores, junto con la capacidad de controlar su actividad, es de gran interés en este contexto", añade Trauner. "Ahora estamos cooperando con otros grupos que quieran utilizar ATG específicamente, para entender el papel de estos receptores en las enfermedades neurodegenerativas."

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Fuente: Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)
Publicación: Optical control of NMDA receptors with a diffusible photoswitch. Laura Laprell, Emilienne Repak, Vilius Franckevicius, Felix Hartrampf, Jan Terhag, Michael Hollmann, Martin Sumser, Nelson Rebola, David DiGregorio y Dirk Trauner. Nature Communications 2015 .

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