Extraordinario vídeo revela en tiempo real cómo se comunican las neuronas entre sí (sinapsis)

En su publicación de agosto, investigadores de Max Planck en Florida, mostraron extraordinarias imágenes en vivo en tiempo real de la comunicación entre neuronas en animales: las sinapsis.

Los investigadores indujeron estas sinapsis, y mediante el uso de técnicas ópticas a escala fina demostraron que el componente químico que liberan las neuronas, al que denominan receptor GABA, es el responsable de transmitir las órdenes, que dan tanto la apertura como el cierre de la comunicación. Son los que excitan a las neuronas para que estas dialoguen entre sí, y luego, finalizado el intercambio, las inhibe.

Se había pensado que el neurotransmisor glutamato cumplía la acción de excitar la neurona para que realice sus funciones, y el GABA de inhibirla, pero la realidad es más compleja.

A su vez el equipo confirmó que la disposición espacial, es decir, el cómo están localizadas las partes de la conexión misma de las sinapsis, realmente juega un papel crítico en la función neuronal, pero en este caso aún deben hacer más estudios, porque “las reglas que rigen esta localización sináptica precisa siguen siendo desconocidas”.

Entonces lo que sí demostraron -explicó el equipo de Max Planck en su informe de agosto 2016- que la liberación local del neurotransmisor inhibidor GABA, induce tanto la formación de sinapsis inhibitoria como excitatoria en la corteza”.

Neurotransmisor GABA funciona tanto en la face excitatoria como inibitoria de la Sinapsis. ( Vídeo Max Planck)
Neurotransmisor GABA funciona tanto en la fase excitatoria como inhibitoria de la Sinapsis. (Vídeo Max Planck)

Los receptores GABA mandan señales que inducen la próxima sinapsis, y gracias a unos canales de calcio que funcionan en relación a los cambios de voltaje, se da finalmente la comunicación entre las células.

Si se altera este mecanismo, “las conexiones anormales dan lugar a diversas formas de trastornos cerebrales o la muerte”, recuerdan los autores.

Cuando se libera el neurotransmisor Glutamato, las neuronas también se excitan ( Max Planck)
Cuando se libera el neurotransmisor Glutamato, las neuronas también se excitan. (Max Planck)

El funcionamiento correcto de las células es clave para la vida humana saludable. Para que las neuronas actúen, reciben la orden del neurotransmisor GABA. Si esta molécula no está presente, se frena el proceso, y si la molécula no opera correctamente, puede que no aplique el freno a tiempo.

De acuerdo a estudios previos, se calcula que cerca de 100 millones de neuronas están operando, y lo hacen relacionadas entre sí.

La molécula GABA, explica Won Chan Ah, coautor del estudio, “comúnmente establece el equilibrio entre los contactos sinápticos inhibitorios y excitatorios tanto en las etapas tempranas como después del evento (de comunicación entre células)”.

“Teniendo en cuenta que la formación de sinapsis anormal causa diversas enfermedades del neurodesarrollo como el autismo y los trastornos del espectro de la epilepsia, la comprensión de los mecanismos dependientes de la formación inicial de sinapsis serán importantes para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para estas condiciones”, explicó Hyung-Bae Kwon, otro de los autores.

Importancia de la distribución espacial

Las neuronas se comunican entre sí en complejas redes que no están distribuidas al azar sino en manera muy funcional. Tanto a nivel de mayor escala de tamaño, celular, como a nivel molecular, en el proceso de la sinapsis misma, los investigadores encuentran una precisión extraordinaria.

Por un lado, Max Planck destaca en otras palabras que la formación de sinapsis entre las neuronas “da lugar a las redes neuronales”, y son estas redes las que “permiten funciones sensoriales y cognitivas en los seres humanos”.

Red de neuronas comunicándose entre sí, a través de las sinapsis. (Max-Planck Florida)
Red de neuronas comunicándose entre sí, a través de las sinapsis. (Max-Planck Florida)

“Las sinapsis inhibidoras disminuyen la probabilidad del potencial de acción de una célula, mientras que las sinapsis excitadoras aumentan su probabilidad de acción”, agrega el equipo.

Para ejercer esta función las imágenes revelan un mecanismo extremadamente preciso e inteligente a nivel molecular.

“Sorprendentemente, tanto las sinapsis excitatorias como las inhibitorias se forman sobre las dendritas de las neuronas corticales con alta precisión temporal y espacial, y se cree que la disposición espacial de las sinapsis determina las consecuencias funcionales de excitación y la inhibición de las actividades neuronales”. Sin embargo, el estudio de los mecanismos generales de la formación de sinapsis y la distribución en las dendritas ha sido difícil debido a la falta de métodos fiables que desencadenan y supervisan la formación de sinapsis.

Otro sorprendente estudio publicó años atrás un video también muy interesante, de cómo se mueven las proteínas entre las neuronas.

 
ARTÍCULOS RECOMENDADOS