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Las neuronas forman ganglios para ahorrar cable neuronal PDF Imprimir E-Mail
Diario Médico   
miércoles, 17 de octubre de 2007

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas publica hoy en PNAS un estudio que predice la anatomía neuronal del gusano Caenorhabditis elegans. El trabajo se basa en la minimización del cable neuronal para explicar la estructura de las redes de neuronas.

Un estudio en el que ha participado un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y que se publica en la edición electrónica de Proceedings of the National Academy of Sciences predice la anatomía neuronal del nematodo Caenorhabditis elegans. El trabajo demuestra que las neuronas se organizan en ganglios para minimizar la cantidad de cable neuronal.

El hallazgo, que relaciona la morfología de las redes neuronales con su función, podría tener aplicaciones en el estudio de enfermedades que afectan al funcionamiento de estas redes. El trabajo ha sido desarrollado por Alfonso Pérez Escudero, del Instituto de Óptica Daza de Valdés (CSIC), y Gonzalo García de Polavieja, de la Universidad Autónoma de Madrid.

"Hemos adivinado dónde deben estar las neuronas suponiendo que se minimiza la cantidad de cable. Además, hemos averiguado que el 85 por ciento de las neuronas minimizan el cableado y que esto predice su posición, su organización en grupos y el que tengan una acumulación de neuronas en la cabeza", ha señalado Pérez. "Ramón y Cajal ya formuló la hipótesis de que el ahorro de cable neuronal determinaba la estructura de los sistemas nerviosos.

Esto implica que dos grupos de neuronas muy conectados entre sí han de estar muy juntos espacialmente para ahorrar en la longitud de los cables de conexión. Así podemos explicar la estructura de los sistemas nerviosos usando la idea de minimización de cable".

Subredes

La técnica propuesta en la investigación permite identificar las subredes básicas sobre las que se desarrolla el resto del sistema nervioso. Las subredes forman el núcleo de la red y permiten identificar las partes que no siguen las mismas leyes que el resto. Estas secciones podrían tener funciones diferentes al resto.

Las neuronas del C. elegans se agrupan formando diez ganglios, de los que ocho son muy compactos: cinco situados en la cabeza y tres en la cola. Los otros dos ganglios son alargados y comunican los dos grupos anteriores de ganglios.

"Si se eliminan del cálculo las conexiones entre neuronas y sólo se contemplan las conexiones entre neuronas y sensores, y entre neuronas y músculos, las predicciones de conexión de las redes mejoran, especialmente en los ganglios. La estructura del sistema nervioso completo de este gusano está determinada por ese pequeño subconjunto de conexiones y las neuronas a las que afecta".

'(PNAS 2007; DOI:10. 1073.pnas.0703183104)'.

EL EXPERIMENTO

Para averiguar la anatomía neuronal del gusano Caenorhabditis elegans los investigadores se propusieron descubrir cuál es la subred más grande que puede mantener la buena predicción de la estructura e idearon un método para encontrarla. "Descubrimos que esa subred era grande e incluía aproximadamente el 85 por ciento del animal, por lo que la mayor parte de la red es óptima y sólo una pequeña parte de neuronas y conexiones no responden al principio de economía de cable. Esto puede ser debido a que a esas neuronas y conexiones les han afectado con fuerza otros factores diferentes a la economía de cable durante la evolución".

Alfonso Pérez ha detallado algunas aplicaciones del estudio: "Ayuda a entender la evolución y el desarrollo de los sistemas nerviosos. Además, es un enlace entre la morfología de los sistemas nerviosos, que podemos conocer mediante experimentos, y su funcionamiento, que es mucho más difícil de comprender. En un futuro podría ser clave para comprender las enfermedades que afectan al comportamiento y que tienen su origen en cambios en las redes".

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