Novedades de la ciencia: Según un estudio de los NIH, los modelos con ratones reproducen con exactitud la comunicación neuronal responsable de la memoria y el aprendizaje en las personas.

Las propiedades de las uniones neuronales que contribuyen a la formación de recuerdos a largo plazo y al aprendizaje son semejantes entre ratones y personas, según un nuevo estudio de los NIH. El equipo del estudio halló propiedades estructurales y funcionales comparables entre las sinapsis de fibras musgosas de ratones y humanos, lo que resalta la utilidad de los modelos con roedores en la investigación neurocientífica. Los resultados están publicados en la revista Neuron.

Antecedentes

Durante décadas, los neurocientíficos se han basado en modelos con animales para comprender cómo las distintas partes del sistema nervioso trabajan para permitir el funcionamiento básico, como la respiración y la digestión, así como habilidades complejas como el aprendizaje, la memoria y la resolución de problemas. Todos estos procesos dependen de la comunicación entre neuronas y de cómo se transfiere la información en las sinapsis, es decir, la unión entre neuronas, mediante mensajeros químicos llamados neurotransmisores.

Aunque los investigadores han descubierto distintos tipos de sinapsis en ratones, incluidas las sinapsis de fibras musgosas que ayudan a formar recuerdos contextuales, sigue sin estar claro si las propiedades tan especializadas descritas en ratones son relevantes para las sinapsis humanas y las afecciones y enfermedades neurológicas que se dan en las personas.

Resultados

En un nuevo estudio dirigido por el Laboratorio McBain del NICHD, los investigadores compararon la sinapsis de fibras musgosas de los ratones con las de las personas estudiando muestras de cerebro humano extirpadas quirúrgicamente como parte del tratamiento de la epilepsia. En el equipo también participaron investigadores del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares y del Instituto Nacional de Salud Mental de los NIH.

El equipo comparó las propiedades clave de la sinapsis de fibras musgosas: su arquitectura distintiva, los tipos de receptores neurotransmisores utilizados y la forma en que se comunican las señales. En general, sus resultados demuestran que las propiedades básicas de la sinapsis de las fibras musgosas son semejantes entre el ratón y el ser humano, a pesar de los más de 100 millones de años de evolución.

Los investigadores también identificaron una anomalía en las muestras epilépticas que podría explicar por qué las neuronas epilépticas son hiperactivas. En condiciones sanas, un neurotransmisor excitador, que ayuda a mantener y transmitir una señal, acaba siendo contrarrestado por un neurotransmisor inhibidor. El equipo no observó esta señal inhibidora secundaria en las sinapsis de fibras musgosas de pacientes epilépticos. Sin embargo, se necesitan más estudios para profundizar en esta observación.

Datos relevantes

El estudio aporta pruebas de la conservación evolutiva de la sinapsis de fibras musgosas, lo que pone de relieve la utilidad de los modelos con animales en la investigación neurocientífica. El estudio también garantiza que las investigaciones previas con roedores sobre la sinapsis de las fibras musgosas siguen siendo aplicables a la salud y las enfermedades humanas.

Referencia

Pelkey, KA et al., Evolutionary conservation of hippocampal mossy fiber synapse properties. Neuron DOI: 10.1016/j.neuron.2023.09.005 (2023)