Las sinapsis silenciosas son abundantes en el desarrollo temprano, sin embargo serían escasas en la edad adulta. Al menos eso se pensaba antes. Pero, neurocientíficos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto que las sinapsis silenciosas también están presentes en cerebros adultos y tendrían como finalidad crear nuevos recuerdos.

Mediante una serie de experimentos en ratas adultas, los científicos encontraron que estas aún conservan una capacidad de plasticidad neuronal. Además, en ellas el aprendizaje sería flexible, lo que sugiere que la formación de nuevas conexiones aún prevalece.

Las sinapsis silenciosas serían conexiones inmaduras entre neuronas. Tendrían la particularidad de permanecer inactivas hasta que llega el momento de crear nuevos recuerdos y aprender nueva información.

En los ratones adultos estudiados, alrededor del 30 % de todas las sinapsis de la corteza cerebral son silenciosas.

Ahora que los científicos descubrieron la existencia de estas sinapsis silenciosas quizás alcancen a comprender cómo hace el cerebro adulto para formar nuevos recuerdos todo el tiempo y aprender cosas nuevas sin la necesidad de modificar las sinapsis convencionales existentes.

Vía Pexels.

Sinapsis silenciosas en cerebros adultos

En el estudio, el equipo del MIT quería buscar específicamente sinapsis silenciosas. Para ello utilizaron imágenes de proteínas de súper resolución mediante la técnica eMAP (epitope-preserving Magnified Analysis of the Proteome). Esto les permitió visualizar proteínas sinápticas en 2234 sinapsis de neuronas piramidales de capa 5 en la corteza visual primaria de ratones adultos.

Mientras realizaban esas imágenes, los investigadores descubrieron que había filopodios por todas partes. Los filopodios son finas protuberancias de la membrana que se extienden desde las dendritas. A pesar de saber de su existencia, los neurocientíficos desconocían sus funciones concretas ya que, al ser tan diminutos, son difíciles de ver con las técnicas de imagen tradicionales.

En principio, descubrieron que los filopodios tenían receptores de neurotransmisores llamados receptores NMDA, pero no receptores AMPA. Normalmente, las sinapsis típicas tienen dos tipos de receptores, NMDA y AMPA que se unen al neurotransmisor glutamato. Los receptores NMDA necesitan de la ayuda de los receptores AMPA para pasar las señales, ya que los NMDA están bloqueados por los iones de magnesio cuando las neuronas están en reposo.

Con la intención de saber si los filopodios podrían ser sinapsis silenciosas, los investigadores continuaron estudiándolos. Para tal fin utilizaron la técnica ‘patch clamping’ que los ayudó a descubrir que el glutamato no generaba ninguna señal eléctrica en el filopodio que recibía la entrada, a menos que se desbloquearan experimentalmente los receptores NMDA. Para los investigadores, esto respalda la teoría de que los filopodios representan sinapsis silenciosas en el cerebro.

Vía Pexels.

El próximo paso

Del mismo modo, también demostraron que se puede «insilenciar» estas sinapsis. Esto es posible liberando glutamato con una corriente eléctrica procedente del cuerpo de la neurona. Esto provoca la acumulación de receptores AMPA en la sinapsis silenciosa, lo que le permite formar una fuerte conexión con el axón cercano que está liberando glutamato.

El próximo paso del estudio es descubrir si las sinapsis silenciosas están presentes en el cerebro humano. Además, esperan comprobar si el número o la función de estas sinapsis pueden verse afectados por el envejecimiento o las enfermedades neurodegenerativas.

Referencias:

Filopodia are a structural substrate for silent synapses in adult neocortex: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05483-6

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *