viernes, 18 de febrero de 2011

Los cerdos vuelan: los axones se comunican entre sí y pueden hacerlo sin estímulo inmediato.



Las neuronas son complicadas, pero el concepto funcional básico es que en las sinapsis de las dendritas y el cuerpo celular se reciben señales y los axones las transmiten a la siguiente neurona (a sus dendritas o cuerpo celular). O quizás deberíamos decir que ese era. En un estudio cuyos resultados se publican en Nature Neuroscience, un equipo encabezado por Mark Sheffield, de la Universidad Northwestern (Estados Unidos), informa de dos descubrimientos que obligarán a reescribir los libros de texto: las neuronas pueden responder a la historia de lo que les ha ocurrido integrando información y los axones pueden comunicarse a la inversa y entre sí.

El equipo de investigadores descubrió en primer lugar que las neuronas aisladas pueden disparar señales incluso en ausencia de una estimulación en el cuerpo celular o en las dendritas. Es decir, que ya no es siempre estímulo-potencial de acción inmediato (el potencial de acción es el sistema eléctrico de transmisión de señal en la neurona; son breves cambios en el voltaje de las membranas de la neurona).

Al igual que nuestra memoria de trabajo puede memorizar temporalmente un número de teléfono para usarlo un poco más tarde, la neurona puede almacenar e integrar estímulos durante un período de tiempo largo, de decenas de segundos a minutos (una eternidad en términos neuronales, donde la velocidad operacional típica se mide en milisegundos). Entonces, cuando la neurona alcanza un nivel umbral, dispara una prolongada serie de señales (potenciales de acción) incluso en ausencia de estímulo. Los investigadores llaman a esto “disparo persistente” y parece que sólo ocurre en el axón.

En concreto los investigadores estimularon interneuronas inhibidoras aisladas (provenientes del hipocampo o del córtex de ratones) durante uno o dos minutos con un estímulo cada diez segundos. Las neuronas dispararon durante este tiempo pero, cuando la estimulación cesó, las células continuaron disparando durante un minuto.

Esta función neuronal podría ser importante en procesos cerebrales habituales (la memoria, por ejemplo) y/o en enfermedades (el disparo persistente de neuronas inhibitorias podría contrarrestar estados hiperactivos del cerebro, previniendo la excitación desbocada que tiene lugar durante las crisis epilépticas).

Tras estudiar neuronas aisladas, los investigadores pasaron a investigar con grupos de neuronas, lo que deparó probablemente la sorpresa mayor: los axones se hablan entre sí. Los axones pueden realizar sus propias computaciones neuronales sin que intervengan ni el cuerpo celular ni las dendritas. Esto es lo contrario a la comunicación neuronal típica en la que el axón de una neurona está en contacto con las dendritas de otra neurona o su cuerpo celular, pero no con su axón. Y, a diferencia de las computaciones que realizan las dendritas, las que ocurren en los axones son miles de veces más lentas, lo que potencialmente crearía un medio por el que las neuronas computasen las cosas rápidas en las dendritas y las lentas en los axones.

Los axones se hablan, pero cómo funciona y hasta qué punto es generalizado este funcionamiento son nuevos misterios por descubrir. Y es que estamos sólo empezando.  

Referencia: 

Sheffield ME, Best TK, Mensh BD, Kath WL, & Spruston N (2011). Slow integration leads to persistent action potential firing in distal axons of coupled interneurons. Nature neuroscience, 14 (2), 200-7 PMID: 21150916