Enriquerubio.net El blog del Dr. Enrique Rubio

13 julio 2021

NUEVO GEN EN LA PLASTICIDAD DEL HIPOCAMPO

Filed under: General — Enrique Rubio @ 14:09

NUEVO GEN EN LA PLASTICIDAD DEL HIPOCAMPO

El hipocampo es una estructura dentro del lóbulo temporal que se caracteriza por una capa densamente cargada de neuronas.  

Recibe aferencias del Cingulo, de la circunvolución dentada, del hipocampo contralateral, de la circumvolucion parahippocampal, del área septal, del griseum del indusium, y del diencefalo. En relación con caminos eferentes, las fibras del hipocampo proceden directamente del subiculum a la corteza y la amigdala entorrinal, así como a través de la bóveda a diversas estructuras anteriores del cerebro.

Sistema límbico. Corte transversal del cerebro humano. Cuero mamilar, ganglios básicos, glándula pituitaria, amígdala, hipocampo, tálamo –

Un estudio del CSIC sobre el hipocampo consigue descifrar la organización  de sus conexiones neuronales

¿Cuáles son las funciones del hipocampo?

Regula el aprendizaje, codifica la memoria y la consolida y la navegación espacial.

Hipocampo y memoria

El hipocampo se divide en tres regiones: CA1, CA2, y CA3. Estas regiones forman el rizo trilaminar, que es el centro de tramitación de la memoria a largo plazo. La potenciación a largo plazo (LTP), que es una forma de la plasticidad de los nervios, ocurre en el hipocampo, y el LPT es un mecanismo vital del cerebro implicado en almacenamiento de la memoria.  Los procesos complejos de la codificación de la memoria en el hipocampo y la extracción de experiencias del lóbulo frontal implican dos caminos prominentes: caminos polisnactico y directos. El hipocampo recibe entradas aferentes vía los axones de la corteza del entorinal, que terminan en la circunvolucin dentada. Las neuronas de la circumbolucion  dentada del  cerebro envían fibras a las neuronas de las células piramidales situadas en CA3. Estas neuronas piramidales de la célula se dividen más a fondo en dos brazos: un brazo alcanza el lado opuesto del hipocampo vía del cuerpo; el otro brazo conecta con CA1 por caminos del colaterales de Schaffer. De allí, las proyecciones salen del hipocampo para volver a la corteza temporal inferior, al polo temporal, y a la corteza prefrontal. El camino polisinactico es importante para la memoria semántica (los hechos y los conceptos), y el camino directo es importante para la memoria episódica (recuerdo de acciones) y espacial (reconocimiento).

Hipocampo y aprendizaje

En el proceso de aprendizaje, el hipocampo desempeña un papel importante y soporta una plasticidad neuronal duradera se genera en el hipocampo, que es necesario para el proceso de aprendizaje en el condicionamiento.

Hipocampo y navegación espacial

El  hipocampo está forma parte del modelo cognoscitivo, que es un tipo de representación mental relacionado con la adquisición, la codificación y decodificacion de la información. Un tipo de célula piramidal, están implicados en la navegación espacial mediada por el hipocampo. Estas celulas se activan cuando un animal entra en un lugar determinado en su ambiente (campo del lugar); sin embargo, estas células siguen siendo silenciosas cuando un animal es móvil fuera del campo del lugar.

Hipocampo y comportamiento

 Se requiere una actividad hipocampal intacta para formar y reconstruir la memoria emparentada  asociada a la cognición flexible y al comportamiento social. Muchos estudios han revelado que cualquier daño al hipocampo puede empeorar el uso flexible de la información y producir alteraciones del comportamiento.

El hipocampo es una estructura del cerebro embutida profundamente en el lóbulo temporal de cada hemisferio cerebral. Es parte del sistema límbico, y regula la emoción el aprendizaje y la  memoria.

El papel del hipocampo en la inhibición del comportamiento esta establecido desde dos observaciones básicas:

1.- El daño al hipocampo hace animales hiperactivos;

2.- El daño al hipocampo reduce la capacidad de aprendizaje de animales de inhibir las reacciones que han aprendido previamente.

El hipocampo actúa como centro de la evaluación asociado a la inhibición del comportamiento, al pensamiento obsesivo, a la exploración, y a la formación espacial del mapa. Sin embargo, el hipocampo no participa activamente en comportamiento que controla. Aunque también lo hacen otras estructuras corticales, sobre todo frontales

Recientemente, se ha propuesto una nueva función hipocampal. Se ha encontrado que la despedida de baja fricción/la actividad en el hipocampo puede influenciar la integración funcional entre las regiones espacial separadas en la corteza cerebral, llevando a las reacciones sensoriales crecientes, tales como visión, audiencia, y tacto.  

Recientemente se ha estudiado un mediador  de la plasticidad neural asociado a la diferenciación y maduración de las neuronas del hipocampo. El Smad2

Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha revelado en ratones un nuevo factor protagonista de la plasticidad neural que podría convertirse en una diana farmacológica. El estudio ha identificado el gen Smad2, un mediador de la plasticidad neural, cuya alteración afecta al aprendizaje y la memoria.

Este estudio es resultado de la colaboración del Instituto Cajal del CSIC, la Universidad de Sevilla, y el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB- CSIC).

Estos hallazgos, publicados en Journal of Neuroscience, revelan una prometedora diana farmacológica en el desarrollo de compuestos que imiten los efectos beneficiosos del ejercicio físico en el organismo, que tiene efectos de mejora de la cognición, ansiolíticos y antidepresivos.

La plasticidad neural es la capacidad del cerebro de adaptar su estructura y su función a las circunstancias cambiantes, tanto del entorno como del medio interno del organismo. Se trata de un proceso crucial para el buen funcionamiento del cerebro y se ve afectado en muchas enfermedades neurológicas.

El gen Smad2 tiene un papel como mediador de la plasticidad neural que se ha revelado determinante para la diferenciación y maduración de las neuronas del hipocampo. Los resultados de este trabajo indican que las alteraciones en su funcionamiento tienen un gran impacto en el aprendizaje y la memoria de los animales.

“Muchos trabajos en los últimos años han revelado que la ruta de traducción de señal mediada por Smad2 es muy relevante durante el desarrollo prenatal y postnatal del cerebro. En cambio, no se habían publicado trabajos que demostraran claramente el papel de este gen en la plasticidad del cerebro adulto”, explica el investigador del CSIC José Luis Trejo, del Instituto Cajal.

El estudio tomó como punto de partida el análisis de los factores controlados más estrechamente por la actividad física de los sujetos. El trabajo contempla el ejercicio físico de los individuos como paradigma de un estilo de vida capaz de modular la plasticidad neural del cerebro y lo compara con sujetos sedentarios.

“Hemos determinado que los cambios en el cerebro inducidos por el ejercicio están mediados por mecanismos epigenéticos, concretamente la metilación de Smad2”, explica Trejo. “Mediante experimentos de ganancia y pérdida de función de Smad2, hemos descrito cambios en el tamaño del árbol dendrítico de las neuronas en las que se modifica la expresión del gen, así como en la proliferación y la diferenciación de las nuevas neuronas que nacen en hipocampo adulto, lo que se conoce como neurogénesis adulta, que participa en el aprendizaje y la memoria, entre otras funciones”.

Estos cambios en el cerebro sucedieron al mismo tiempo que se apreciaban modificaciones sustanciales en la capacidad de aprendizaje y en la memoria del ratón. Y son una prometedora diana farmacológica en el desarrollo de [E1] compuestos que imiten los efectos del ejercicio físico en el organismo, que tiene efectos procognitivos, ansiolíticos y antidepresivos y son cruciales para las terapias contra alteraciones de la memoria hipocampal y su control neurogénico”,.

Fuentes

Anand KS. 2012. Hipocampo en salud y enfermedad. Una reseña. Los anales de la academia india de neurología. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548359/

Hipocampo. https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/hippocampus

Rubin RD. 2014. El papel del hipocampo en la cognición flexible y el comportamiento social. Fronteras en neurología humana. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4179699/

Hipocampo. https://www.caam.rice.edu/~cox/wrap/hippocampus.pdf

Dr. Sanchari Sinha Dutta




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