Una fase temprana en el proceso de desarrollo de la enfermedad de Alzheimer es un aumento metabólico en una parte del cerebro llamada hipocampo, informan investigadores del Instituto Karolinska, de Suecia, en un estudio publicado en la revista ´Molecular Psychiatry´. El descubrimiento abre la puerta a nuevos métodos potenciales de intervención precoz.

Los investigadores demuestran ahora que un aumento metabólico en las mitocondrias, las centrales energéticas celulares, es un indicador precoz de la enfermedad.

Los equipos responsables del estudio utilizaron ratones que desarrollaron la patología de la enfermedad de Alzheimer de forma similar a los humanos. El aumento del metabolismo en ratones jóvenes fue seguido de cambios sinápticos causados por la alteración del sistema de reciclaje celular (un proceso conocido como autofagia), un hallazgo que fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2016.

Al cabo de un tiempo, el metabolismo en el cerebro con Alzheimer suele decaer, lo que contribuye a la degradación de las sinapsis. Los investigadores también pudieron observar esto en los ratones más viejos, que habían padecido la enfermedad durante más tiempo.

«La enfermedad empieza a desarrollarse 20 años antes de la aparición de los síntomas, por lo que es importante detectarla pronto, sobre todo teniendo en cuenta los medicamentos retardadores que están empezando a llegar –afirma Per Nilsson, profesor asociado del Departamento de Neurobiología, Ciencias de la Atención y Sociedad del Instituto Karolinska–. Los cambios metabólicos pueden ser un factor diagnóstico en este sentido».

Maria Ankarcrona, profesora del mismo departamento, añade que, «curiosamente, los cambios en el metabolismo pueden observarse antes de que se hayan acumulado en el cerebro las placas insolubles características. El diferente balance energético coincide con lo que hemos visto en imágenes del cerebro con Alzheimer, pero ahora hemos detectado estos cambios en una fase más temprana».

El estudio se realizó en estrecha colaboración entre los grupos de ambos investigadores, que analizaron la parte del cerebro del ratón denominada hipocampo, una estructura que desempeña un papel importante en la memoria a corto plazo y que se ve afectada en las primeras fases del proceso patológico.

Aplicando la técnica de secuenciación del ARN para ver qué genes están activos en las células del hipocampo durante las distintas fases de la enfermedad, los investigadores descubrieron que una de las primeras etapas de la enfermedad es un aumento del metabolismo mitocondrial.

Los investigadores estudiaron los cambios que aparecían entonces en las sinapsis entre las neuronas del cerebro mediante microscopía electrónica y otras técnicas, y descubrieron que en las sinapsis se habían acumulado unas vesículas llamadas autofagosomas, por las que se descomponen las proteínas gastadas y se metabolizan sus componentes, lo que interrumpía el acceso a las proteínas en funcionamiento.

Los investigadores estudiarán ahora con más detalle el papel de las mitocondrias y la autofagia en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, en ratones, cuya enfermedad proporciona un modelo aún mejor del cerebro con Alzheimer.

«Estos resultados ponen de relieve la importancia de conservar las mitocondrias funcionales y el metabolismo normal de las proteínas –afirma Nilsson–. En el futuro, podremos hacer pruebas en ratones para ver si nuevas moléculas que estabilicen la función mitocondrial y autofágica pueden retrasar la enfermedad».

Referencia

Naia L, Shimozawa M, Bereczki E, Li X, Liu J, Jiang R, et al. Mitochondrial hypermetabolism precedes impaired autophagy and synaptic disorganization in App knock-in Alzheimer mouse models. Mol Psychiatry[Internet].2023[citado 4 nov 2023]. https://doi.org/10.1038/s41380-023-02289-4

6 noviembre 2023 | Fuente: IMMédico| Tomado de Atención Primaria | Neurología

Referencia

Kilpatrick LA, Siddarth P, Krause-Sorio B, Milillo MM, Aguilar-Faustino Y, Ercoli L, Narr KL, Khalsa DS, Lavretsky H. Impact of Yoga Versus Memory Enhancement Training on Hippocampal Connectivity in Older Women at Risk for Alzheimer’s Disease. J Alzheimers Dis. 2023 Jul 19. doi: 10.3233/JAD-221159. Epub ahead of print. PMID: 37482992.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37482992/

Neurología.com

Si alguien te pregunta ¿eres adicto al café?, puedes responder: Sí, pero con una condición, solo en mi oficina. No tengo muchas ganas de tomar café en casa, pero el hecho de estar en la oficina, donde solía tomar café todo el tiempo, parece desencadenar la adicción de mi cerebro a la cafeína. A menudo se dice que romper con malos hábitos o adiciones se trata de la fuerza de voluntad de una persona. Sin embargo, la adicción es una adaptación. No eres tú, es la jaula en la que vives, reflexiona Justin Lee, uno de los autores de este trabajo, que se ha publicado en la revista Cell Reports.

Distintos estudios han revelado que los estímulos ambientales como los lugares son la razón detrás de una adicción. Por ejemplo, las investigaciones sobre los veteranos de la guerra de Vietnam, adictos a la heroína, encontraron que los cambios en su lugar de vida, al regresar a casa del campo de batalla, eran la fuerza oculta para romper sus adicciones a las drogas de manera efectiva.

Cuando una persona se siente feliz, varias áreas del cerebro participan para sentir, recordar y repetir la acción. Específicamente, el hipocampo es responsable de la adquisición de memoria espacial. La gente puede recordar dónde tiene lugar tal experiencia de sentirse bien y revisitar ese lugar para recordar tal experiencia placentera. Sin embargo, las cosas podrían ponerse bastante problemáticas si la experiencia involucra el abuso de drogas.

El Condicionamiento de Preferencia de Lugar (CPP) es un paradigma experimental para estudiar el mecanismo de los comportamientos adictivos asociados a la experiencia placentera.

Hasta hace poco, se creía que la liberación de la hormona dopamina en la vía meso límbica del cerebro es la clave de la CPP. Sin embargo, a medida que se descubrió que los ratones con deficiencia de dopamina mostraban CPP, las vías de la CPP en el cerebro siguen siendo difíciles de comprender. Mientras tanto, el hipocampo, la región del cerebro responsable de la memoria espacial, no ha sido considerado involucrado en la CPP.

Se ha estudiado mucho sobre los receptores opioides neuronales, pero no se ha logrado una comprensión integral del mecanismo de la CPP.
El equipo de investigación observó unas células aparentemente improbables que se había considerado que solo proporcionaban apoyo y protección a las neuronas, los astrocitos (es decir, un tipo celular de células no neuronales) en el cerebro.

Sus experimentos en ratones

En sus experimentos, los investigadores colocaron ratones en dos espacios separados con una puerta en el centro. Un compartimento era negro con un suelo de rejilla de acero inoxidable y otro a rayas con blanco y negro. Al principio, dejaron que los ratones se movieran por los dos espacios a través de la puerta para encontrar su lugar preferido y el no preferido. Luego, dieron a los ratones el sintético opioide DAMGO o morfina en sus espacios no preferidos para acondicionar solo los controles de opiáceos del CPP de los ratones.

Después de este condicionamiento, los investigadores dejaron que los ratones exploraran libremente los dos espacios separados, y observaron qué habitación prefirieron los ratones. Los experimentos demostraron que la inyección de DAMGO o morfina activa los receptores opioides astrocíticos en el hipocampo para liberar glutamatos.

Estos neurotransmisores excitadores aumentan las transmisiones sinápticas en la zona del cerebro responsable de la adquisición de memoria espacial para inducir la CPP. El aumento de las actividades sinápticas se llama técnicamente la potenciación a largo plazo (LTP).

Para ver si los receptores opioides astrocíticos son el componente esencial para iniciar la CPP inducida por opiáceos, los investigadores realizaron silenciamiento génico específico de los receptores opioides en el hipocampo para ver si la CPP es inducida por el tratamiento con DAMGO. Los investigadores encontraron que la CPP no fue inducida por el tratamiento con DAMGO sin receptores opioides astrocíticos del hipocampo.

Estos hallazgos indican que los receptores opioides astrocíticos del hipocampo son críticos para la inducción de la CPP, además de los receptores opioides neuronales meso límbicos. De esta forma, el trabajo ha verificado que los receptores opioides astrocíticos en el hipocampo es donde tanto los opiáceos artificiales (morfina) como los biológicos (DAMGO) comienzan a inducir la adquisición de memoria contextual asociada con el placer.

El astrocito es el tipo de célula más abundante en el cerebro. Este estudio orientado a los astrocitos permite dar un paso adelante en la comprensión de cómo los humanos prefieren un cierto lugar donde se asocia una memoria feliz.

Esperamos que este estudio impulse el paso de una visión neurocéntrica a una visión gliocéntrica en el campo de la ciencia cerebral, explica el autor correspondiente del estudio, Justin Lee.

eero 24/2019 (Europa Press) – Tomado del Boletín temático en Medicina. Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Artículo de referencia:
Min-Ho Nam , Kyung-Seok Han, Jaekwang Lee , Se-Young Choi and cols..: Activation of Astrocytic μ-Opioid Receptor Causes Conditioned Place Preference. Cell Reports. :https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.06.071

Un equipo internacional, liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha reconstruido las conexiones neuronales del hipocampo en tres dimensiones. El análisis de cerca de 25 000 conexiones entre células nerviosas permitirá comprender mejor el funcionamiento del hipocampo. Esta región del cerebro es fundamental para entender tanto cómo gestionamos la memoria, el aprendizaje y la orientación espacial como su involucración en el inicio de la enfermedad de Alzheimer y de la epilepsia del lóbulo temporal (la forma más común de epilepsia farmacorresistente).

En el cerebro humano existen millones de neuronas y cada una de ellas, a su vez, forma miles de conexiones o sinapsis con otras neuronas. Esto significa que hay billones de sinapsis en el cerebro que permiten que la información se transmita. Sin embargo, estudiar las conexiones de las neuronas es una labor compleja, debido a que solo se puede realizar mediante microscopia electrónica y debido a la escasa disponibilidad de tejido cerebral humano adecuado para su estudio.

“El hipocampo humano se compone de varias regiones conectadas entre sí, entre las que se encuentran el subículo, CA1, CA2, CA3 y el giro dentado. El presente trabajo se ha centrado en el estudio de las conexiones neuronales en CA1. Esta es la primera región del hipocampo humano que se estudia a nivel nanoscópico. Se desconoce la organización de las sinapsis en el resto de regiones”, explica Javier DeFelipe, neurobiólogo del Instituto Cajal (CSIC).

La investigación ha logrado realizar la primera descripción detallada de la organización sináptica del hipocampo humano. Un avance que ha permitido observar como las sinapsis están agrupadas de forma más compacta en unas capas del hipocampo que en otras. En cuanto a su tipología, el estudio ha desvelado que la mayoría de las sinapsis son excitadoras, es decir, son conexiones que a través de señales eléctricas generan un potencial de acción, conocido como impulso nervioso, que activa a la siguiente neurona.

Otra característica que los investigadores observaron de las conexiones entre neuronas es que se establecen principalmente con “espinas” dendríticas. Estas estructuras microscópicas, descubiertas por el premio Nobel Santiago Ramón y Cajal, son pequeñas protuberancias o “espinas” que se encuentran en el árbol dendrítico de ciertas neuronas.

La información obtenida a partir del análisis del hipocampo permitirá avanzar en el modelado computacional que trata de simular la actividad del cerebro humano de manera virtual. Todo ello podrá ser aplicado para comprender mejor cómo el cerebro gestiona la memoria, el aprendizaje y la orientación espacial; y cómo se ve afectado por patologías como la epilepsia o la enfermedad de Alzheimer.

Las dificultades para estudiar el cerebro humano

El estudio de las conexiones entre las neuronas presenta una gran complejidad, ya que las sinapsis solo se pueden visualizar utilizando microscopios electrónicos. En este estudio se ha utilizado un nuevo tipo de microscopio electrónico que permite hacer reconstrucciones 3D de las sinapsis del cerebro. Posteriormente, las imágenes nanoscópicas se analizan mediante la aplicación de un software desarrollado por científicos del proyecto Cajal Blue Brain, del que también forma parte los autores de este trabajo. “Utilizando microscopios electrónicos de última generación y el programa informático EspINA se consigue la reconstrucción de las sinapsis en 3D”, añade.

Tradicionalmente se han realizado investigaciones sobre la actividad del cerebro en animales, pero ello plantea el problema de cómo extrapolar los resultados al ser humano de forma fiable. Este obstáculo ha convertido la necesidad de observar el cerebro humano de manera directa en uno de los grandes objetivos de la neurociencia. Ante este reto, un obstáculo es la escasa disponibilidad de tejido cerebral humano adecuado para el estudio de la sinapsis. En ocasiones, el tejido cerebral donado tras la muerte del individuo (tejido postmortem) puede emplearse en estudios a escala nanoscópica. Sin embargo, para que ello ocurra, es necesario que el tiempo transcurrido entre el fallecimiento de la persona y la extracción del cerebro sea inferior a cuatro horas.

En el ámbito de la investigación, las donaciones son fundamentales para entender el funcionamiento de las sinapsis en un cerebro sano y sus posibles alteraciones en un cerebro afectado por enfermedades neurológicas.

“Conocer la organización de las sinapsis en el hipocampo humano normal es fundamental para poder entender qué alteraciones existen en las conexiones de las neuronas en patologías como la epilepsia y la enfermedad de Alzheimer, en las que el hipocampo es una de las regiones cerebrales que se encuentra severamente afectada”, concluye.

octubre 24/2022 (Dicyt)

Un equipo internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha comprobado que las enfermedades neurodegenerativas atacan las células madre del cerebro humano e impiden la generación de nuevas neuronas.

El estudio, publicado en la revista Science y que ha sido presentado en una rueda de prensa en la sede central del CSIC (Madrid), demuestra por primera vez la existencia de células madre en el hipocampo, una región del cerebro humano adulto. Su proliferación permite la generación de nuevas neuronas a lo largo de toda la vida, un proceso conocido como neurogénesis hipocampal adulta.

“Ya sabíamos que la neurogénesis tenía lugar en el cerebro de roedores, pero esta es la primera vez que se demuestra la existencia de estas células madre en el cerebro humano”, enfatiza la directora del estudio, Maria Llorens-Martín, investigadora del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid.

La generación de neuronas en el hipocampo adulto se encuentra gravemente dañada en pacientes con enfermedades neurodegenerativas, como ELA.

“El mayor desafío de este trabajo ha sido poder conseguir una colección de muestras adecuada para la visualización de estas células. Esto nos ha llevado 11 años”, explica a SINC la experta durante la rueda de prensa celebrada este jueves.

Los resultados obtenidos profundizan en el conocimiento del cerebro humano y permitirán sentar las bases para el desarrollo futuro de herramientas terapéuticas y de regeneración que frenen el avance de las enfermedades neurodegenerativas.

Esta investigación revela, además, que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta se encuentra gravemente dañado en pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedad de Huntington, párkinson, demencia con cuerpos de Lewy, y demencia frontotemporal. “Estas enfermedades neurodegenerativas atacan específicamente a las células madre, lo que impide la generación de nuevas neuronas sanas”, recalca la experta.

Asimismo, cada una de estas enfermedades genera una ‘firma’ celular propia, al dañar de manera más acusada a determinadas subpoblaciones celulares que forman parte del proceso de neurogénesis hipocampal adulta.

Un nicho celular especializado

En el cerebro adulto, la generación de nuevas neuronas a partir de células madre es posible gracias a la existencia de un nicho celular especializado ─nicho neurogénico hipocampal─ presente en muy pocas regiones del cerebro, entre ellas, el hipocampo. Este posee una compleja estructura formada por células gliales y vasos sanguíneos.

Este estudio demuestra que las alteraciones en dicha generación de neuronas están íntimamente relacionadas con el funcionamiento del nicho celular del hipocampo en nuestra especie.

Las alteraciones en dicha generación de neuronas están íntimamente relacionadas con el funcionamiento del nicho celular del hipocampo en nuestra especie

“Gracias a nuestro trabajo, sabemos que este nicho crea el entorno ideal permisivo para que las nuevas neuronas maduren y sobrevivivan, y que se transforma en un ambiente hostil durante el envejecimiento fisiológico y patológico”, detalla la autora.

La existencia y composición celular de este nicho en el ser humano eran desconocidas hasta el momento. Este trabajo muestra que tanto el propio proceso de neurogénesis adulta como el nicho celular en el que se generan las nuevas neuronas sufren cambios a lo largo de la vida.

“En particular, hemos descubierto que el funcionamiento de las células de microglía, un tipo celular del sistema inmunitario encargado de regular el número y la maduración de las nuevas neuronas que se generan en el hipocampo, está dañado en personas de avanzada edad”, afirma la experta.

El funcionamiento de las células de microglía está dañado en personas de avanzada edad

Todo ello hace que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta disminuya a lo largo del envejecimiento, aunque tiene lugar hasta los 90-100 años, tal y como demuestran investigaciones anteriores del mismo equipo científico.

La ventaja de la plasticidad neural
El nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo confiere una gran capacidad de remodelación y adaptación al cerebro de los mamíferos, un concepto denominado plasticidad neural. Sin embargo, el hipocampo también presenta una notable vulnerabilidad a enfermedades neurodegenerativas y psiquiátricas, en las que algunas poblaciones celulares son más susceptibles a determinadas enfermedades que a otras.

“En pacientes con ELA, huntington o párkinson observamos un incremento en el número de neuronas maduras y también de células madre. Sin embargo, esto no significa que haya una mayor tasa de neurogénesis. También existe mayor muerte celular y menor actividad de las células madre. Es decir, aunque el proceso inicialmente parece que está incrementado, finalmente falla y las nuevas neuronas no adquieren una maduración correcta”, subraya la autora.

En todos estos trastornos neurodegenerativos, se ha observado una reducción en la actividad proliferativa de las células madre

En todos estos trastornos neurodegenerativos, se ha observado una reducción en la actividad proliferativa de las células madre y un aumento de su quiescencia (un estado vegetativo, sin división celular).

Además, las nuevas neuronas generadas presentaban importantes defectos en su maduración, ya que no consiguen completarla de manera adecuada y adquieren morfologías aberrantes.

“En pacientes con enfermedades neurodegenerativas, las nuevas neuronas no adquieren una morfología correcta, porque presentan un número de prolongaciones y una orientación de las mismas que es totalmente diferente al que presentan las personas sanas. Por tanto, estas neuronas no son capaces de conectarse correctamente con el resto del circuito”, concluye la investigadora.

febrero 20/2022 (SINC)

Referencia:

J. Terreros-Roncal, E.P. Moreno-Jiménez, M. Flor-García, C.B. Rodríguez-Moreno, M.F. Trinchero; F. Cafini; A. Rábano; M. Llorens-Martín. 2021. Impact of neurodegenerative diseases on human adult hippocampal neurogenesis. Science. DOI: 10.1126/science.abl5163

El estudio, publicado en la revista Science y que ha sido presentado en una rueda de prensa en la sede central del CSIC (Madrid), demuestra por primera vez la existencia de células madre en el hipocampo, una región del cerebro humano adulto. Su proliferación permite la generación de nuevas neuronas a lo largo de toda la vida, un proceso conocido como neurogénesis hipocampal adulta.

“Ya sabíamos que la neurogénesis tenía lugar en el cerebro de roedores, pero esta es la primera vez que se demuestra la existencia de estas células madre en el cerebro humano”, enfatiza la directora del estudio, Maria Llorens-Martín, investigadora del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid.

La generación de neuronas en el hipocampo adulto se encuentra gravemente dañada en pacientes con enfermedades neurodegenerativas, como ELA .

“El mayor desafío de este trabajo ha sido poder conseguir una colección de muestras adecuada para la visualización de estas células. Esto nos ha llevado 11 años”, explica la experta durante la rueda de prensa celebrada recientemente.

Los resultados obtenidos profundizan en el conocimiento del cerebro humano y permitirán sentar las bases para el desarrollo futuro de herramientas terapéuticas y de regeneración que frenen el avance de las enfermedades neurodegenerativas.

Esta investigación revela, además, que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta se encuentra gravemente dañado en pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedad de Huntington, párkinson, demencia con cuerpos de Lewy, y demencia frontotemporal. “Estas enfermedades neurodegenerativas atacan específicamente a las células madre, lo que impide la generación de nuevas neuronas sanas”, recalca la experta.

Asimismo, cada una de estas enfermedades genera una ‘firma’ celular propia, al dañar de manera más acusada a determinadas subpoblaciones celulares que forman parte del proceso de neurogénesis hipocampal adulta.

Un nicho celular especializado

En el cerebro adulto, la generación de nuevas neuronas a partir de células madre es posible gracias a la existencia de un nicho celular especializado ─nicho neurogénico hipocampal─ presente en muy pocas regiones del cerebro, entre ellas, el hipocampo. Este posee una compleja estructura formada por células gliales y vasos sanguíneos.

Este estudio demuestra que las alteraciones en dicha generación de neuronas están íntimamente relacionadas con el funcionamiento del nicho celular del hipocampo en nuestra especie.

“Gracias a nuestro trabajo, sabemos que este nicho crea el entorno ideal permisivo para que las nuevas neuronas maduren y sobrevivan, y que se transforma en un ambiente hostil durante el envejecimiento fisiológico y patológico”, detalla la autora.

La existencia y composición celular de este nicho en el ser humano eran desconocidas hasta el momento. Este trabajo muestra que tanto el propio proceso de neurogénesis adulta como el nicho celular en el que se generan las nuevas neuronas sufren cambios a lo largo de la vida.

“En particular, hemos descubierto que el funcionamiento de las células de microglía, un tipo celular del sistema inmunitario encargado de regular el número y la maduración de las nuevas neuronas que se generan en el hipocampo, está dañado en personas de avanzada edad”, afirma la experta.

El funcionamiento de las células de microglía está dañado en personas de avanzada edad

Todo ello hace que el proceso de neurogénesis hipocampal adulta disminuya a lo largo del envejecimiento, aunque tiene lugar hasta los 90-100 años, tal y como demuestran investigaciones anteriores del mismo equipo científico.

La ventaja de la plasticidad neural 

El nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo confiere una gran capacidad de remodelación y adaptación al cerebro de los mamíferos, un concepto denominado plasticidad neural. Sin embargo, el hipocampo también presenta una notable vulnerabilidad a enfermedades neurodegenerativas y psiquiátricas, en las que algunas poblaciones celulares son más susceptibles a determinadas enfermedades que a otras.

“En pacientes con ELA, huntington o párkinson observamos un incremento en el número de neuronas maduras y también de células madre. Sin embargo, esto no significa que haya una mayor tasa de neurogénesis. También existe mayor muerte celular y menor actividad de las células madre. Es decir, aunque el proceso inicialmente parece que está incrementado, finalmente falla y las nuevas neuronas no adquieren una maduración correcta”, subraya la autora.

En todos estos trastornos neurodegenerativos, se ha observado una reducción en la actividad proliferativa de las células madre y un aumento de su quiescencia (un estado vegetativo, sin división celular).

Además, las nuevas neuronas generadas presentaban importantes defectos en su maduración, ya que no consiguen completarla de manera adecuada y adquieren morfologías aberrantes.

“En pacientes con enfermedades neurodegenerativas, las nuevas neuronas no adquieren una morfología correcta, ya que presentan un número de prolongaciones y una orientación de las mismas que es totalmente diferente al que presentan las personas sanas. Por tanto, estas neuronas no son capaces de conectarse correctamente con el resto del circuito”, concluye la investigadora.

octubre 24/2021 (SINC)

Referencia:

Terreros-Roncal J., Moreno-Jiménez E.P., Flor-García M., Rodríguez-Moreno C.B., Trinchero M. F., Cafini F.;  Rábano A.,  Llorens-Martín M.. 2021. Impact of neurodegenerative diseases on human adult hippocampal neurogenesis. Science. DOI: 10.1126/science.abl5163

El neuropéptido encefalina, compuesto por cinco aminoácidos, es fundamental para que el encuentro con alguien que no hemos visto con anterioridad quede archivado en nuestra memoria. Así lo afirma un estudio liderado en el Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC/UMH) y realizado en ratones, una especie social como los humanos. Los resultados se publican en Molecular Psychiatry.

“Este trabajo proporciona un mecanismo novedoso y hasta ahora desconocido para el almacenamiento de la memoria, en el que la acción de neuronas inhibidoras locales produce una plasticidad sináptica de larga duración –indispensable para la formación de esta memoria social– a través de la liberación de la encefalina y su acción sobre los receptores opioides delta”, explica Félix Leroy, científico de la institución valenciana.

Queremos ver cómo la plasticidad que hemos demostrado en esta publicación se puede aprovechar para rescatar la capacidad de formar memoria social en estos animales, expreso Félix Leroy.

La plasticidad sináptica hace referencia a los cambios que se producen en la intensidad de la comunicación entre las neuronas, y es el principal mecanismo implicado en la memoria y el aprendizaje. Mientras, la encefalina actúa como un depresor de la comunicación neuronal y es liberada por las neuronas VIP.

Las neuronas VIP, llamadas así porque producen un péptido que fue aislado inicialmente en el intestino denominado péptido intestinal vasoactivo, se encuentran en una pequeña zona del hipocampo denominada CA2, que está implicada en la formación de la memoria social. Estas células VIP actúan en esta zona del cerebro como neuronas des inhibitorias, porque frenan a las neuronas inhibitorias. De esta manera, las neuronas excitadoras pueden activarse indirectamente.

Así, las neuronas VIP muestran una mayor actividad durante el encuentro con un individuo desconocido que frente a otro familiar y también ante un objeto nuevo. Cuando las inter neuronas VIP en CA2 liberan encefalina, se induce un tipo especial de plasticidad, denominada ITDP (Input-timing-dependent plasticity), que es fundamental para la formación de la memoria social.

Cuando las inter neuronas VIP en CA2 liberan encefalina, se induce un tipo especial de plasticidad que es fundamental para la formación de la memoria social.

Revertir la esquizofrenia

“La disfunción de CA2 ha sido relacionada con la esquizofrenia en humanos y se cree que contribuye a los déficits de memoria social. Una mejor comprensión de cómo los opioides endógenos regulan la función de la CA2 contribuirá a una mejor comprensión de los mecanismos de la enfermedad”, añade Leroy.

“Por los modelos de ratón de esquizofrenia sabemos que la zona CA2 está mal regulada en esta enfermedad, y que esos ratones no pueden formar memoria social. Lo que estamos haciendo ahora es ver cómo la plasticidad que demostrada en esta publicación se puede aprovechar para rescatar la capacidad de formar dicha memoria social en estos animales”, concluye el investigador.

julio 26/2021 (SINC)

Referencia: 

Leroy, F., de Solis, C.A., Boyle, L.M. et al. Enkephalin release from VIP interneurons in the hippocampal CA2/3a region mediates heterosynaptic plasticity and social memory. Mol Psychiatry (2021). DOI: 10.1038/s41380-021-01124-y

Un estudio liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), en colaboración con la Universidad Pablo de Olavide (UPO), ha demostrado que es imprescindible la presencia del receptor dopaminérgico D2 en las neuronas del hipocampo para que la dopamina, uno de los principales neurotransmisores cerebrales, pueda modular los cambios sinápticos responsables de la adquisición y la consolidación de la memoria. El trabajo se publica en la revista Cerebral Cortex.

La memoria es una función cognitiva que se define como el proceso de codificar, almacenar y recuperar información. En el ser humano se distinguen diferentes tipos de memoria: la memoria asociativa y la espacial. La primera permite recuperar información almacenada en el cerebro ante un estímulo que previamente ha sido asociado con dicha información, favoreciendo respuestas optimizadas basadas en la experiencia previa. Por su parte, la memoria espacial, a través de la que se registra información sobre el entorno, facilita la interacción con el mundo que nos rodea.

En la adquisición y la consolidación de la memoria está implicado el hipocampo mediante cambios plásticos en las sinapsis neuronales que almacenan la información recibida de otros núcleos y del exterior. “Hasta el momento se sabía que la dopamina era capaz de modular estos cambios, aunque se desconocían los mecanismos neuronales involucrados. En trabajos previos de laboratorio se había demostrado la importancia del receptor D1 en la memoria espacial y la plasticidad sináptica, pero quedaba por desvelar la implicación del receptor D2”, señala Rosario Moratalla, investigadora del CSIC en el Instituto Cajal.

Combinando el uso de un modelo genético de ausencia del receptor D2 con estrategias de manipulación genética, los investigadores han comprobado que la falta de este receptor reduce la plasticidad sináptica en el hipocampo

 diciembre 29/2020 (Dicyt)

El estudio ha sido posible gracias a la participación voluntaria de personas con epilepsia que, debido a su enfermedad, llevan implantados electrodos intracraneales. Haciendo uso de la realidad virtual, los participantes llevaron a cabo tareas de memoria espacial.
El sabor de la merienda al salir del cole, el primer beso, aquella fiesta hasta el amanecer… Los recuerdos son nuestra forma de viajar al pasado y, pese a lo fácil que pueda resultarnos rememorar una situación, el proceso cerebral que tiene lugar es complejo y sigue siendo, en gran parte, un misterio. ¿En qué mecanismo biológico se basa esta capacidad para “viajar en el tiempo”?

Un estudio liderado por Paul Verschure, Profesor de Investigación de la Institución Catalana de Estudios Avanzados (ICREA) y  jefe del grupo de Sistemas sintéticos, Perceptivos, Emotivos y Cognitivos (SPECS) del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y publicada recientemente en la revista Nature Communications   desvela una cuestión fundamental sobre la memoria humana: por primera vez se demuestra que el hipocampo es el responsable de coordinar el proceso de recuperación de un recuerdo. Una hipótesis que, hasta el momento, solo se barajaba de forma teórica.

La clave que ha permitido dar con este hallazgo reside en los voluntarios que han participado en el estudio: se trata de pacientes de epilepsia que, con el objetivo de monitorizar su enfermedad, llevan implantados electrodos intracraneales. “Estos pacientes nos ofrecían una oportunidad extraordinaria. Gracias a sus implantes, hemos podido registrar simultáneamente la actividad neurofisiológica del hipocampo y el neocórtex, algo que ningún otro estudio en humanos había logrado antes”, subraya Verschure.

La realidad virtual, una gran aliada para la neurociencia

Además, la investigación ha contado con un elemento poco habitual: la realidad virtual. “Queríamos ver qué sucede en los procesos de memoria cuando manipulamos el espacio donde estos se desarrollan”, explica Daniel Pacheco, investigador posdoctoral en el grupo SPECS del IBEC y primer autor del artículo. “Nuestro experimento virtual permite disociar la relación existente entre una imagen y el contexto que la rodea”.

Los participantes del estudio debían recorrer un laberinto virtual formado por cuatro habitaciones, cada una con veinte imágenes en su interior. Las habitaciones poseían texturas distintas en las paredes, que servían para identificarlas como contextos diferentes. Primero, cada participante recorría las habitaciones y observaba las imágenes. Después, volvían a recorrer el laberinto ligeramente modificado: los investigadores habían cambiado las ochenta imágenes iniciales, algunas se encontraban en una habitación distinta y otras habían sido sustituidas por imágenes nuevas. Los participantes tenían que indicar qué imágenes habían visto antes y cuáles no.

“La memoria implica la conservación de la información a lo largo del tiempo. Recordar un episodio requiere, por tanto, el restablecimiento de un estado dinámico en el cerebro, un ‘engrama’”, subraya Pacheco. Los denominados engramas de memoria son huellas, patrones en la actividad del cerebro que se originan cuando creamos un nuevo recuerdo. Cada vez que rememoramos una situación, el engrama se reproduce de nuevo.

Según revela el experimento, cuando una persona está recordando un suceso, es el hipocampo quien inicia un determinado engrama y, 500 milisegundos después, el neocórtex se suma a esta actividad. “Nuestro estudio demuestra que la memoria episódica se basa en interacciones coordinadas dentro de una red hipocampo-neocórtex. Estos resultados proporcionan un gran avance en nuestra comprensión del mecanismo cerebral que subyace a la memoria episódica y abren nuevas líneas de investigación relacionadas con la orquestación de los engramas de la memoria desde una perspectiva global del cerebro”, afirma Verschure. Las aplicaciones futuras que albergan los resultados de este estudio son ambiciosas y muy variadas: desde el tratamiento de aquellas personas que han sufrido episodios traumáticos, hasta su uso en casos de optimización del aprendizaje.

El estudio, liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña, ha contado con la colaboración de Rodrigo Rocamora, líder de la Unidad de Epilepsia del Hospital del Mar de Barcelona, y de Nikolai Axmacher, investigador principal del Instituto de Neurociencia Cognitiva de la Universidad de Ruhr Bochum (Alemania); y está enmarcado dentro del proyecto CDAC, liderado por Paul Verschure y financiado mediante una ERC Advanced Grant.

noviembre 16/2020 (IBCBarcelona)

Referencia Bibliográfica: 

Pacheco, D., Sánchez-Fibla, M., Duff, A., Principe, A., Rocamora, R., Zhang, H., Axmacher, N. & Verschure, P.F.M.J (2019). Coordinated representational reinstatement in the human hippocampus and lateral temporal cortex during episodic memory retrieval. Nature Communications, 10, 2255

Los resultados, publicados en la revista eLife, demuestran que el sistema de codificación de la memoria es más versátil de lo que se pensaba, ya que esta se actualizaría cuando hay nueva información en el entorno y se preservaría en contextos ya conocidos.

La actividad del hipocampo, una estructura del cerebro clave para funciones tan importantes como la orientación o la memoria, se organiza en secuencias de ondas lentas, denominadas theta, controladas por procesos de memoria interna y por señales sensoriales externas, pero se sabe poco de cómo se coordinan estos procesos. Aunque la actividad de ondas theta se considera una oscilación u onda coherente única, es en realidad el resultado de interacciones complejas entre las diferentes zonas del hipocampo que las generan.

Los investigadores han logrado identificar que el ritmo theta del hipocampo está formado por tres generadores principales y demostrar que estos son independientes, que su sincronía cambia en función de distintos comportamientos y que bandas específicas de ondas rápidas gamma controlan la oscilación lenta theta en función de las necesidades cognitivas. Lo han hecho mediante el uso de herramientas optogenéticas, basadas en el uso de proteínas microbianas denominadas opsinas, que pueden ser activadas por la luz con alta precisión temporal.

“Proponemos la existencia en el hipocampo de un mecanismo para segregar o integrar procesos basado en la coexistencia de diferentes patrones de ondas lentas y rápidas, que se acoplan o desacoplan de manera flexible. Cuando las necesidades cognitivas lo requieren, el procesamiento de información se realiza en paralelo, sin interferencia entre procesos, y cuando es necesario contrastar información almacenada en la memoria con la que llega del exterior, los ritmos se sincronizan e integran. De esta manera la memoria se actualizaría cuando hay nueva información en el entorno y se preservaría en contextos ya conocidos”, explica el investigador Santiago Canals, del Instituto de Neurociencias (CSIC-UHM).

La comunicación en el hipocampo

Las ondas en el hipocampo están originadas por la actividad eléctrica que genera la comunicación entre neuronas. Las ondas theta oscilan lentamente (8 hercios -Hz-) y se hallan en varias estructuras cerebrales, mientras que las ondas gamma son mucho más rápidas (entre 30 y 120 Hz, dependiendo de la región del hipocampo) y solo aparecen en épocas cortas en una fase específica de la oscilación theta.

Ambos tipos de ondas están muy relacionados, ya que mientras las ondas gamma contienen paquetes de información que se transmiten de una región a otra del hipocampo, las ondas theta lentas actúan como un reloj que coordina las secuencias de actividad entre las distintas regiones. Al igual que las señales de radio o de televisión, las oscilaciones gamma jugarían el papel de formar diferentes «canales» que utilizarían diferentes frecuencias y fases del ritmo para comunicarse sin interferir con otros canales.

Los investigadores analizaron si los generadores de ondas lentas del hipocampo trabajan juntos para obtener una oscilación theta común o si podían trabajar independientemente, con varias oscilaciones theta coexistiendo al mismo tiempo. Este segundo escenario, que han validado con su trabajo, permite la existencia de múltiples marcos de interacción entre theta y gamma, proporcionando un sistema de codificación de información mucho más versátil.

“Aunque no se comprenden todavía en detalle las condiciones que desencadenan la coordinación entre las estructuras hipocampales, dado que el desacoplamiento entre las componentes theta y gamma parece representar una firma electrofisiológica temprana presente en casos de alzhéimer, esquizofrenia y otras alteraciones psiquiátricas, este estudio plantea nuevos mecanismos que pueden ser cruciales para comprender estas patologías”, destaca Canals.

Además, este equipo multidisciplinario ha descubierto que los ritmos theta altamente sincronizados ocurren preferentemente durante las tareas que requieren coordinación entre las representaciones de la memoria interna y la información sensorial procedente del exterior. Adicionalmente, han encontrado que las oscilaciones rápidas gamma en bandas de frecuencia específicas están asociadas con generadores theta principalmente cuando estos están sincronizados.

agosto 19/2020 (Dicyt)

Referencia:

Madrona V.J., Pérez-Montoyo E., Álvarez-Salvado E., Moratal D., Herreras O., Pereda E., Mirasso C.R., Canals S.: Different theta frameworks coexist in the rat hippocampus and are coordinated during memory-guided and novelty tasks. eLife. DOI: 10.7554/eLife.57313

Los enfermos con cáncer de pulmón de células pequeñas se tienen que someter a radioterapia craneal como medida de prevención contra la metástasis cerebral, que se da en la mitad de los casos durante el curso de su enfermedad. Pero esta medida profiláctica tiene efectos negativos en la memoria de los enfermos. En casi el 70 % se ve afectada, y es el principal motivo de rechazo del tratamiento.

Ahora, un estudio liderado por el Hospital del Mar demuestra, por primera vez, que proteger una zona concreta del cerebro, el hipocampo, puede evitar esta consecuencia del tratamiento.
Se trata de un estudio de fase III, que ha analizado si la opción de proteger el hipocampo es segura en comparación con el tratamiento tradicional

El trabajo está encabezado por Nuria Rodríguez de Dios, médica adjunta del Servicio de Oncología Radioterápica y promovido por el Grupo de Investigación Clínica en Oncología Radioterápica (GICOR), en colaboración con el Grupo Oncológico Español Cáncer de Pulmón de la Sociedad Española de Oncología Radioterápica (GOECP-SEOR).
En él se han analizado datos de casi 150 enfermos con cáncer de pulmón de células pequeñas sin metástasis cerebral. Se trata de un estudio de fase III, que ha analizado si la opción de proteger el hipocampo es segura en comparación con el tratamiento tradicional.

Han colaborado otros 12 centros españoles: Hospital Clínico Universitario de Santiago de Compostela, Complejo Asistencial de Salamanca, Hospital Universitario Quirónsalud de Madrid, Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla, Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz, Hospital Universitari Sant Joan de Reus, Complejo Hospitalario de Navarra, Hospital Universitario Rey Juan Carlos de Móstoles, Hospital Ruber Internacional de Madrid, Hospital Universitario Araba de Vitoria y Hospital Universitario Ramón y Cajal.

Proteger la memoria gracias al hipocampo

El hipocampo es una pequeña zona situada en la región central del cerebro vinculada, entre otras cosas, a la memoria y al aprendizaje. Estudios anteriores en enfermos con metástasis al cerebro de diferentes tumores primarios ya habían indicado el beneficio de proteger esta área, las funciones de la cual también se pueden ver afectadas por otros aspectos relacionados con el tratamiento de la enfermedad, como la quimioterapia, o por otros condicionantes del enfermo, como factores vasculares o diabetes.

Pero hasta ahora no se había comprobado en enfermos con cáncer de pulmón de células pequeñas, tratados de forma preventiva para evitar la expansión del tumor al cerebro. El estudio no solo ha evaluado los efectos del nuevo abordaje del tratamiento sobre la memoria. También ha analizado su impacto sobre la calidad de vida de los enfermos, los efectos secundarios, la incidencia de metástasis cerebral, la supervivencia y los cambios en el volumen del hipocampo.

Se ha realizado un seguimiento a los enfermos durante dos años, en los cuales se les ha sometido a diversas pruebas, como resonancias magnéticas para ver la evolución de la dimensión del hipocampo y test de memoria. Los resultados indican, según Rodríguez de Dios, que en el grupo al cual protegimos el hipocampo, no solo se conserva la memoria al cabo de 3 meses, sino que se mantiene incluso dos años después de recibir la radiación.
Estudios fase III como este implican un cambio en la práctica clínica ya que obligarán a cambiar el tratamiento tradicional a estos enfermos.

Además, las imágenes del cerebro, analizadas por la Fundació Pasqual Maragall, demuestran que en los casos en los cuales se irradia todo el cráneo el hipocampo se atrofia. En el resto de aspectos analizados ha quedado demostrado que no hay diferencias en supervivencia con los enfermos que recibieron radioterapia en todo el cerebro. A la vez, se confirma que la incidencia de metástasis en el hipocampo es muy baja.

Cambio en la práctica clínica
Rodríguez de Dios asegura que estudios fase III como este implican un cambio en la práctica clínica. Los trabajos que demuestran los beneficios de la protección del hipocampo obligarán a cambiar el tratamiento tradicional a estos enfermos.

Eso sí, la protección de esta área del cerebro solo es posible con equipos avanzados, que permiten modular el alcance y la dosis de la radiación que se emite en cada zona. Hacer este tipo de tratamiento implica más tiempo para los médicos delimitando volúmenes, más tiempo para el radiofísico para planificar el tratamiento, y un requerimiento más importante para los técnicos en las unidades de tratamiento y para los equipos, explica la experta.

Este trabajo ha sido reconocido como la mejor presentación oral en el XX Congreso de la Sociedad Española de Oncología Radioterápica (SEOR), celebrado a principios del mes de junio en Santiago de Compostela y ha sido seleccionado como comunicación oral en el congreso de la American Society of Radiotion Oncology’s (ASTRO), que se celebrará en Chicago próximamente.

Referencia bibliográfica:
Rodríguez de Dios N, Couñago F, López JL, Calvo P, Murcia M, Rico M, Vallejo C, Luna J, Trueba I, Cigarral C, Farre N, Manero RM, Durán X, Samper P. Treatment design and rationale for a randomized trial of prophylactic cranial irradiation with or without hippocampal avoidance for SCLC: PREMER-trial on behalf of GOECP/SEOR-GICOR. Clin Lung Cancer 2018; 19: e693-e697.

setiembre 10/2019 (SINC)

El estudio se ha basado en combinar un diagrama de las conexiones con la expresión genética del hipocampo de los ratones.

Los investigadores utilizaron rastreadores fluorescentes y animación en 3-D para revelar las estructuras, las conexiones sinápticas y las funciones del hipocampo de los ratones, a modo de atlas (Hippocampus Gene Expression Atlas).

Según los autores, con un mejor mapa, puede observarse cada región y ver cómo funciona. Ello constituye un recurso que los científicos pueden utilizar para comprender mejor el hipocampo y funciones relacionadas con el aprendizaje, la memoria y las emociones, y cómo su degeneración conduce a diversos trastornos cerebrales, como la enfermedad de Alzheimer. El estudio se publica en Nat Neurosci 2018.
noviembre 14/2018 (neurologia.com)

Científicos del Centro Médico Beth Israel Deaconess (Bidmc), en Boston, han catalogado, utilizando una tecnología desarrollada por la Universidad de Harvard, más de 20 000 células cerebrales en una región del hipotálamo del ratón. El estudio reveló 50 tipos de células diferentes, incluyendo un tipo de neuronas que pueden subyacer en parte del riesgo genético de la obesidad humana.

El catálogo de tipos de células, publicado en Nature Neuroscience, supone la primera lista de «piezas» completa de esta área del cerebro. Esta información permitirá a los investigadores establecer qué células juegan un papel importante en esta región.

«Sabemos que el hipocampo es importante para la memoria y que el hipotálamo es responsable de funciones básicas como la el hambre y la sed. Sin embargo, no sabemos qué tipo de células son responsables dentro de esas regiones, ahora con los avances que hemos dado en tecnología, podemos perfilar cada gen en decenas de miles de células individuales al mismo tiempo y empezar a analizar esos tipos de células una por una para averiguar sus funciones», ha explicado John N. Campbell, autor principal del estudio e investigador postdoctoral en el laboratorio del coautor Bradford Lowell.

La tecnología Drop-Seq, desarrollada por los coautores del estudio Steven McCarroll y Evan Macosko, permite evaluar cada gen expresado por células individuales. El proceso automatizado supuso que los investigadores del Bidmc pudieran perfilar decenas de miles de células en la misma cantidad de tiempo que llevaba tipificar una docena de células a mano.

Cambios en el estado energético
Campbell y sus colegas perfilaron más de 20 000 células de cerebro de ratón adulto en el hipotálamo arqueado y la eminencia mediana adyacente. Los perfiles de expresión génica de las células ayudan a los científicos a determianr sus funciones.

No solo localizaron 50 tipos nuevos de células, sino que perfilaron los tipos en diferentes condiciones de alimentación: comer a voluntad, dieta rica en grasas y, ayuno nocturno. La tecnología permitió evaluar cómo los cambios en el estado energético afectaron la expresión génica. Los tipos de células y los genes que eran sensibles a estos cambios en el estado de la energía son nuevos objetivos para tratar la obesidad. «A veces la identidad verdadera de una célula no sale hasta que se coloca bajo cierta tensión. En las condiciones de ayuno, podemos ver si existe diversidad dentro de los tipos de células basándose en cómo responden a importantes estados fisiológicos», ha señalado Linus Tsai, coautor y profesor asistente de Medicina en la División de Endocrinología, Diabetes y Metabolismo.

Finalmente, los científicos analizaron estudios de asociación del genoma completo humano previos que revelaron variantes genéticas relacionadas con la obesidad. Observando qué tipos de células cerebrales expresan estos genes relacionados con la obesidad, implicaron dos nuevos tipos de neuronas en el control genético del peso corporal.
febrero 9/2017 (diariomedico.com)

El equipo de Cyrus Raji, de la Universidad de California en San Francisco, Estados Unidos, valiéndose de una técnica especial de tomografía computarizada, ha hecho un análisis minucioso de los patrones de actividad y de flujo sanguíneo, y ha comprobado que este último era anormalmente bajo en prácticamente todas las áreas cerebrales examinadas de casi 1000 consumidores de marihuana, a diferencia de lo medido en los individuos sanos no consumidores. Entre las áreas cerebrales afectadas en los consumidores, figuran algunas que resultan especialmente afectadas por las enfermedades de la enfermedad de Alzheimer, como el hipocampo.

El bajo flujo sanguíneo en el hipocampo de los consumidores de marihuana permitió distinguir de forma fiable a estos de los no consumidores. El sector derecho del hipocampo, durante una tarea de concentración, fue la región que ofrecía una «marca» más inequívoca para distinguir a los consumidores de marihuana de sus homólogos no consumidores. Se cree que el citado consumo interfiere con la formación de recuerdos, al inhibir la actividad en esta parte del cerebro.

Comparación anatómica cerebral entre un sujeto que lleva mucho tiempo consumiendo marihuana y alguien que no la consume. El primero posee múltiples defectos de perfusión cerebral, siendo esta inferior en las regiones temporal y parietal.

La nueva investigación indica que la marihuana puede tener efectos negativos significativos sobre la función cerebral. Es común la idea de que la marihuana es una droga recreativa segura, como en su día lo fue la de que el tabaco es inocuo. La nueva investigación reta directamente esa idea de la marihuana como droga sin efectos perjudiciales.
diciembre 27/2016 (noticiasdelaciencia.com)

Leer en:

Discriminative Properties of Hippocampal Hypoperfusion in Marijuana Users Compared to Healthy Controls: Implications for Marijuana Administration in Alzheimer’s Dementia

Los científicos utilizaron un vector de lentivirus para distribuir el gen PGC1-α a las células cerebrales. Estudios previos ya sugerían que este gen, implicado en la regulación del metabolismo del azúcar y la grasa, podría frenar la formación de la proteína β-amiloide en células en el laboratorio.

El virus se inyectó en dos áreas del cerebro de ratones susceptibles a la EA, el hipocampo y la corteza, ya que son las primeras regiones que desarrollan las placas amiloides. Los animales fueron tratados en las primeras etapas de la enfermedad. Tras cuatro meses, los ratones que recibieron el gen tenían muy pocas placas amiloides en comparación con los ratones no tratados, cuyo cerebro presentaba múltiples placas. Además, los ratones tratados eran capaces de realizar con éxito tareas de memoria igual que los ratones sanos. Tampoco se observó pérdida de células cerebrales en el hipocampo de los ratones que recibieron el tratamiento.

Igualmente, los ratones tratados tuvieron una reducción en el número de células gliales, que en la EA pueden liberar sustancias inflamatorias tóxicas que empeoran el daño celular.
noviembre 20/2016 (neurologia.com)

Leer más en:

PPARγ-coactivator-1α gene transfer reduces neuronal loss and amyloid-β generation by reducing β-secretase in an Alzheimer’s disease model

Así, los cerebros donados de personas fallecidas, son la materia prima de este centro que cuenta con tecnología de última generación a nivel nacional y es coordinado por José Luna Muñoz.

 «A cien años de que se hizo la descripción de esta enfermedad nos falta ver el origen» comenta el especialista, al tiempo que apunta una de las principales dificultades es que no se puede estudiar en animales, porque estas enfermedades neurodegenerativas son exclusivas del ser humano.

 Es en este momento en que son necesarios los ratones transgénicos a los que se les meten secuencias de DNA para que sobreexpresen las proteínas que están involucradas en la enfermedad de Alzheimer.

 «En lo que nos ayuda el ratón es que nosotros lo podemos sacrificar a diferentes etapas de vida del animal y vamos a poder ver su evolución y progresión, y así nos damos una idea de cómo se está comportando en el cerebro humano», dijo en entrevista con Notimex.

A esto se suma otra dificultad, «obviamente en el cerebro humano no podemos evaluar a través del tiempo (el proceso de la enfermedad) porque no podemos obtener tejido cerebral del paciente en vida, sino que todo esto son estudios post mortem».

 Haciendo frente a estos retos con tecnología de punta y un equipo de investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), Luna Muñoz adelanta uno de los avances que se estudian.

 «Lo que se ha relacionado más con la demencia son las marañas neurofibrilares, como si fueran una cantidad de hilos que se van formando dentro de la célula que al final la van a secuestrar y la va aislar de las demás neuronas.

 Nosotros estamos proponiendo que realmente tanto las marañas como las placas son mecanismos de protección del cerebro y esto conlleva para que realmente esta degeneración sea muy lenta»  Degeneración que puede llegar a durar en una persona con esta afección hasta 20 años, donde los síntomas clínicos pueden comenzar con pequeños olvidos o incluso se han sugerido alteraciones en la percepción de olores, detalla el especialista.

 El centro, que cuenta hoy en día con 250 cerebros ya en custodia, lleva a cabo sus estudios seccionado los cerebros por la mitad.

 Luego cada uno de los hemisferios los cortamos con rebanadas de más o menos un centímetro de espesor y esos son los que mantenemos (en recipientes herméticos) en el fijador, para después poder obtener las muestras que se requieran, explica.

 Por ejemplo, del área denominada «Hipocampo» que «es la zona que se encarga de los recuerdos y en Alzheimer esta es la primera zona que se altera o se modifica por la acumulación de estas estructuras patológicas».

 Para esto se realizan nuevos cortes a la muestra «que son de 50 micras esto es, un milímetro dividido en 20 partes, lo teñimos con marcadores fluorescentes y esto es lo que ponemos en el microscopio y a través de un rayo láser de diferentes longitudes de onda detectamos los marcadores».

 Pero profundizar en el origen de esta enfermedad no es el único interés del Centro, sino que «estamos tratando de buscar un método de diagnostico temprano, para la detección de Alzheimer y compararla con otros tipos de demencias», adelantó Luna Muñoz.

 Para los pacientes, esto sería de gran beneficio ya que cuando se detectan los primeros síntomas «a nivel celular el mecanismo de degeneración fue echado a andar 20 años atrás y si lo podemos detectar se pueden aplicar fármacos efectivos que eviten la degeneración».

 Por lo que para continuar con estos avances, «realmente nos hacen falta son más cerebros de personas que fallecen con alteraciones neurológicas porque la mayoría de estos cerebros son sin alteraciones; necesitamos que aquellos familiares que tienen sus pacientes con esta enfermedad que cuando fallezcan también nos donen estos cerebros».

 De manera que aquellos que estén interesados, el especialista puso a su disposición el teléfono  al correo electrónico jluna@cinvestav.mx donde «pueden preguntar más a fondo como es todo el trámite que hay que hacer», puntualizó.

 febrero 1 / 2015 (Notimex).-

Tomado del Boletín de Prensa Latina Copyright 2014 “Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina» S.A.

Para llegar a esta conclusión, un equipo de médicos, liderados por la doctora Agnes Flöel»el, jefa del área de Neurología Cognitiva del Centro de Investigación Clínica Neurocure, examinó la capacidad retentiva de 141 pacientes con una media de sesenta y tres años.

Durante el estudio se llevaron a cabo diferentes test de memoria consistentes, por ejemplo, en recordar durante media hora una lista de quince palabras, así como análisis del nivel de azúcar en sangre y resonancias magnéticas del hipocampo, uno de las zonas del cerebro más importantes para la memoria.

Los resultados recogidos mostraron que los pacientes que presentaban un nivel menor de azúcar en sangre obtuvieron mejores puntuaciones en las pruebas de memoria.

Así, las personas con mayores niveles de azúcar consiguieron recordar de media dos palabras menos que sus compañeros con menos cantidad de azúcar.

Además, el análisis de las resonancias mostró que el hipocampo en aquellos pacientes era de menor tamaño y presentaba «una estructura peor».

La doctora Flöel»el explicó que la gente «podría conservar su capacidad de memoria en edad avanzada a través del descenso del nivel de azúcar sanguíneo».

Por otra parte, Flöel»el incidió en la importancia de una dieta rica en verduras, frutas, cereales integrales y pescado, así como de «una actividad física regular que afecte positivamente el nivel de azúcar en sangre».

Por otra parte, Flöel»el incidió en la importancia de una dieta rica en verduras, frutas, cereales integrales y pescado, así como de «una actividad física regular que afecte positivamente el nivel de azúcar en sangre».
octubre 24/2013 (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Kerti L, Witte AV, Winkler A, Grittner U, Rujescu D, Flöel A.Higher glucose levels associated with lower memory and reduced hippocampal microstructure.Neurology. Oct 23, 2013, doi: 10.1212/01.wnl.0000435561.00234.ee

El cerebro humano acumula información durante el día, pero ¿cómo se registra en la memoria?, ¿qué hace que esta memoria pueda perdurar en el tiempo?

El grupo de investigación de Cognición y Plasticidad Cerebral del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (Idibell) y la Universidad de Barcelona, en colaboración  con la Unidad de Epilepsia del Hospital de Bellvitge, ha demostrado por primera vez en humanos el papel clave que juega el hipocampo en los procesos de reactivación y consolidación de la memoria.

El estudio se ha realizado en un grupo de pacientes de un tipo de epilepsia que se caracteriza por una atrofia y alteración de las neuronas del hipocampo, ya sea unilateral o bilateral.

Mientras los pacientes estaban ingresados antes de ser operados se les realizó una prueba para ver si la reactivación de la información recibida durante el día producía beneficios en la consolidación de la memoria durante el sueño.

Luis Fuentemilla, coordinador del estudio, ha explicado cómo se realizó la prueba: «Antes de ir a dormir se les presentaba una serie de parejas de sonidos e imágenes; por ejemplo, un aplauso correspondía a la imagen de una mesa, y se les pedía que se aprendieran las parejas asociadas. Durante la noche, en una fase profunda del sueño, se les repetía la mitad de los sonidos aprendidos y a primera hora de la mañana se les preguntaba por las asociaciones”.

En el grupo control, sin daños en el hipocampo, y en los pacientes con epilepsia unilateral se observó que recordaban mejor las asociaciones que se habían reactivado durante la noche. En cambio, los pacientes que tenían los dos hipocampos dañados no obtenían ningún beneficio.

«Esta es la prueba que demuestra el papel clave que juega el hipocampo en la reactivación y consolidación de la memoria», ha dicho Fuentemilla.

Según han explicado Lluís Fuentemilla y Julia Miró, coautora del estudio, este descubrimiento podría servir para experimentar con terapias que incluyan la reactivación de la memoria durante el sueño en pacientes con lesiones cerebrales, pero también podría abrir una nueva línea de investigación sobre cuáles son los mecanismos neuronales que sirven para fijar lo que aprendemos.
septiembre 18/2013 (Diario Médico)

Fuentemilla L, Miró J, Ripollés P, Vilà-Balló A, Juncadella M, Castañer S. Hippocampus-Dependent Strengthening of Targeted Memories via Reactivation during Sleep in Humans.Curr Biol. 2013 Sep 4.doi:10.1016/j.cub.2013.07.006

Esa proteína regula la actividad genética cerebral en el hipocampo, una región ubicada en la parte media del lóbulo temporal que está relacionada con la perdida de memoria.

Otra zona del cerebro, fuera del hipocampo y vinculada con la fase inicial del alzhéimer se mostró sin alteración alguna, acorde con el reporte de los estudiosos.

Ellos probaron que al incrementar los niveles de RbAp48 en ratones viejos, estos restablecieron sus funciones de memoria, similar a la de los más jóvenes.

Cuando inhibieron en éstos esa proteína, detectaron un déficit en sus habilidades cognitivas muy parecidas a las observadas en los ratones más viejos y similares a las afecciones que sufren los ancianos, como la pérdida de objetos en el hogar.

Los expertos también examinaron las características en cerebros de cadáveres humanos de entre 33 y 86 años, en los cuales buscaron diferencias genéticas y de proteínas.

La región cerebral del hipocampo interviene en la formación de recuerdos, además está implicada en la detección de acontecimientos y lugares.
agosto 29/2013  (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Pavlopoulos E, Jones S, Kosmidis S, Close M, Kim C, Kovalerchik O, Small SA, Kandel ER. Molecular Mechanism for Age-Related Memory Loss: The Histone-Binding Protein RbAp48. Sci Transl Med. 2013 Ago 28;5(200):200ra115.

Especialistas del Basque Center on Cognition y la Universidad de Berkeley, Estados Unidos, demostraron que una característica fisiológica es la responsable de que los individuos puedan o no suprimir sus memorias.

Según el artículo, la relevancia de esta capacidad del cerebro consiste en poder gestionar con mayor eficiencia la atención de la mente para abandonar recuerdos a voluntad.

La investigación muestra por primera vez la red de regiones cerebrales que permiten la interacción entre el área prefrontal lateral y el hipocampo durante el control de memorias.

El estudio demuestra cómo la fuerza de conexión entre las regiones de dicha red se diferencia entre las personas que son capaces o no de suprimir exitosamente sus recuerdos.

Los expertos estiman que a pesar de la facilidad de inhibir recuerdos, las experiencias no son borradas, sino temporalmente dañadas, y por lo tanto, más difíciles de recuperar.

A pesar de ello, analistas como Daniel Wegner sostienen teorías neurocientíficas que plantean como imposible la represión voluntaria de los recuerdos.

Sin embargo, este y anteriores estudios sugieren que las memorias recién adquiridas pueden resultar temporalmente inhibidas cuando los participantes intentan suprimirlas de manera activa y repetida.

Este análisis constituye un paso para desarrollar estrategias de control que permitan una regulación más eficiente de los recuerdos y de su influencia en la conducta y el pensamiento.
marzo 25/2013 (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Pedro M. Paz-Alonso, Silvia A. Bunge, Michael C. Anderson, Simona Ghetti.Strength of Coupling within a Mnemonic Control Network Differentiates Those Who Can and Cannot Suppress Memory Retrieval.The Journal of Neuroscience, 13 Mar 2013, 33(11): 5017-5026;

Los hallazgos pueden explicar cómo los individuos pueden hacer frente a experiencias adversas y podría conducir al desarrollo de tratamientos para mejorar los trastornos de control de memoria. «Este estudio es la primera demostración de dos mecanismos diferentes que provocan tales olvidos: uno, al apagar el sistema de recuerdos, y el otro, al facilitar al sistema de recuerdos ocupar la conciencia con una memoria sustituta», dice el autor del estudio, Roland Benoit de la Unidad de Cognición y Ciencias del Cerebro de la Universidad de Cambridge.

Estudios previos han demostrado que las personas pueden bloquear voluntariamente los recuerdos de la conciencia. Aunque varios estudios de neuroimagen han examinado los sistemas cerebrales implicados en este olvido intencional, aún no se habían puesto de manifiesto las tácticas cognitivas o los apuntalamientos neuronales precisos que utilizan las personas. Dos posibles maneras para olvidar los recuerdos no deseados son suprimirlos o sustituirlos con recuerdos más deseables, y estas tácticas podrían implicar distintos senderos neuronales.

Para probar esta posibilidad, Benoit y Michael Anderson, de la Unidad de Cognición y Ciencias del Cerebro utilizaron imágenes de resonancia magnética funcional para examinar la actividad cerebral de los voluntarios, que habían aprendido asociaciones entre pares de palabras y trataron posteriormente de olvidar esos recuerdos, bloqueándolos o recordando recuerdos sustitutivos.

Aunque las estrategias fueron igualmente eficaces, activaron distintos circuitos neuronales. Durante la supresión de la memoria, una estructura cerebral llamada corteza prefrontal dorsolateral inhibe la actividad en el hipocampo, una región crítica para recordar eventos pasados. Por otra parte, la sustitución de la memoria tuvo el apoyo de la corteza prefrontal caudal y la corteza prefrontal ventrolateral -dos regiones involucradas en traer recuerdos específicos a la conciencia en presencia de recuerdos distractivos.

«Una mejor comprensión de estos mecanismos, y la forma en que se descomponen en última instancia, puede ayudar a comprender los trastornos que se caracterizan por una regulación deficiente de los recuerdos, como el de estrés postraumático» dice Benoit. «Saber que procesos distintos contribuyen al olvido puede ser útil, porque la gente, naturalmente, puede hacerlo mejor en un enfoque u otro».
octubre 18/2012 (Diario Salud)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Roland G. Benoit, Michael C. Anderson . Opposing Mechanisms Support the Voluntary Forgetting of Unwanted Memories. Neuron, Volume 76, Issue 2, 450-460, 18 Oct 2012

Esas proteínas pueden ofrecer un área para los medicamentos que mejoren la memoria y alivien algunos de los síntomas cognitivos que caracterizan ciertas enfermedades incluida la esquizofrenia, la depresión y los males de Parkinson y Alzheimer.

El estudio lo condujo Joshua Hawk en la Universidad de Pensilvania y colaboraron investigadores del Instituto Médico Howard Hughes y de la Universidad de Texas.

«Hay muchos compuestos disponibles para el tratamiento de los síntomas de enfermedades como la esquizofrenia», indicó Ted Abel, del Grupo de Grado de Neurociencias en la Universidad de Pensilvania.

«Pero esos compuestos no tratan los déficit cognitivos que tengan los pacientes y que pueden incluir dificultades con la memoria», añadió.

Los científicos centraron su atención en un grupo de proteínas denominadas receptores nucleares y que aparecen vinculadas en la regulación de una variedad de funciones biológicas incluida la formación de memoria.

Los receptores nucleares son un tipo de factor de transcripción, esto es, proteínas que pueden enlazarse con el ácido desoxirribonucleico (ADN) y regulan la actividad de otros genes.

Su papel regulador puede ser significativo en la formación de memoria, ya que se requiere la transcripción de genes para convertir las memorias de corto plazo en las de largo plazo mediante el fortalecimiento de la sinapsis de las neuronas en el cerebro.

Para identificar la manera en que esta clase de factores transcriptores figura en la formación de memoria, el equipo investigador entrenó a ratones con un método común para la creación de memorias de un sitio y un acontecimiento de forma que los animales aprenden a vincular un contexto particular o un determinado tono con una experiencia específica.

Se cree que las asociaciones con un sitio o un contexto quedan codificadas en el hipocampo, en tanto que las memorias relacionadas con una señal, como un tono, quedan codificadas en la amígdala.

Cuando los investigadores expusieron los ratones al contexto de entrenamiento una segunda vez encontraron que los transgénicos tenían una memoria reducida del sitio donde ocurría el entrenamiento, es decir las memorias que deberían estar en el hipocampo, comparados con los ratones normales.

En los ratones mutados en cambio las memorias albergadas en la amígdala permanecían intactas.
septiembre 10/2012 (EFE)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Joshua D. Hawk, Angie L. Bookout, Shane G. Poplawski, Morgan Bridi, Allison J. Rao, Ted Abel. NR4A nuclear receptors support memory enhancement by histone deacetylase inhibitors. J Clin Invest. Sept 10, 2012

Cuando el mismo proceso se interrumpió en los adultos,  no se observó ningún cambio. La investigación ha sido publicada en la revista Neuroscience (doi:10.1523/JNEUROSCI.1333-11.2011 ). «Este hallazgo tiene implicaciones  importantes para entender el desarrollo social a nivel molecular», afirma Arie Kaffman, profesor de psiquiatría y autor principal del estudio.

Los científicos saben desde hace bastante tiempo que se generan nuevas células cerebrales continuamente en regiones  específicas del cerebro después del nacimiento. Este proceso, denominado neurogénesis, ocurre en una proporción  significativamente mayor durante la infancia y la adolescencia que en la edad adulta, sin embargo, la mayoría de las investigaciones  se habían centrado, hasta ahora, en la función de estas neuronas en cerebros más viejos.

El equipo de Yale decidió explorar la función de estas nuevas células cerebrales en ratones de diferentes edades. Los ratones  adultos normales tendían a pasar mucho tiempo explorando e interactuando con ratones desconocidos; sin embargo, los ratones  adultos cuya neurogénesis había sido bloqueada en la adolescencia, no mostraban ningún interés en la exploración de otros ratones  adultos, e incluso intentaban eludir el comportamiento social. «Estos ratones actuaban como si no reconociesen a otros ratones  como ratones», explica Kaffman.

El bloqueo de la neurogénesis adulta, por otro lado, no tuvo ningún efecto sobre el comportamiento social, lo que sugiere que las  células del cerebro generadas durante la adolescencia contribuyen de forma muy diferente a la función cerebral y al comportamiento en la edad adulta.

Curiosamente, los esquizofrénicos tienen un déficit en la generación de nuevas neuronas en el hipocampo, una de las áreas del  cerebro donde se crean nuevas neuronas. Dado que los síntomas de la esquizofrenia surgen por primera vez en la adolescencia, es  posible que el déficit en la generación de nuevas neuronas durante este periodo, o incluso en la infancia, aporte nuevas pistas sobre  el desarrollo de algunos déficits sociales y cognitivos observados en esta enfermedad.
Octubre7/2011(Diario Salud)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Lan Wei, Michael J. Meaney, Ronald S. Duman, Arie Kaffman. Affiliative behavior requires juvenile, but not adult neurogenesis. Publicado en J Neurosci. 2011 Octubre 5;31(40):14335-45.

El hipocampo, la corteza perirrinal y la corteza prefrontal medial trabajan en conjunto para recordar diferentes aspectos de una situación, como por ejemplo un rostro, revelaron investigadores de la Universidad británica de Bristol.

Durante experimentos con ratones analizaron la función del hipocampo en el reconocimiento de los recuerdos y su vínculo con las otras dos regiones del cerebro.

Ni el recuerdo de un objeto en su sitio o el reconocimiento del orden temporal se pueden formar si la comunicación se interrumpe entre estas tres regiones, revelaron los científicos.

Los resultados de este estudio tienen importantes implicaciones en la comprensión del funcionamiento de la memoria y podría ayudar a personas con demencia senil.

El hipocampo, explicaron los expertos, desempeña un papel clave en la identificación de los lugares: se cree que la corteza perirrinal permite determinar la identidad de un objeto y la corteza prefrontal medial tiene un papel clave en la alerta conductual.

Según la autora principal del estudio, Clea Warburton, en la vida diaria obtenemos información de ese circuito cerebral, en el cual es posible que intervengan otras regiones del cerebro.

Varias razones pueden explicar la dificultad para recordar. Ese proceso puede fallar con los años, y tal vez estamos demasiado ocupados para recordar, o alguna parte del circuito dejó de funcionar, señaló la científica.

Para evitar olvidar podemos, por ejemplo, repetir en voz alta el nombre de una persona cuando nos la presentan por primera vez, o fijarnos en algún detalle de su rostro,acotó.
Londres, 8 agosto (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 \»Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.\»

E. Clea Warburton, Alison Baird, Angela Morgan, Janice L. Muir, John P. Aggleton.
The Conjoint Importance of the Hippocampus and Anterior Thalamic Nuclei for Allocentric Spatial Learning: Evidence from a Disconnection Study in the Rat. Publicado en The Journal of Neuroscience; 21(18):7323-7330. Septiembre 15/2001

El estudio, que aparece en  Science (doi: 10.1126/science.1206773 ), supone un paso adelante en la comprensión de cómo se procesan los recuerdos y abre un nuevo frente en el tratamiento de los trastornos relacionados con la memoria.

Investigaciones anteriores habían demostrado que el lóbulo temporal medio del cerebro (MTL) tiene un papel importante en la memoria declarativa, es decir, la memoria de hechos o sucesos, y que los daños en esta área causan un deterioro de la memoria. Más específicamente, la memoria declarativa se encuentra alterada en los pacientes que sufren alzhéimer. Sin embargo, poco se sabe acerca de cómo las estructuras individuales dentro del MTL recuerdan la forma como transcurre un suceso concreto, como, por ejemplo, el orden de los brindis en una boda.

Los profesores Yuji Naya y Wendy Suzuki, ambos del Center for Neural Science, centraron su estudio en el MT. A tal efecto, sometieron a un test de memoria a un grupo de sujetos a los que se presentó una secuencia de objetos. La tarea consistió en que los participantes recordaran los objetos (\»qué\») y el orden en que aparecían (\»cuándo\»). Durante el experimento, los investigadores monitorizaron la actividad de las células cerebrales individuales en el MTL.

Los resultados mostraron que dos áreas principales del MTL están involucradas en la integración del \»qué\» y el \»cuándo\»: el hipocampo y la corteza perirrinal. El hipocampo, conocido por desempeñar un papel importante en una variedad de tareas de la memoria, proporciona información sobre el paso del tiempo desde el último evento, así como del tiempo estimado hasta el próximo. La corteza perirrinal integra la información sobre qué ocurrió primero o segundo en una serie.

\»Uno de los santos griales de la neurociencia\», explica Suzuki, \»es comprender exactamente cómo el cerebro codifica los recuerdos y recuerda los episodios, como los de bodas, graduaciones y otros eventos significativos en nuestras vidas. Ya sabíamos que el lóbulo temporal medio es fundamental en estos recuerdos complejos, pero nuestro nuevo hallazgo aporta una comprensión más profunda sobre los patrones de actividad cerebral, la que nos permite recordar tanto los eventos clave que marcan nuestra vida como el orden específico en que ocurrieron\».
Agosto 5/2011(JANO)

Yuji Naya, Wendy A. Suzuki. Integrating What and When Across the Primate Medial Temporal Lobe. Publicado en Science. Agosto 5/2011;Vol. 333 no. 6043 pp. 773-776