El nuevo modelo implica que las células de la red se generan mediante un proceso de aprendizaje neuronal. La imagen de NeuroscienceNews.com está adaptada del comunicado de prensa de LMU.
Noticias de Neuroscience News 22 de Julio de 2017
Resumen: Un nuevo estudio teoriza el desarrollo de las células de la red depende de la entrada sináptica de las células del lugar.
LMU.
Los neurobiólogos de LMU presentan una nueva teoría para el origen de las células de red requeridas para la orientación espacial en el cerebro de mamífero, que asigna un papel vital a la sincronización de trenes de señales que reciben de neuronas llamadas células de lugar.
Las células nerviosas en el cerebro conocidas como células de lugar y células de rejilla, respectivamente, desempeñan un papel crucial en la navegación espacial en mamíferos. Las células de lugar individuales en el hipocampo responden a sólo unas pocas ubicaciones espaciales. Las células de rejilla en el complejo entorrinal, por otro lado, disparan en múltiples posiciones en el ambiente, de modo que los conjuntos específicos se activan consecutivamente como un animal atraviesa su hábitat. Estos patrones de activación dan lugar a un mapa virtual, compuesto por una disposición hexagonal de celulas de red que reflejan las distancias relativas entre puntos de referencia particulares en el mundo real. Por lo tanto, el cerebro es capaz de construir un mapa virtual que codifique su propia posición en el espacio. El Premio Nobel de Medicina y Fisiología 2015 fue a los descubridores de este sistema, que se ha denominado GPS del cerebro. Sin embargo, la relación de desarrollo entre las células de lugar y las células de la rejilla, así como el mecanismo de origen de las celulas de la rejilla y su disposición en las rejillas hexagonales permanecen incógnitas.
Ahora los neurobiólogos de la LMU, el profesor Christian Leibold y su compañero de trabajo Mauro Miguel Monsalve Mercado, han propuesto un nuevo modelo teórico que, por primera vez, proporciona un modelo plausible basado en procesos biológicos conocidos. El modelo implica que el desarrollo de las celulas de la cuadrícula y sus campos de respuesta dependen de la entrada sináptica de las células de lugar. Los nuevos hallazgos se describen en la revista Physical Review Letters.
Los autores del nuevo trabajo asignan un papel central en su modelo a las correlaciones en el tiempo de las secuencias de respuesta neuronal generadas por diferentes células de lugar. Los miembros de estos grupos se activan cuando el animal alcanza ciertos lugares en el espacio y transmiten impulsos nerviosos en secuencias temporales coordinadas con precisión, que siguen unos patrones rítmicos particulares y, por lo tanto, codifican distancias espaciales relativas. Leibold y Monsalve Mercado han utilizado una regla clásica de aprendizaje neuronal, conocida como regla de Hebb, para analizar las correlaciones temporales entre los patrones de disparo de las células de lugar y la organización de las células de la cuadrícula.
La regla de Hebb establece que la activación repetida de dos neuronas funcionalmente acopladas en rápida sucesión aumenta progresivamente la eficiencia de la transmisión sináptica entre ellas.
Aplicando este concepto de la plasticidad sináptica dependiente de la actividad a los patrones de disparo temporal correlacionados de las células de lugar, los autores pueden explicar la formación de las disposiciones hexagonales de las celdillas observadas en los mamíferos de libre navegación.
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