El diálogo entre neuronas es de vital importancia para todas las actividades del sistema nervioso, desde la respiración hasta la detección, el pensamiento y la carrera. Sin embargo, la comunicación neuronal es tan rápida y a una escala tan pequeña que es sumamente difícil explicar con precisión cómo ocurre, según refiere un artículo revisado por Emily Henderson, B.Sc. y publicado por el portal web de información médica news-medical.net. – Foto de starline – www.freepik.es.
Una observación preliminar en el curso de Neurobiología en el Laboratorio de Biología Marina (MBL), habilitada por un sistema de imágenes personalizado, ha llevado a una comprensión clara de cómo las neuronas se comunican entre sí al modular el «tono» de su señal, que previamente había eludido. el campo. El informe, dirigido por Grant F. Kusick y Shigeki Watanabe de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, se publica esta semana en Nature Neuroscience.
En 2016, Watanabe, entonces miembro de la facultad del curso de Neurobiología, presentó a los estudiantes el debate sobre cuántas vesículas sinápticas pueden fusionarse en respuesta a un potencial de acción. Para sondear esta controversia, utilizaron una tecnología de imágenes «zap-and-freeze» concebida por los coautores M. Wayne Davis, Watanabe y Erik Jorgensen, y construida por Leica para realizar pruebas en el curso de Neurobiología.
Conectaron una neurona con electricidad para inducir un potencial de acción, luego congelaron rápidamente la neurona y tomaron una imagen. Vieron múltiples vesículas fusionándose a la vez en muchas sinapsis, el primer hallazgo novedoso de este informe de Nature Neuroscience.
Pero hubo más. De vuelta en Johns Hopkins, Kusick y Watanabe decidieron recorrer el proceso de neurotransmisión con zap-and-freeze, tomando imágenes cada 3 milisegundos después del potencial de acción. Fue entonces cuando encontraron una respuesta a una pregunta aún mayor: ¿cómo cambian las neuronas el tono de su señal de neurotransmisión?
En un momento dado, solo unas pocas vesículas sinápticas están en la posición «acoplada», es decir, cargadas y listas para liberar neurotransmisores. Inmediatamente después de un potencial de acción, el número de vesículas acopladas disminuye en un 40 por ciento, por lo que después de 2 a 3 potenciales de acción, las vesículas acopladas se agotarían.
(Es decir, su señal o «voz» se volvería cada vez más débil, a medida que se inducen más potenciales de acción). Pero descubrieron que, dentro de los 14 milisegundos posteriores a un potencial de acción, se reclutan rápidamente nuevas vesículas en el grupo acoplado que puede fusionarse y liberan neurotransmisor, y este reclutamiento es transitorio, de modo que la neurotransmisión puede ser fuerte o débil en una escala de tiempo de milisegundos. Esta es la primera mirada de cerca a la comunicación neuronal que se suma desde una perspectiva temporal.
«Lo que esto significa es que hemos identificado un mecanismo que utilizan las neuronas para comunicarse a través de entonaciones. Cada vesícula acoplada es como una palabra que las neuronas pueden usar para comunicarse en cualquier momento. Se sabe desde hace décadas que las neuronas pueden hablar más de unas pocas palabras a la vez, y también pueden cambiar el tono de estas palabras. La pregunta era cómo. Hemos demostrado que las neuronas continuamente aportan más palabras, pero simplemente cambiando el número de vesículas, pueden subir o bajar la voz. Si está haciendo una pregunta, aumentará la entonación al final de una oración; las neuronas lo hacen cambiando el número de vesículas acopladas listas para funcionar «. – Shigeki Watanabe, Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins –
La tecnología de microscopía electrónica «zap and freeze» es la versión del siglo XXI del «freeze slammer» desarrollado por John Heuser, Tom Reese et al., Y utilizado en MBL hace casi 50 años para demostrar cómo las neuronas se comunican entre sí.
Fuente: Laboratorio de Biología Marina
Referencia de la revista: Kusick GF y col . (2020) Las vesículas sinápticas se acoplan transitoriamente para rellenar los sitios de liberación. Neurociencia de la naturaleza . doi.org/10.1038/s41593-020-00716-1
Vía: News-medical