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Cómo los diferentes sabores de la inhibición salvan el día

by posizionarte
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Durante el desarrollo, la falta de experiencia sensorial provoca poderosos mecanismos de plasticidad que alteran los circuitos cerebrales. Se sabe que muchos subtipos de neuronas inhibitorias influyen en la dinámica del circuito, pero aún no se comprende completamente cómo interactúan con la plasticidad. Científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro en Frankfurt han investigado cómo la plasticidad sináptica en roedores, que fueron privados de la visión en un ojo, afecta la actividad de la red en un modelo de circuito de la corteza sensorial. Sus hallazgos apuntan al papel de diferentes subtipos de interneuronas inhibitorias para explicar el patrón temporal de cambio en la velocidad de activación de las neuronas inhibidoras y excitatorias durante la privación sensorial.

Múltiples mecanismos de plasticidad interactúan y se equilibran entre sí a medida que dan forma a  durante su desarrollo. Una forma de visualizar la acción de estos mecanismos es romper el sistema y observar cómo reacciona. Durante décadas, los neurocientíficos experimentales han utilizado la privación monocular, el cierre de un ojo durante períodos específicos del desarrollo. Independientemente de su rica tradición en neurociencia, los efectos de la privación monocular aún dejan a los científicos con muchos enigmas sin resolver.

Recientemente, los experimentadores descubrieron que las tasas de activación de las neuronas excitatorias e inhibidoras están reguladas de una manera distinta y específica del tipo de célula por la plasticidad inducida por la privación monocular en curso. Para investigar cómo se logra la regulación específica del tipo de célula, Julijana Gjorgjieva, líder del grupo de investigación en el Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro y profesora en la Universidad Técnica de Múnich y su estudiante de posgrado Leonidas Richter desarrollaron un modelo mecánico del circuito cortical para estudiar cómo las interacciones de cambios observados experimentalmente en las sinapsis (las conexiones entre las neuronas) regulan la actividad.

«Descubrimos que la regulación específica del tipo de célula no se logra fácilmente en un modelo simple de neuronas excitatorias y un solo tipo de  , como se usa comúnmente en los estudios de modelado. Vinculamos este resultado al llamado efecto paradójico, que disminuye la inhibición. índices de disparo incluso cuando están accionados», explica Richter.

Los científicos analizaron cómo se desarrolla este efecto con la plasticidad más compleja inducida por la privación monocular. Esto les permitió investigar las condiciones para modular las tasas de activación excitatoria e inhibitoria en direcciones opuestas. «Descubrimos que la diversidad de interneuronas inhibitorias en la corteza es clave para capturar la regulación de las tasas de activación, especialmente cuando las neuronas están fuertemente conectadas, como es el caso de la corteza».

«Se sabe que diversas interneuronas desempeñan funciones específicas importantes en los cálculos corticales. Nuestros hallazgos sugieren que también tienen un papel clave en el desarrollo de los circuitos que subyacen a estos cálculos», dice Gjorgjieva.

La investigación fue publicada en Actas de la Academia Nacional de Ciencias .


Más información: Leonidas MA Richter et al, Un mecanismo de circuito para la modulación independiente de las tasas de activación excitatoria e inhibitoria después de la privación sensorial, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2022). DOI: 10.1073/pnas.2116895119

Información de la revista: Actas de la Academia Nacional de Ciencias 

Proporcionado por la Sociedad Max Planck

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