Actividad eléctrica del cerebro estimula aislamiento del cableado del cerebro
NIH estudio identifica detonante que acelera la comunicación de las células cerebrales
Los investigadores de los Institutos Nacionales de Salud han descubierto en ratones un disparador molecular que inicia la mielinización, el proceso por el cual las redes de las células cerebrales se refuerzan con un material aislante llamada mielina que acelera su capacidad para transmitir mensajes.
El proceso de mielinización es una parte esencial del desarrollo del cerebro. Formación de la mielina es necesario para las células cerebrales para comunicarse y que pueden contribuir al desarrollo de las habilidades y el aprendizaje.
Los investigadores demostraron que una señal eléctrica que pasa a través de una de las células cerebrales (neuronas) se traduce en la liberación de las células cerebrales del glutamato molécula. Glutamato, a su vez, provoca otro tipo de célula del cerebro, llamada oligodendrocitos, para formar un punto de contacto con la neurona. Las señales transmitidas a través de este punto de contacto estimular la oligodendrocitos para hacer las proteínas de mielina y comenzar el proceso de mielinización. En este proceso, la mielina envuelve los axones de oligodendrocitos, el tiempo, como el cable-proyecciones que se extienden desde cada neurona. El proceso de mielinización es análoga a envolver cinta aislante alrededor de los cables al descubierto.
Las señales eléctricas se transmiten de una neurona a la siguiente es una forma básica de comunicación en el cerebro. Las capas de mielina que envuelven los oligodendrocitos alrededor de las neuronas impulsar estas señales para que viaje 50 veces más rápido que antes.
El estudio fue realizado por Hiroaki Wake, Philip R. Lee, R. Campos y Douglas del desarrollo del sistema nervioso y la Sección de plasticidad de los NIH de Eunice Kennedy ShriverInstituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (NICHD).Sus hallazgos aparecen en línea en Science Express.
"Aislamiento comienza a formarse en los axones en las últimas etapas del desarrollo fetal, pero el proceso continúa a través de la niñez, la adolescencia y la adultez temprana", dijo el doctor Campos, autor principal del estudio. "Por ejemplo, los bebés no pueden levantar la cabeza o caminar hasta los axones de motor adecuada a ser mielinizadas, y los lóbulos frontales del cerebro, responsable de juicio y de más alto nivel de razonamiento complejo, no están completamente mielinizadas hasta los primeros años veinte."
La comprensión de cómo generar oligodendrocitos y la mielina reparación podría ayudar a dar una idea de cómo sólo los axones apropiada en el cerebro durante el desarrollo del ser aislados como las personas adquieren las habilidades, con el objetivo final de ayudar a hacerlo más eficiente, explicó el Dr. Campos. Del mismo modo, la comprensión del proceso de mielinización podría dar lugar a puntos de vista sobre los trastornos como la esclerosis múltiple, en la que la mielina está dañada o destruida. Por otra parte, la comprensión de la mielinización puede permitir a los investigadores para acelerar la mielinización y la reparación de los axones se recupera de una lesión.
Por todo el cerebro, oligodendrocitos y neuronas existen lado a lado. Los investigadores colocaron las células nerviosas del ratón y oligodendrocitos mielina de decisiones en conjunto en un plato y estimula las células nerviosas con impulsos eléctricos. Después de tres semanas, encontraron que las células nerviosas estaban envueltos en una capa de mielina.
En una cultura separada de las neuronas y oligodendrocitos, los investigadores bloquearon la liberación de glutamato molécula, un neurotransmisor. Los neurotransmisores hacen posible que las señales que pasan entre las células.Cuando la liberación de glutamato fue bloqueado, capa de mielina muy poco formado. Otros experimentos demostraron que después de los impulsos eléctricos y la liberación de glutamato, las células nerviosas y los oligodendrocitos vecinos comenzaron a enviar señales químicas de ida y vuelta. A continuación, los oligodendrocitos comenzó a hacer la proteína utilizada para formar la vaina de mielina. En concreto, los receptores en la membrana celular de los oligodendrocitos detectar el glutamato liberado por el axón, y esto provoca la formación de lo que los investigadores denominan adhesivos especializados de señalización de los cruces, puntos de contacto entre los oligodendrocitos y los axones que permiten que las señales pasen entre las células. Entonces comenzó la oligodentrocytes depósito de mielina en los axones eléctricamente activas, pero no en los axones que no se activa eléctricamente.
"Esto demuestra que los axones que transmiten las señales eléctricas se hará preferentemente aislados por la mielina", dijo el Dr. Campos.
El NICHD patrocina la investigación sobre el desarrollo, antes y después del parto, la salud materna, infantil y familiar, la biología reproductiva y población, y la rehabilitación médica. Para más información, visite el sitio web del Instituto enhttp://www.nichd.nih.gov/ .
Acerca de los Institutos Nacionales de Salud (NIH): NIH, la agencia nacional de investigación médica, incluye 27 institutos y centros y es un componente de los EE.UU. Departamento de Salud y Servicios Humanos. NIH es la principal agencia federal de realizar y apoyar la investigación médica básica, clínica y aplicada, y está investigando las causas, tratamientos y curas para enfermedades comunes y raras. Para más información sobre el NIH y sus programas, visitewww.nih.gov .
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