Descubren los mecanismos de una forma de plasticidad involucrada en el desarrollo del hipocampo

Investigadores del Laboratorio de Neurociencia Celular de la Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla, han descubierto los mecanismos de una forma de plasticidad en el hipocampo involucrada en el correcto desarrollo y funcionamiento de esta zona del cerebro de gran plasticidad. Los resultados del estudio acaban de ser publicados en la revista Cerebral Cortex.

Actividad entre las neuronas pre y postsináptica. / UPO

Una de las propiedades más interesantes del cerebro de los mamíferos es su capacidad de cambiar en respuesta a la experiencia. Esta propiedad se llama plasticidad, y fue llamada así por Cajal por primera vez en 1894. La plasticidad está involucrada en el refinamiento de las conexiones sinápticas durante el desarrollo y en procesos de aprendizaje y memoria en el adulto.

Asimismo existen ventanas de plasticidad a lo largo del desarrollo que son responsables de que tengamos mayor facilidad o dificultad para aprender. La denominada spike timing-dependent plasticity parece ser el mecanismo sináptico (en la zona de contactos entre neuronas) que ocurre de forma natural en el cerebro durante el desarrollo y durante procesos de aprendizaje y memoria. Sin embargo, las funciones y los mecanismos de esta forma de plasticidad son poco conocidos. 

Se ha descubierto que una forma de plasticidad fundamental para que el cerebro se forme correctamente requiere de la activación de un tipo de receptores de glutamato

Ahora, los investigadores del Laboratorio de Neurociencia Celular y Plasticidad de la Universidad Pablo de Olavide (UPO) han descubierto que esta forma de plasticidad, fundamental para que el cerebro se forme correctamente durante el desarrollo, requiere de la activación de receptores de glutamato de tipo NMDA presinápticos de una composición en subunidades concreta (que contengan de forma específica las subunidades 2C/2D), entrada de calcio en la célula postsináptica y la activación de receptores metabotrópicos de glutamato.

Adicionalmente requiere de la liberación de endocannabinoides y de la activación por estos cannabinoides de las células gliales del cerebro (en concreto los astrocitos) y como gran novedad se ha descubierto que es necesario que los astrocitos liberen la sustancia denominada D-serina para que la plasticidad ocurra de forma correcta.

La D-serina empieza además a ser conocida como un potente agente antienvejecimiento por lo que la determinación de su lugar de liberación y mecanismo de acción es fundamental para mejorar la plasticidad sináptica en diferentes estadios de desarrollo cerebral, incluida la fase de envejecimiento, donde los niveles de D-serina que producen las células gliales son más bajos que cuando los animales son jóvenes.

Estos resultados. publicados en la revista Cerebral Cortex, ofrecen varias posibles dianas terapéuticas para intentar mejorar la plasticidad cerebral en diferentes estadios de desarrollo.

Referencia bibliográfica:

Andrade-Talavera Y, Duque-Feria P, Paulsen O, Rodríguez-Moreno A. Presynaptic Spike Timing-Dependent Long-Term Depression in the Mouse Hippocampus.Cereb Cortex. 2016 Jun 9. pii: bhw172.

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