La microscopía de alta resolución ahora permitió a un equipo de investigación internacional ampliar el conocimiento sobre las diferencias específicas de especies de la arquitectura de las neuronas corticales.
Investigadores del grupo de investigación Neurobiología del Desarrollo de la Ruhr-Universität Bochum en torno a la profesora Petra Wahle, en colaboración con socios de Mannheim y Jülich, Alemania, y Linz, Austria, y La Laguna, España, han demostrado que los primates y los no primates difieren en un aspecto importante de su arquitectura: el origen del axón que es el proceso responsable de la transmisión de señales eléctricas llamadas potenciales de acción. Los resultados se publican el 20 de abril de 2022 en el Journal eLife.
Los axones pueden emerger de las dendritas.
Hasta ahora, se consideraba conocimiento de libro de texto que el axón siempre, con pocas excepciones, surge del cuerpo celular de una neurona. Sin embargo, también puede originarse en las dendritas, que sirven para recolectar e integrar las señales sinápticas entrantes. Este fenómeno se ha denominado “dendritas portadoras de axones”.
Varias especies de mamíferos y microscopía de alta resolución revelan el origen axonal variable
“Un aspecto único del proyecto es que el equipo trabajó con tejidos archivados y preparaciones de portaobjetos, que incluían material que se ha utilizado durante años para enseñar a los estudiantes”, explica Petra Wahle. Además, se estudió una variedad de especies, incluidos roedores (ratón, rata), ungulados (cerdo), carnívoros (gato, hurón) y primates macacos y humanos del orden zoológico. El uso de cinco métodos de tinción diferentes y la evaluación de más de 34.000 neuronas llevaron al grupo a concluir que existe una diferencia de especie entre primates y no primates. Las neuronas piramidales excitatorias, en particular de las capas exteriores II y III de la corteza cerebral de los primates, tienen claramente menos dendritas portadoras de axones que las neuronas piramidales de los no primates. Además, se encontraron diferencias cuantitativas en la proporción de células dendríticas portadoras de axones dentro de las especies felina y humana para las interneuronas inhibidoras. No se observaron diferencias cuantitativas al comparar en áreas corticales de macacos con funciones sensoriales primarias y cerebrales superiores. La microscopía de alta resolución fue de particular importancia, como describe Petra Wahle: “Esto permitió la detección de orígenes axonales rastreados con precisión a nivel micrométrico, lo que a veces no es tan fácil con la microscopía de luz convencional”.
Ventaja evolutiva aún enigmática
Poco se sabe sobre la función de las dendritas portadoras de axones. Por lo general, una neurona integra entradas excitatorias que llegan a las dendritas con entradas inhibitorias, un proceso denominado integración somatodendrítica. Luego, la neurona decide si las entradas son lo suficientemente fuertes e importantes para transmitirse a través de potenciales de acción a otras neuronas y áreas del cerebro. Las dendritas portadoras de axones se consideran privilegiadas porque las entradas despolarizantes a estas dendritas pueden evocar potenciales de acción directamente sin involucrar la integración somática y la inhibición somática. Aún se desconoce por qué esta diferencia de especies ha evolucionado y la ventaja potencial que puede tener para el procesamiento de información neocortical en primates.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Ruhr-Universidad de Bochum. Escrito originalmente por Meike Driessen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.