Mediante el uso de un modelo de ratón, neurocientíficos del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) descubrieron que la actividad cerebral adquiere un ritmo diferente durante el sueño y la vigilia.

En concreto, encontraron un tipo de sinapsis conocidas como inhibitorias que ayudan a consolidar nueva información en recuerdos duraderos durante el sueño.

Los importantes hallazgos están incluidos en un artículo publicado en la revista PLOS Biology. Estos podrían ayudar a los científicos a comprender cómo los cambios sinápticos sutiles mejoran la memoria en los humanos.

Las interneuronas (verde) cumplen un papel importante en el equilibrio de la actividad neuronal durante el sueño y la vigilia de los ratones. Créditos: NIH/NINDS.

Análisis de la actividad cerebral durante el sueño y la vigilia

Este es el primer estudio que se enfoca en estudiar cómo el sueño y la vigilia regulan las sinapsis inhibidoras. Hay que tener en cuenta que la inhibición es importante en el desarrollo de las funciones cerebrales. Pero, recién en este artículo la han estudiado más a fondo.

Como parte de la investigación, los científicos examinaron lo que sucede en las sinapsis inhibitorias durante el sueño y la vigilia de los ratones. Este análisis sirvió para que los neurocientíficos descubrieran que los registros eléctricos de las neuronas en el hipocampo mostraban un patrón de actividad nunca antes reportado.

Por ejemplo, encontraron que durante la vigilia, la actividad inhibidora «tónica» aumentó. Mientras que la inhibición «fásica» rápida disminuyó. Además, comprobaron que la actividad eléctrica inhibitoria en las neuronas era mayor cuando los ratones estaban despiertos. Por lo tanto, los científicos suponen que la vigilia fortalecería mayormente a la sinapsis inhibitoria, lo que a su vez favorecería la plasticidad sináptica.

Luego de descubrir esto, los científicos buscaron la interneurona responsable de la plasticidad. Para ello usaron optogenética, una técnica que utiliza la luz para encender o apagar las células. De ese modo descubrieron que la vigilia generaba más receptores α5-GABAA (neurotransmisor ácido gamma-aminobutírico) y conexiones más fuertes de uno de los tipos de interneuronas conocidas, las parvalbúminas. Estas interneuronas serían responsables de regular las sinapsis, al igual que sus compañeras, las somatostatinas.

Ahora que los científicos ya saben que la inhibición es importante para la función cerebral, pueden usar esta información para comprender más fondo los ciclos de sueño y vigilia y también ampliar su comprensión sobre los trastornos neurológicos producto de ritmos cerebrales anormales.

Referencias:

Sleep and wake cycles dynamically modulate hippocampal inhibitory synaptic plasticity: https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001812

Study in mice provides insight into how brain activity is fine-tuned across the sleep-wake cycle: https://medicalxpress.com/news/2022-11-mice-insight-brain-fine-tuned-sleep-wake.html

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