Un estudio de neurocientíficos del Trinity College de Dublín (Irlanda) ha descubierto cuál es el mecanismo que permite al cerebro incorporar nueva información sobre el mundo y formar recuerdos, según publican en Current Biology. El equipo ha demostrado que el aprendizaje se produce a través de la formación continua de nuevos patrones de conectividad entre células engramas específicas de distintas regiones del cerebro.

El objetivo de este estudio era comprender cómo la información puede almacenarse en forma de engramas en el cerebro. Para identificar y estudiar los cambios que experimentan los engramas y que permiten codificar un recuerdo, el equipo de investigadores estudió una forma de aprendizaje en la que dos experiencias similares entre sí quedan vinculadas por la naturaleza de su contenido. Los investigadores utilizaron un paradigma en el que los animales aprendían a identificar distintos contextos y a establecer asociaciones entre ellos. Mediante técnicas genéticas, el equipo etiquetó dos poblaciones diferentes de células engramas en el cerebro para dos recuerdos distintos y, a continuación, observó cómo el aprendizaje se manifestaba en la formación de nuevas conexiones entre esas células engramas. A continuación, mediante optogenética, que permite controlar con luz la actividad de las células cerebrales, demostraron que esas nuevas conexiones eran necesarias para el aprendizaje. Al hacerlo, identificaron un mecanismo molecular mediado por una proteína específica situada en la sinapsis que interviene en la regulación de la conectividad entre las células engramas.

Este estudio aporta pruebas directas de que los cambios en la conectividad del cableado sináptico entre células engramas pueden considerarse un mecanismo probable de almacenamiento de la memoria en el cerebro.

Ver más información:  Ortega de San Luis C, Pezzoli M, Urrieta E, Ryan TJ. Engram cell connectivity as a mechanism for information encoding and memory function. bioRxiv [Preprint]. 2023 Sep 21:2023.09.21.558774. doi: 10.1101/2023.09.21.558774. PMID: 37790352; PMCID: PMC10542553.

27 noviembre 2023 |Fuente: Neurología| Tomado de| Noticia

Identificar predictores y posibles mecanismos suponen un paso clave para comprender la confusión mental que muchos pacientes padecen como consecuencia de la infección por COVID-19.

Personas con Covid persistente muestran signos de «niebla mental», es decir, lapsos recurrentes de memoria y concentración que dificultan su manejo en la vida cotidiana. Relacionado con ello, un estudio de la Universidad de Oxford (Reino Unido) ha hallado niveles elevados de dos proteínas en el momento de la COVID-19 en pacientes que posteriormente han experimentado este tipo de problemas cognitivos. Ello proporciona una pista importante sobre una de las causas de sus síntomas, como pueden ser los coágulos de sangre.

Los investigadores analizaron resultados de análisis de sangre de 1 837 personas que habían sido hospitalizadas con COVID-19 para encontrar posibles proteínas (biomarcadores) asociadas con problemas cognitivos posteriores, con síntomas que incluían graves y problemas persistentes con el pensamiento, la concentración y la memoria.

Los participantes involucrados en esta investigación pertenecían al estudio PHOSP-COVID (Post-hospitalisation COVID-19), dirigido por la Universidad de Leicester (Reino Unido). Su memoria se evaluó a los seis y 12 meses después de la hospitalización mediante una prueba formal y preguntándoles su propia visión subjetiva sobre su memoria.

Geoffrey Hodgson, participante en un ensayo PHOSP-COVID, afirmó, al respecto, que «la confusión mental ha sido un síntoma de Covid persistente con el que realmente he luchado. Encontré que las cosas que solía hacer fácilmente eran mucho más difíciles».

Los hallazgos, publicados en ´Nature Medicine´, apuntan a que los coágulos dejan firmas de proteínas reveladoras en la sangre, lo que sugiere que analizarlos podría ayudar a predecir, diagnosticar y posiblemente incluso tratar el COVID prolongado.

En dicho estudio se identificaron dos perfiles separados de biomarcadores. El primero fue un nivel alto de una proteína llamada fibrinógeno, y el segundo, un nivel elevado de un fragmento de proteína llamado dímero D. «Tanto el fibrinógeno como el dímero D participan en la coagulación sanguínea, por lo que los resultados respaldan la hipótesis de que los coágulos sanguíneos son una causa de problemas cognitivos posteriores a la COVID», expuso uno de los investigadores, el Dr. Max Taquet, autor principal del estudio y psiquiatra.

El fibrinógeno puede actuar directamente sobre el cerebro y sus vasos sanguíneos, mientras que el dímero D a menudo refleja coágulos de sangre en los pulmones y los problemas en el cerebro pueden deberse a la falta de oxígeno. En línea con esta posibilidad, las personas que tenían niveles altos de dímero D no sólo tenían un mayor riesgo de confusión mental, sino también un mayor riesgo de problemas respiratorios.

«Identificar predictores y posibles mecanismos es un paso clave para comprender la confusión mental posterior a la Covid-19. Este estudio proporciona algunas pistas importantes», concluyó el profesor Paul Harrison, del Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Oxford.

Referencia

Taquet, M., Skorniewska, Z., Hampshire, A. et al. Acute blood biomarker profiles predict cognitive deficits 6 and 12 months after COVID-19 hospitalization. Nat Med (2023). https://doi.org/10.1038/s41591-023-02525-y

https://www.nature.com/articles/s41591-023-02525-y

04/09/2023(IMMedico) © 2023 Copyright: Publimas Digital

La investigación, liderada en conjunto por la Universidad de Sevilla- IBiS y el Karolinska Institutet, ayuda a entender como maduran los sistemas neuronales con funciones decisivas para el comportamiento humano. En profundidad, el estudio resalta el papel de la microglía, un conjunto celular del cual estamos experimentando una eclosión de información muy importante durante los últimos años por su implicación en diversas patologías cerebrales como la enfermedad de Alzheimer. Read more

La Dra. Odette Leiter y la Dra. Tara Walker del Queensland Brain Institute de la UQ dirigieron un equipo que descubrió que las plaquetas, las pequeñas células sanguíneas fundamentales para la coagulación de la sangre, secretan una proteína que rejuvenece las neuronas en ratones ancianos de forma similar al ejercicio físico.

«Sabemos que el ejercicio aumenta la producción de nuevas neuronas en el hipocampo, la parte del cerebro importante para el aprendizaje y la memoria, pero el mecanismo no ha quedado claro», afirmó el Dr. Leiter.

«Nuestra investigación anterior ha demostrado que las plaquetas están involucradas, pero este estudio muestra que en realidad se necesitan plaquetas para este efecto en los ratones de edad avanzada».

Los investigadores se centraron en las exercinas, los compuestos biológicos liberados en el torrente sanguíneo durante el ejercicio, que se cree que estimulan la respuesta inducida por el ejercicio en el cerebro.

«Descubrimos que la exerquina CXCL4/factor plaquetario 4 o PF4, que se libera de las plaquetas después del ejercicio, produce mejoras regenerativas y cognitivas cuando se inyecta en ratones de edad avanzada», afirmó el Dr. Leiter.

El Dr. Walker dijo que los hallazgos tienen implicaciones importantes para el desarrollo de intervenciones farmacológicas.

«Para muchas personas con problemas de salud, problemas de movilidad o de edad avanzada, el ejercicio no es posible, por lo que la intervención farmacológica es un área importante de investigación», afirmó.

«Ahora podemos apuntar a las plaquetas para promover la neurogénesis, mejorar la cognición y contrarrestar el deterioro cognitivo relacionado con la edad».

Los investigadores dijeron que el siguiente paso es probar la respuesta en ratones enfermos de Alzheimer, antes de pasar a los ensayos en humanos.

«Es importante tener en cuenta que esto no reemplaza el ejercicio», dijo el Dr. Walker.

«Pero podría ayudar a las personas muy mayores o a alguien que haya sufrido una lesión cerebral o un derrame cerebral a mejorar la cognición».

Fuente: ScienceDaily

Referencia

Odette Leiter, David Brici, Stephen J. Fletcher, Xuan Ling Hilary Yong, Jocelyn Widagdo, Nicholas Matigian, Adam B. Schroer, Gregor Bieri, Daniel G. Blackmore, Perry F. Bartlett, Victor Anggono, Saul A. Villeda, Tara L. Walker. Platelet-derived exerkine CXCL4/platelet factor 4 rejuvenates hippocampal neurogenesis and restores cognitive function in aged mice. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-39873-9

Una nueva investigación demuestra que la actividad cerebral rítmica es clave para mantener temporalmente información importante en la memoria. Investigadores del Instituto Del Monte de Neurociencia de la Universidad de Rochester publican hoy en Current Biology estos hallazgos, según los cuales los ritmos cerebrales -o patrones de actividad neuronal- organizan las ráfagas de actividad en el cerebro que mantienen las conexiones a corto plazo.

«Hasta ahora se pensaba que el almacenamiento temporal de información importante estaba vinculado a neuronas cerebrales que simplemente se disparaban y retenían esa información hasta que ya no era necesaria. Investigaciones recientes han demostrado que tal vez no sea esa actividad cerebral persistente lo que más importa para el almacenamiento temporal de la información, sino más bien un fortalecimiento a corto plazo de las conexiones entre las neuronas que están representando la información.

Nuestra investigación demuestra que los ritmos cerebrales organizan estas ráfagas transitorias a lo largo del tiempo», afirma Ian Fiebelkorn, doctor, profesor adjunto de Neurociencia y autor principal del estudio. «La coordinación rítmica de la actividad cerebral a lo largo del tiempo es importante porque permite que poblaciones superpuestas de neuronas almacenen distintas piezas de información al mismo tiempo».

Las investigaciones anteriores de Fiebelkorn sobre la forma en que el cerebro procesa la información externa -como cuando se navega por Times Square en Nueva York- hicieron un descubrimiento similar. Fiebelkorn y otros investigadores descubrieron que los ritmos cerebrales ayudan a coordinar distintas funciones relacionadas con el muestreo de información importante o el cambio a otra fuente de información. En este contexto, los ritmos cerebrales ayudan a equilibrar la concentración en la tarea con la preparación para lo inesperado.

En esta nueva investigación, los investigadores se centraron en el muestreo de información representada internamente (o recordada). Utilizando EEG, los participantes observaron imágenes con líneas verticales u horizontales y se les pidió que recordaran tanto la dirección de la línea como la ubicación de la imagen. Los investigadores descubrieron que la fuerza de las representaciones internas de estas diferentes imágenes alternaba con el tiempo, en una escala temporal de sub-segundos, con fluctuaciones rítmicas en la actividad cerebral. Esta coordinación de la actividad cerebral a lo largo del tiempo permite que las funciones de algunas neuronas se solapen sin entrar en conflicto.

«Estos procesos cerebrales rítmicos también podrían explicar cómo podemos mantenernos concentrados mientras realizamos varias tareas a la vez, como cuando intentamos recordar una dirección mientras conducimos un coche», explica Fiebelkorn. «En lugar de concentrarnos simultáneamente en estas tareas, podríamos estar alternando entre ellas en una escala de tiempo de sub-segundos».

El siguiente paso del laboratorio de Fiebelkorn es determinar cómo el cerebro realiza varias tareas a la vez. «¿Qué ocurre cuando el cerebro tiene que hacer muestreos externos e internos al mismo tiempo, veremos el mismo tipo de coordinación temporal rítmica? Eso es lo que tratamos de entender a continuación. Cuanto más sepamos sobre el funcionamiento típico de estos procesos, más entenderemos cómo se estropean en los trastornos neurológicos».

Abril 25/2023 (EurekaAlert!) – Tomado de News Release  Copyright 2023 by the American Association for the Advancement of Science (AAAS)

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Un estudio ha ampliado la evidencia de que unos niveles elevados de cortisol, u «hormona del estrés», podrían afectar la estructura y la función del cerebro, incluso años antes de que surja cualquier problema obvio en la memoria. Read more