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Neurociencia: una neurona con dos tipos de sinapsis (eléctrica y química) al mismo tiempo.

Neurociencia: una neurona con dos tipos de sinapsis (eléctrica y química) al mismo tiempo.


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Aprendo que los nervios del sistema nervioso periférico pueden transportar señales desde y hacia otros órganos del cuerpo.

Me pregunto si un solo nervio lleva

1) Solo señales químicas

2) Solo señales físicas

3) Ambos al mismo tiempo

4) Puede ocurrir cualquiera de los casos siguientes, ya sea (1), (2) o (3) ¡Gracias!


Cuando dices "nervio", esto se refiere a un haz de axones de muchas neuronas diferentes, pero sospecho que lo que realmente quiere decir es una sola neurona.

Las sinapsis ocurren en los extremos de los axones. Casi todos los axones se ramifican hasta cierto punto, por lo que hay muchas de estas terminaciones y terminan exclusivamente en sinapsis químicas.

Sin embargo, la propagación real de la señal por el axón es eléctrica.

Las sinapsis eléctricas ("uniones gap") también ocurren en los sistemas nerviosos de los vertebrados, pero no necesariamente involucran los extremos de los axones en contacto con las dendritas de otras células. Más bien, las sinapsis eléctricas tienden a ser entre dendritas de diferentes células, o entre una dendrita y la región somática de otra célula, o entre axones de dos celdas diferentes.

Las neuronas que hacen sinapsis eléctricas también suelen hacer sinapsis químicas en otros lugares; a veces hacen estas sinapsis eléctricas con las mismas células con las que hacen sinapsis químicas.

Tenga en cuenta que estas reglas son diferentes en los invertebrados y, en general, la distinción entre axones y dendritas en los invertebrados es más complicada.

Además del SNC, hay otros lugares con uniones gap / sinapsis eléctricas, incluso en el sistema nervioso entérico y en el corazón.


Draguhn, A., Traub, R. D., Schmitz, D. y Jefferys, J. G. R. (1998). El acoplamiento eléctrico subyace a las oscilaciones de alta frecuencia en el hipocampo in vitro. Nature, 394 (6689), 189.

Galarreta, M. y Hestrin, S. (2001). Sinapsis eléctricas entre interneuronas liberadoras de GABA. Nature Reviews Neuroscience, 2 (6), 425.

Traub, R. D., Bibbig, R., Piechotta, A., Draguhn, R. y Schmitz, D. (2001). Contribuciones sinápticas y no sinápticas a IPSP gigantes y picos ectópicos inducidos por 4-aminopiridina en el hipocampo in vitro. Revista de neurofisiología, 85 (3), 1246-1256.


Contenido

Las neuronas son células especializadas para recibir, propagar y transmitir impulsos electroquímicos. Solo en el cerebro humano, hay más de ochenta mil millones de neuronas. Las neuronas son diversas con respecto a su morfología y función. Por tanto, no todas las neuronas corresponden a la neurona motora estereotipada con dendritas y axones mielinizados que conducen potenciales de acción. Algunas neuronas, como las células fotorreceptoras, por ejemplo, no tienen axones mielinizados que conduzcan potenciales de acción. Otras neuronas unipolares que se encuentran en los invertebrados ni siquiera tienen procesos distintivos como las dendritas. Además, las distinciones basadas en la función entre las neuronas y otras células, como las cardíacas y musculares, no son útiles. Por tanto, la diferencia fundamental entre una neurona y una célula no neuronal es una cuestión de grado.

Otra clase importante de células que se encuentran en el sistema nervioso son células gliales. Estas células recién comienzan a recibir atención de los neurobiólogos por estar involucradas no solo en la nutrición y el apoyo de las neuronas, sino también en la modulación de las sinapsis. Por ejemplo, las células de Schwann, que son un tipo de células gliales que se encuentran en el sistema nervioso periférico, modulan las conexiones sinápticas entre las terminales presinápticas de las placas terminales de las neuronas motoras y las fibras musculares en las uniones neuromusculares.

Una característica destacada de muchas neuronas es la excitabilidad. Las neuronas generan impulsos eléctricos o cambios de voltaje de dos tipos: potenciales graduados y potenciales de acción. Los potenciales graduados ocurren cuando el potencial de membrana se despolariza e hiperpolariza de manera gradual en relación con la cantidad de estímulo que se aplica a la neurona. Un potencial de acción, por otro lado, es un impulso eléctrico de todo o nada. A pesar de ser más lentos que los potenciales graduados, los potenciales de acción tienen la ventaja de viajar largas distancias en axones con poca o ninguna disminución. Gran parte del conocimiento actual de los potenciales de acción proviene de experimentos con axones de calamar realizados por Sir Alan Lloyd Hodgkin y Sir Andrew Huxley.

El modelo de Hodgkin-Huxley de un potencial de acción en el axón gigante del calamar ha sido la base de gran parte del conocimiento actual de las bases iónicas de los potenciales de acción. Brevemente, el modelo establece que la generación de un potencial de acción está determinada por dos iones: Na + y K +. Un potencial de acción se puede dividir en varias fases secuenciales: umbral, fase ascendente, fase descendente, fase de subimpulso y recuperación. Después de varias despolarizaciones graduales locales del potencial de membrana, se alcanza el umbral de excitación, se activan los canales de sodio dependientes de voltaje, lo que conduce a un influjo de iones de Na +. A medida que los iones de Na + entran en la célula, el potencial de membrana se despolariza más y se activan más canales de sodio dependientes de voltaje. Este proceso también se conoce como ciclo de retroalimentación positiva. A medida que la fase ascendente alcanza su pico, los canales de Na + dependientes de voltaje se inactivan, mientras que los canales de K + dependientes de voltaje se activan, lo que resulta en un movimiento neto hacia afuera de iones K +, que repolariza el potencial de membrana hacia el potencial de membrana en reposo. La repolarización del potencial de membrana continúa, lo que resulta en una fase de suboscilación o un período refractario absoluto. La fase de subimpulso se produce porque, a diferencia de los canales de sodio activados por voltaje, los canales de potasio activados por voltaje se inactivan mucho más lentamente. Sin embargo, a medida que se inactivan más canales de K + dependientes de voltaje, el potencial de membrana se recupera a su estado estable de reposo normal.

Las neuronas se comunican entre sí a través de sinapsis. Las sinapsis son uniones especializadas entre dos células en estrecha aposición entre sí. En una sinapsis, la neurona que envía la señal es la neurona presináptica y la célula diana que recibe esa señal es la neurona o célula postsináptica. Las sinapsis pueden ser eléctricas o químicas. Las sinapsis eléctricas se caracterizan por la formación de uniones gap que permiten que los iones y otros compuestos orgánicos pasen instantáneamente de una célula a otra. [1] Las sinapsis químicas se caracterizan por la liberación presináptica de neurotransmisores que se difunden a través de una hendidura sináptica para unirse a los receptores postsinápticos. Un neurotransmisor es un mensajero químico que se sintetiza dentro de las propias neuronas y es liberado por estas mismas neuronas para comunicarse con sus células diana postsinápticas. Un receptor es una molécula de proteína transmembrana a la que se une un neurotransmisor o fármaco. Las sinapsis químicas son más lentas que las eléctricas.

Una vez que se sintetizan los neurotransmisores, se empaquetan y almacenan en vesículas. Estas vesículas se agrupan en botones terminales de la neurona presináptica. Cuando hay un cambio de voltaje en el botón terminal, los canales de calcio dependientes del voltaje incrustados en las membranas de estos botones se activan. Estos permiten que los iones Ca 2+ se difundan a través de estos canales y se unan con vesículas sinápticas dentro de los botones terminales. Una vez unidas con Ca 2+, las vesículas se acoplan y se fusionan con la membrana presináptica y liberan neurotransmisores en la hendidura sináptica mediante un proceso conocido como exocitosis. Los neurotransmisores luego se difunden a través de la hendidura sináptica y se unen a los receptores postsinápticos incrustados en la membrana postsináptica de otra neurona. Hay dos familias de receptores: receptores ionotrópicos y metabotrópicos. Los receptores ionotrópicos son una combinación de un receptor y un canal iónico. Cuando se activan los receptores ionotrópicos, ciertas especies de iones, como el Na +, entran en la neurona postsináptica, lo que despolariza la membrana postsináptica. Si se activan más receptores postsinápticos del mismo tipo, entrará más Na + en la membrana postsináptica y despolarizará la célula. Los receptores metabotrópicos, por otro lado, activan los sistemas de cascada de segundos mensajeros que dan como resultado la apertura de un canal iónico ubicado en algún otro lugar de la misma membrana postsináptica. Aunque son más lentos que los receptores ionotrópicos que funcionan como interruptores de encendido y apagado, los receptores metabotrópicos tienen la ventaja de cambiar la capacidad de respuesta de la célula a los iones y otros metabolitos, por ejemplo, ácido gamma aminobutírico (transmisor inhibidor), ácido glutámico (transmisor excitador), dopamina, norepinefrina, epinefrina, melanina, serotonina, melatonina, endorfinas, dinorfinas, nociceptina y sustancia P.

Las despolarizaciones postsinápticas pueden transmitir neurotransmisores excitadores o inhibidores. Aquellas que liberan vesículas excitadoras se denominan potencial postsináptico excitador (EPSP). Alternativamente, las vesículas inhibidoras estimulan los receptores postsinápticos para permitir que los iones Cl - entren en la célula o que los iones K + salgan de la célula, lo que da como resultado un potencial postsináptico inhibidor (IPSP). Si el EPSP es dominante, se puede alcanzar el umbral de excitación en la neurona postsináptica, lo que resulta en la generación de un potencial de acción en la neurona o neuronas, a su vez postsinápticas, propagando la señal.

La plasticidad sináptica es el proceso mediante el cual se altera la fuerza de las conexiones sinápticas. Por ejemplo, los cambios a largo plazo en la conexión sináptica pueden resultar en más receptores postsinápticos incrustados en la membrana postsináptica, lo que resulta en el fortalecimiento de la sinapsis. También se ha descubierto que la plasticidad sináptica es el mecanismo neuronal que subyace al aprendizaje y la memoria. [2] Las propiedades básicas, la actividad y la regulación de las corrientes de membrana, la transmisión sináptica y la plasticidad sináptica, la neurotransmisión, la neuroregénesis, la sinaptogénesis y los canales iónicos de las células son algunos otros campos estudiados por los neurocientíficos celulares. [3] [4] La anatomía tisular, celular y subcelular se estudia para proporcionar información sobre el retraso mental en el Centro de Investigación de Retraso Mental MRRC Cellular Neuroscience Core. [5] Revistas como Fronteras en neurociencia celular y Neurociencia molecular y celular se publican sobre temas neurocientíficos celulares. [ cita necesaria ]


Sinapsis eléctricas

Una sinapsis eléctrica transmite información a través de corrientes locales. Este tipo de sinapsis tampoco tiene retraso sináptico (cuánto tiempo tarda en formarse una conexión sináptica).

Este tipo de sinapsis es bastante opuesto a una sinapsis química. Eso significa que las sinapsis eléctricas son simétricos, bidireccionales y de baja plasticidad. Esa última característica significa que siempre envían información exactamente de la misma manera. Por tanto, cuando un potencial de acción se activa en una neurona, se replica en la siguiente neurona.


Tipos de neuronas

Neuronas sensoriales - Mover señales desde la parte externa del cuerpo al sistema nervioso central (cerebro / médula espinal)

Interneuronas - Vincula varias neuronas entre el cerebro y la médula espinal.


Una teoría integradora de la función de la corteza prefrontal

Conde K. Miller Jonathan D. Cohen
Vol. 24 de 2001

Abstracto

▪ Resumen Desde hace mucho tiempo se sospecha que la corteza prefrontal juega un papel importante en el control cognitivo, en la capacidad de orquestar el pensamiento y la acción de acuerdo con los objetivos internos. Sin embargo, su base neuronal sigue siendo un misterio. Aquí nosotros . Lee mas

Figura 1: Diagrama esquemático de algunas de las conexiones extrínsecas e intrínsecas de la corteza prefrontal. La convergencia parcial de entradas de muchos sistemas cerebrales y conexiones internas de la preferencia.

Figura 2: diagrama esquemático que ilustra nuestro papel sugerido para la corteza PF en el control cognitivo. Se muestran unidades de procesamiento que representan señales como entradas sensoriales, estado motivacional actual, yo.

Figura 3: (A) Se muestra la actividad de cuatro neuronas prefrontales individuales (PF) cuando cada uno de dos objetos, en diferentes ensayos, indicó una sacada a la derecha o una sacada a la izquierda. Las líneas .

Figura 4: Esquema del modelo de Stroop. Los círculos representan unidades de procesamiento, correspondientes a una población de neuronas que se supone codifican una determinada información. Las líneas representan conexiones entre.

Figura 5: Evolución temporal de la actividad de resonancia magnética funcional en la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) y la corteza cingulada anterior (ACC) durante dos fases de una prueba en la tarea de Stroop instruida. Durante la instrucción.


DISCUSIÓN

Hay seis hallazgos principales en este estudio. (1) Las propiedades electrofisiológicas de las neuronas que se adaptan lenta y rápidamente en el órgano VS-3 se correlacionan con su intensidad de tinción para AChE. Por tanto, el tipo electrofisiológico de cada neurona puede identificarse histoquímicamente, sin necesidad de registro intracelular. (2) Todas las neuronas sensoriales, en hendidura sensilla, pelos táctiles, tricobotria y receptores internos de la articulación, son suministradas por varias fibras GABA-LIR de tres tipos morfológicos diferentes. Estas fibras forman numerosas varices en las regiones dendríticas, somáticas y axónicas iniciales de las neuronas sensoriales, más densamente en la última zona. (3) Las neuronas de los cuatro tipos de sensillum investigados revelan SYN-LIR punteado. La distribución de tal SYN-LIR es similar a la distribución de los sitios GABA-LIR en estas neuronas. (4) El etiquetado doble muestra que GABA-LIR y SYN-LIR se colocalizan ampliamente en todas las neuronas sensoriales investigadas aquí. Sin embargo, algunos puntos SYN-LIR no son GABA-LIR, lo que indica que usan (uno) otros neurotransmisores. (5) La reconstrucción tridimensional de las dos neuronas mecanosensoriales en una hendidura del órgano VS-3 muestra que todas las sinapsis se originan a partir de fibras finas que corren en paralelo a las neuronas sensoriales. Los elementos postsinápticos son neuronas mecanosensoriales, células gliales y las propias fibras finas. Al menos dos tipos diferentes de terminales sinápticas se distinguen con diferentes tamaños de vesículas sinápticas, lo que sugiere que liberan diferentes neurotransmisores. La distribución de GABA-LIR y SYN-LIR tiene un patrón similar a las fibras presinápticas finas que se ven en la reconstrucción EM. (6) Los estudios de degeneración son consistentes con el origen eferente de las fibras finas de los somas GABA-LIR en el SNC.

Histoquímica AChE

No está claro por qué las neuronas mecanosensoriales expresan actividad de AChE o por qué lo hacen de manera diferencial. La intensidad de la tinción para AChE no es un efecto de tamaño o volumen. Como se demostró anteriormente (Fabian y Seyfarth, 1997), muchas de las dos neuronas de un par son de tamaño similar pero aún muestran una clara diferencia en la tinción. Además, la neurona más oscura (tipo a) no siempre es la más pequeña de un par. Sin embargo, solo en las dos neuronas asociadas con la rendija 2, el tamaño, la intensidad de la tinción y el modo de adaptación se correlacionan de manera consistente. Aunque las neuronas pueden ser colinérgicas, en la medida en que expresen inmunorreactividad similar a la colina acetiltransferasa (Fabian y Seyfarth, 1997) y, por lo tanto, sus terminales pueden tener colinoceptores presinápticos (Wonnacott, 1997), estos deben estar muy lejos, en el SNC. Es posible que una gran cantidad de AChE se almacene de manera diferencial en uno de los somas, pero también puede ser que la AChE refleje funciones no sinápticas o incluso no catalíticas de AChE (Massoulié et al., 1993) que no están directamente relacionadas con la tasa particular. del comportamiento de adaptación electrofisiológica de cada tipo de neurona.

Inmunocitoquímica

Hay buenas razones para sugerir que el SYN-LIR punteado en las neuronas de todos los tipos de sensilla investigados aquí representa la distribución de la sinapsina de araña en los sitios presinápticos. La especificidad de la unión del anticuerpo se ha establecido previamente (Fabian-Fine et al., 1999). Además, nuestro presente estudio muestra que todas las neuronas sensoriales son suministradas por fibras GABA-LIR que forman numerosas varicosidades en los mecanorreceptores. La especificidad de la unión del anticuerpo GABA en tejido de araña se confirma por la ausencia de inmunotinción en las preparaciones de control y por la presencia de neuronas GABA-LIR dispuestas de forma característica en el ganglio subesofágico. La fidelidad de la colocalización entre los patrones SYN-LIR y GABA-LIR respalda la especificidad de la inmunotinción en cada uno. Además, el patrón de tinción de ambos anticuerpos se corresponde, a su vez, con el patrón general de sinapsis reconstruidas a partir de EM en serie. Esto sugiere que algunos sitios SYN-LIR en las neuronas contienen GABA y, por lo tanto, pueden ser GABAérgicos. Aunque ha habido una fina evidencia estructural durante algún tiempo de que las neuronas sensoriales en los arácnidos reciben información sináptica periférica (Foelix, 1975, 1985), esta es la primera demostración de la distribución de las fibras GABA-LIR.

Vías inhibidoras eferentes a neuronas mecanosensoriales

GABA media los mecanismos inhibidores generalizados en el sistema nervioso (Roberts et al., 1976) y se distribuye ampliamente en las sinapsis periféricas de las inervaciones eferentes en varios invertebrados. Los ejemplos incluyen las uniones neuromusculares de nematodos (Johnson y Stretton, 1987), insectos (Usherwood y Grundfest, 1965) y Crustacea (Kravitz et al., 1963). Además, la inervación periférica GABAérgica de las neuronas sensoriales en el órgano receptor del músculo crustáceo (MRO) surge de la inervación inhibitoria eferente (Bazemore et al., 1957 Kuffler y Edwards, 1958 Elekes y Florey, 1987a), con un mecanismo de acción que está bien investigado y particularmente claro (Hagiwara et al., 1960). Por lo tanto, no parece irrazonable proponer una acción inhibidora similar para las fibras finas de GABA-LIR aquí descritas. Basándose en sus investigaciones ultraestructurales de los receptores internos de las articulaciones en las arañas, Foelix y Choms (1979) han sugerido que las sinapsis periféricas pueden representar una vía de control central que podría inhibir la actividad del receptor. De nuestras pruebas de degeneración, el origen de las fibras finas presinápticas parece ser central. Sin embargo, quedan algunos perfiles finos que sobreviven a la axotomía durante más de 8 horas. Se conocen ejemplos en varios otros sistemas nerviosos invertebrados en los que los axones anucleados sobreviven intactos durante largos períodos de tiempo (para una revisión, véase Bittner, 1991). Aunque no podemos asumir automáticamente el mismo fenómeno para tales perfiles en arañas, los únicos somas de neuronas localizados periféricamente descritos son las propias neuronas mecanosensoriales, para las cuales los rellenos de tinte (retrógrados, así como anterógrados) no muestran evidencia de ramas colaterales del axón (Seyfarth et al. al., 1985). La inmunotinción de GABA revela numerosos perikarya GABA-LIR en el ganglio subesofágico, pero ninguno en la periferia, lo que confirma el origen eferente de estas fibras. Por lo tanto, proponemos que los perfiles supervivientes de fibras pequeñas que se observan después de la sección nerviosa en nuestras preparaciones son los de las neuronas centrales en las que se retrasa la degeneración.

Distribución y diferenciación de contactos sinápticos

Las fibras finas en las neuronas VS-3 reconstruidas a partir de nuestra serie EM forman filas lineales de varicosidades presinápticas, con contactos presinápticos consecutivos que se concentran en el segmento axónico inicial. Estos hallazgos corresponden a la descripción ultraestructural de las sinapsis periféricas en los receptores de la articulación interna de las arañas proporcionada previamente por Foelix y Choms (1979). La inhibición en dichos sitios proximales se observa ampliamente en neuronas (Shepherd, 1990) en las que se ubica estratégicamente en el sitio de inicio normal del impulso. Sin embargo, hasta ahora, la región del umbral de membrana más bajo no se ha investigado para las neuronas mecanosensoriales de araña.

Observamos tres tipos de fibra GABA-LIR significativamente diferentes en función de sus tamaños de varices. Esta característica comparte un patrón similar con la inervación eferente de las neuronas sensoriales del cangrejo de río MRO.Después de la descripción inicial de Alexandrowicz (1951), Florey y Florey (1955) demostraron que las neuronas sensoriales de este sistema también son suministradas por tres fibras accesorias de diferentes tamaños que ahora se conocen como GABA-LIR (Elekes y Florey, 1987a). .

Tres características de la inervación periférica de la araña son especialmente importantes para la integración sináptica. El primero es el tamaño de las vesículas sinápticas. Se presume que los dos tamaños de vesícula sináptica (tipo 1 y tipo 2) (Figs. 2, 4) contienen diferentes neurotransmisores. Se sabe que la más pequeña de dos poblaciones de vesículas redondas en las sinapsis periféricas de los mecanorreceptores del crustáceo MRO (Nakajima y Reese, 1983) contiene GABA (Elekes y Florey, 1987a). Suponemos que lo mismo ocurre con las vesículas pequeñas de los mecanorreceptores de araña, mientras que el contenido de las vesículas grandes aún no se conoce. En el crustáceo MRO, el segundo transmisor es el glutamato (Takeuchi y Takeuchi, 1964), y ocurre en las sinapsis con vesículas redondas grandes. Sin embargo, queda por ver si el glutamato es un segundo transmisor candidato en los mecanorreceptores de araña. La segunda característica de los mecanorreceptores de araña es que las varices tienen tamaños muy diferentes. Algunas varicosidades son bastante grandes, con numerosas vesículas y múltiples cuerpos densos presinápticos visibles en la serie EM, mientras que otras varicosidades contienen pocas vesículas y tienen un solo cuerpo denso en las neuronas sensoriales. Parece probable que haya diferencias en la salida del transmisor correspondientes a las diferencias en el número de cuerpos densos presinápticos (Atwood y Cooper, 1995). Ultraestructuralmente, las sinapsis con vesículas sinápticas grandes son principalmente pequeñas y contienen relativamente pocas vesículas sinápticas. En comparación, las sinapsis con pequeñas vesículas sinápticas a menudo se extienden a grandes distancias y contienen numerosas vesículas. Las diferencias en el tamaño de la población de vesículas probablemente reflejan diferencias en los tamaños de los puntos SYN-LIR observados por microscopía óptica. La tercera característica es que numerosas entradas sinápticas son recibidas no solo por los mecanorreceptores, sino que también se forman entre las propias entradas. También se producen conexiones similares entre las entradas en las neuronas receptoras de estiramiento del cangrejo de río MRO (Hirosawa et al., 1981 Elekes y Florey, 1987b).

Importancia funcional

Suponiendo que las abundantes sinapsis periféricas que describimos incluyen aquellas que son GABAérgicas e inhibidoras, se pueden prever una serie de roles funcionales para los mecanorreceptores de la araña. Si tales fibras eferentes se activan simultáneamente con las fibras motoras que inervan los músculos cercanos de las piernas, la inhibición podría servir para prevenir señales falsas resultantes de los propios movimientos de la araña, de la misma manera, por ejemplo, como ocurre con los órganos neuromast de los vertebrados con cola (Russell, 1971). ). Alternativamente, una liberación de la inhibición o excitación puede aumentar la sensibilidad de un receptor para su estímulo óptimo, por ejemplo, la vibración del sustrato para la hendidura sensilla durante el cortejo o la localización de la presa (Barth, 1985). Sin embargo, dado el número de fibras eferentes, parece probable que las interacciones inhibitorias sean más sutiles de lo que podemos especular con seguridad a partir de la evidencia actual. Ahora se requiere un examen electrofisiológico y farmacológico en mecanorreceptores únicos identificables (como las neuronas VS-3) para aclarar el papel funcional de la inervación eferente de las fibras GABA-LIR.


Neuronas, potenciales de acción y sinapsis

Las neuronas son las unidades celulares básicas que constituyen el sistema nervioso. Los seres humanos poseen aproximadamente 100 mil millones de neuronas. Una neurona individual generalmente consta de un soma (cuerpo celular), dendritas y un axón.

El soma contiene el núcleo de la célula (donde se almacena su ADN) y sirve para producir proteínas necesarias para la función de la neurona.

Se extienden desde el soma las dendritas, que son estructuras en forma de rama que forman conexiones con otras neuronas de las que reciben y procesan señales eléctricas. Finalmente, un axón se proyecta desde el otro extremo del soma y sirve a su vez para producir y llevar una señal eléctrica a otras neuronas.

Cada neurona generalmente solo contiene un axón, aunque la estructura puede ramificarse siguiendo la proyección inicial del soma (Woodruff, 2019).

Las señales eléctricas transportadas por los axones y transmitidas a las dendritas se denominan los potenciales de acción. Básicamente, las neuronas son dispositivos eléctricos: contienen canales que permiten que los iones positivos y negativos pasen del exterior al interior de la célula o viceversa, lo que da lugar a un potencial eléctrico con respecto a la membrana celular (la barrera que rodea el exterior de una célula ).

Por defecto (cuando las neuronas están "en reposo"), hay más carga negativa en el interior de la célula que en el exterior, lo que da lugar a un potencial de membrana en reposo de -70 milivoltios. Sin embargo, este potencial eléctrico cambia constantemente en respuesta a las entradas de otras celdas, lo que hace que los iones entren o salgan de la celda.

Algunas de estas entradas son "excitatorias", lo que significa que hacen que el potencial de membrana de la célula sea menos negativo (por ejemplo, al hacer que los iones positivos fluyan hacia la célula), mientras que otras son "inhibitorias", lo que significa que hacen que la membrana de la célula sea más negativa. .

Si una neurona recibe suficientes impulsos excitadores y no demasiados impulsos inhibidores, su potencial de membrana superará lo que se conoce como el "umbral del potencial de acción" (aproximadamente -50 milivoltios) y se producirá un potencial de acción.

Eléctricamente, los potenciales de acción son picos breves pero dramáticos en el potencial de membrana de una neurona. De hecho, los neurocientíficos a menudo se refieren a los potenciales de acción simplemente como "picos".

Cuando el potencial de membrana de una neurona pasa el umbral del potencial de acción, desencadena la apertura de lo que se conoce como canales de sodio activados por voltaje, que permiten que los iones de sodio cargados positivamente pasen al interior de la célula.

Esto hace que el potencial de membrana de la célula se vuelva más positivo rápidamente, lo que lleva al pico. Esta señal luego viaja rápidamente a lo largo del axón de la neurona, porque el pico en sí mismo hace que los canales de sodio activados por voltaje más abajo también se abran, y así sucesivamente.

Finalmente, el potencial de acción llega al final del axón y la neurona transmite esta señal a otras neuronas.

Las neuronas se comunican entre sí a través de estructuras llamadas sinapsis. Una sola sinapsis consta de una terminal presináptica, una hendidura sináptica y una terminal postsináptica.

Una vez que un potencial de acción llega al final del axón de una neurona, llega a la terminal presináptica, lo que provoca la liberación de neurotransmisores de la célula. Estos neurotransmisores se liberan en la hendidura sináptica, una pequeña brecha (20-40 nm) entre las terminales presinápticas y postsinápticas.

Los neurotransmisores luego viajan a través de la hendidura sináptica y activan los receptores de neurotransmisores en la terminal postsináptica. Cuando estos receptores se activan, hacen que los iones positivos o negativos fluyan hacia la neurona postsináptica, lo que resulta en excitación o inhibición, respectivamente.

Cuando los neurotransmisores actúan sobre los receptores para hacer que los iones positivos fluyan hacia la neurona postsináptica, se denomina excitación, porque la neurona se acerca a su umbral de potencial de acción y, por lo tanto, es más probable que se dispare.

Por el contrario, cuando los neurotransmisores actúan sobre los receptores para hacer que los iones negativos fluyan hacia la neurona postsináptica, se denomina inhibición, porque la neurona se aleja más de su umbral de potencial de acción y, por lo tanto, es menos probable que se active.

Como resultado, algunos neurotransmisores se denominan neurotransmisores excitadores (ya que su acción sobre los receptores provoca excitación), mientras que otros se denominan neurotransmisores inhibidores.

Los neurotransmisores excitadores comunes incluyen glutamato y dopamina. Los neurotransmisores inhibidores comunes incluyen GABA y glicina. Algunos neurotransmisores, como la serotonina, pueden ser excitadores o inhibidores según el tipo de receptor sobre el que actúan.


Glosario de términos clave del cerebro

potencial de acción: A veces se denomina "pico" o se describe como neurona "Disparo", un potencial de acción ocurre cuando hay un aumento significativo en la actividad eléctrica a lo largo de la membrana de un neurona. Está asociado con neuronas transmitir mensajes electroquímicos por el axon, liberando neurotransmisores a las celdas vecinas en el sinapsis.

adiccion: Ahora comúnmente llamado trastorno por uso de sustancias, la adicción es un salud mental condición en la que el uso progresivo y crónico de drogas o alcohol por parte de una persona conduce a problemas con las relaciones personales, la capacidad para trabajar y la salud física.

glándulas suprarrenales: Ubicadas en la parte superior de cada riñón, estas dos glándulas están involucradas en la respuesta del cuerpo a estrés y ayudar a regular el crecimiento, la sangre glucosa niveles, y el cuerpo metabólico índice. Reciben señales del cerebro y secretan varios hormonas en respuesta, incluyendo cortisol y adrenalina.

adrenalina: También llamada epinefrina, esta hormona es secretado por el glándulas suprarrenales en respuesta a estrés y otros desafíos al cuerpo. La liberación de adrenalina provoca una serie de cambios en todo el cuerpo, incluido el metabolismo de carbohidratos para suplir las demandas de energía del cuerpo y aumentar la excitación o el estado de alerta.

alelo: Una de dos o más formas diferentes de gene debido a una mutación genética. Diferentes alelos, que se pueden encontrar en el mismo lugar en un cromosoma, producen variación en características heredadas como el color del cabello o el tipo de sangre. A dominante alelo es aquel cuya función fisiológica, como hacer el cabello rubio, ocurre incluso cuando solo hay una copia presente (entre las dos copias de cada gene que todos heredan de sus padres). A recesivo los rasgos del alelo solo aparecen cuando hay dos copias presentes.

Enfermedad de Alzheimer: Una forma debilitante de demencia, este progresivo e irreversible enfermedad neurodegenerativa da como resultado el desarrollo de placas de proteínas y ovillos que dañan neuronas e interferir con la señalización neuronal, afectando en última instancia memoria y otros importantes cognitivo habilidades.

aminoácidos: Un tipo de molécula orgánica pequeña que tiene una variedad de funciones biológicas, pero que se conoce mejor como el "bloque de construcción" de las proteínas.

neurotransmisores de aminoácidos: El más frecuente neurotransmisores en el cerebro, estos incluyen glutamato y aspartato, que pueden aumentar la actividad electroquímica de neuronas, así como glicina y ácido gamma-amino butírico (GABA), que inhiben esa actividad electroquímica.

amígdala: Parte del cerebro sistema límbico, esta estructura cerebral primitiva se encuentra en lo profundo del centro del cerebro y está involucrada en reacciones emocionales, como la ira o el miedo, así como también con carga emocional. recuerdos. También influye en el comportamiento como la alimentación, el interés sexual y la "lucha o huida" inmediata. estrés reacción que ayuda a garantizar que se satisfagan las necesidades de la persona.

proteína beta amiloide (Aβ): Una proteína que se encuentra de forma natural en las células cerebrales. Grupos grandes y anormales de esta proteína forman la placas amiloides que son un sello fisiológico de Enfermedad de Alzheimer. Los grupos más pequeños (oligómeros) de Aβ parecen más tóxicos para las células cerebrales y muchos investigadores creen que desempeñan un papel importante en la Enfermedad de Alzheimer proceso.

placa amiloide: Las acumulaciones anormales y pegajosas de proteína beta amiloide agregado alrededor neuronas y sinapsis en el memoria e intelectuales del cerebro, en personas con Alzheimer. A veces se las denomina placas neuríticas o placas seniles. Si bien las placas amiloides se han considerado durante mucho tiempo marcadores de Alzheimer, también se encuentran hasta cierto punto en muchas personas mayores cognitivamente normales. El papel de las placas en Alzheimer la neurodegeneración sigue sin estar clara.

esclerosis lateral amiotrófica (ELA): También conocida como enfermedad de Lou Gehrig, esta enfermedad neurodegenerativa da como resultado la muerte de las células cerebrales que controlan los músculos.

angiografía: Una técnica de imágenes médicas que permite a los médicos visualizar el interior de los vasos sanguíneos, las arterias, las venas y el corazón.

modelo animal: Un animal de laboratorio que, a través de cambios en su dieta, exposición a toxinas, cambios genéticos u otras manipulaciones experimentales, imita signos o síntomas específicos de una enfermedad humana. Muchos de los avances más prometedores en el tratamiento de trastornos cerebrales provienen de la investigación en modelos animales.

medicación antidepresiva: Clases de medicamentos que pueden tratar depresivo síntomas al afectar los niveles de neurotransmisores en el cerebro. Uno de los tipos de antidepresivos más conocidos es el selectivo. serotonina inhibidores de la recaptación.

ansiedad: Sentimientos de preocupación o miedo intenso y persistente ante situaciones cotidianas. Si bien algunos sentimientos de ansiedad son normales, se pueden clasificar como un trastorno de ansiedad cuando los síntomas comienzan a interferir con la vida diaria.

apoptosis: Una forma de muerte celular programada que ocurre como parte del crecimiento y desarrollo normal. Sin embargo, en casos de trastornos o enfermedades cerebrales, este proceso natural puede ser "secuestrado", lo que resulta en la muerte innecesaria de personas cruciales. neuronas.

inteligencia artificial (IA): programas o sistemas informáticos diseñados para realizar tareas que normalmente requieren inteligencia humana, incluidos los comportamientos de resolución de problemas, aprendizaje y toma de decisiones.

astrocito: Una estrella glial celda que soporta neuronas, ayudando a alimentar y eliminar los desechos de la célula, y de otra manera modula la actividad de la neurona. Los astrocitos también juegan un papel fundamental en el desarrollo del cerebro y la creación de sinapsis.

trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH): A trastorno del neurodesarrollo que afecta los sistemas de atención y el control de los impulsos. Si bien el TDAH se conoce principalmente como un trastorno pediátrico, también afecta a los adultos.

corteza auditiva: Parte del cerebro lóbulo temporal, esta región es responsable de la audiencia. Las fibras nerviosas que se extienden desde el oído interno llevan los impulsos nerviosos generado por los sonidos en la corteza auditiva para su interpretación.

trastorno del espectro autista (TEA): A trastorno del neurodesarrollo, con síntomas que generalmente se presentan dentro de los primeros dos años de vida, caracterizados por problemas de comunicación, interacciones personales y comportamiento. Se lo conoce como un trastorno del espectro debido a la variedad en el tipo y la gravedad de los síntomas observados.

Sistema nervioso autónomo: Parte de sistema nervioso central que controla las funciones de los órganos internos (por ejemplo, presión arterial, respiración, función intestinal, control de la vejiga urinaria, transpiración, temperatura corporal). Sus acciones son principalmente involuntarias.

axon: Una fibra nerviosa larga y única que transmite mensajes, a través de impulsos electroquímicos, desde el cuerpo del neurona para dendritas de otro neuronas, o directamente a los tejidos corporales como los músculos.

terminal del axón: El final de la axon, donde las señales electroquímicas pasan a través del sinapsis a las celdas vecinas mediante neurotransmisores y otros neuroquímicos. Una coleccion de axones que viene de, o va a, un área específica del cerebro se puede llamar un materia blanca tracto de fibra.

ganglios basales: Un grupo de estructuras debajo del corteza involucrado en motor, cognitivoy funciones emocionales.

arteria basilar: Ubicada en la base del cráneo, la arteria basilar es un vaso sanguíneo grande y especializado que suministra sangre oxigenada al cerebro y sistema nervioso.

biomarcadores: Un indicador fisiológico medible de un estado o condición biológica. Por ejemplo, placas amiloides—Como se detecta en amiloide MASCOTA exploraciones: son un biomarcador de Enfermedad de Alzheimer. Los biomarcadores se pueden utilizar tanto con fines diagnósticos como terapéuticos.

trastorno bipolar: También conocido como trastorno maníaco depresivo o trastorno maníaco-depresivo, el trastorno bipolar se caracteriza por cambios impredecibles en estado animico, así como los niveles de energía y actividad, que pueden interferir con las tareas diarias.

barrera hematoencefálica: Barrera protectora que separa el cerebro de la sangre que circula por el cuerpo. La barrera hematoencefálica es semipermeable, lo que significa que permite el paso del agua y de moléculas como glucosa y otra aminoácidos que ayudan a promover la función neuronal.

interfaz cerebro-computadora: Dispositivo o programa que permite la colaboración directa o indirecta entre el cerebro y un sistema informático. Por ejemplo, un dispositivo que aprovecha las señales cerebrales para controlar un cursor de pantalla o una prótesis.

factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF): A veces denominado "fertilizante cerebral", el BDNF es una proteína que ayuda a promover el crecimiento, el mantenimiento y la supervivencia de neuronas.

imagen mental: Se refiere a varias técnicas, como imagen por resonancia magnética (IRM), imágenes con tensor de difusión (DTI), y tomografía por emisión de positrones (PET), que permiten a los científicos capturar imágenes del tejido y la estructura del cerebro y revelar qué partes del cerebro están asociadas con comportamientos o actividades. Las imágenes cerebrales estructurales se preocupan por identificar la anatomía del cerebro y sus cambios con la enfermedad. Las imágenes cerebrales funcionales se preocupan por identificar el patrón de actividad en el cerebro cuando las personas están en reposo o cuando están realizando una tarea.

tronco encefálico: Parte primitiva del cerebro que conecta el cerebro con el médula espinal, el tronco cerebral controla funciones básicas para la supervivencia, como la frecuencia cardíaca, la respiración, los procesos digestivos y el sueño.

Tumor cerebral: Masa o crecimiento de células anormales que se encuentran en el cerebro.Si bien las personas comúnmente pueden equiparar los tumores cerebrales con el cáncer, muchos tumores son benignos, pero su ubicación en el cerebro aún puede interferir con la función normal del cerebro.

ondas cerebrales: Patrones rítmicos de actividad neuronal en el sistema nervioso central, las ondas cerebrales también se pueden llamar oscilaciones neuronales.

Área de Broca: Descubierta por el médico francés Paul Broca a finales del siglo XIX, esta pequeña región de la izquierda lóbulo frontal se ha relacionado con la producción del habla.

cuerpo de la célula: También conocido como el soma, esta parte central del neurona contiene el núcleo de la neurona. los axón y dendritas conéctese a esta parte de la celda.

sistema nervioso central: El cerebro y médula espinal constituyen el sistema nervioso central y son parte de la más amplia sistema nervioso, que también incluye el sistema nervioso periférico.

surco central: El surco principal en el cerebro cerebro, que separa el lóbulo frontal en la parte frontal del cerebro desde el parietal y lóbulos occipitales en la parte posterior del cerebro.

arteria cerebelosa: El principal vaso sanguíneo que proporciona sangre oxigenada al cerebelo.

cerebelo: Una estructura del cerebro ubicada en la parte superior del tronco encefálico que coordina las instrucciones del cerebro para realizar movimientos hábiles y repetitivos y ayuda a mantener el equilibrio y la postura. La investigación sugiere que el cerebelo también puede desempeñar un papel, junto con la cerebro, de alguna manera emocional y cognitivo Procesos.

parálisis cerebral: Un trastorno del desarrollo resultante de un daño en el cerebro antes o durante el nacimiento, generalmente caracterizado por una coordinación muscular y movimientos corporales deficientes, pero también puede incluir alteraciones cognición y comportamiento social.

líquido cefalorraquídeo (LCR): El líquido transparente e incoloro que se encuentra alrededor del cerebro y médula espinal. Este líquido se puede analizar para detectar enfermedades.

cerebro: El cerebro es la estructura cerebral más grande de los seres humanos, representa aproximadamente dos tercios de la masa del cerebro y se coloca sobre y alrededor de la mayoría de las otras estructuras cerebrales. El cerebro se divide en izquierdo y derecho. hemisferios, así como áreas específicas llamadas lóbulos que están asociadas con funciones especializadas.

cromosoma: Una estructura filiforme de nucleótidos que lleva la de un organismo genes o información genética.

síndrome de encefalopatía crónica (CES): Síntomas, que incluyen memoria cuestiones, depresióny comportamiento impulsivo, que se manifiestan después de repetidos traumas cerebrales. Con el tiempo, CES puede resultar en un diagnóstico de encefalopatía traumática crónica (CTE).

encefalopatía traumática crónica (CTE): Una vez conocido como demencia pugilística y se cree que se limita en gran medida a los ex boxeadores, esta enfermedad neurodegenerativa, con síntomas que incluyen impulsividad, memoria problemas, y depresión, afecta el cerebro de las personas que han sufrido repetidas contusiones y lesiones cerebrales traumáticas.

cóclea: La parte del oído interno que transforma las vibraciones del sonido en impulsos neuronales.

cognición: Término general que incluye pensar, percibir, reconocer, concebir, juzgar, sentir, razonar e imaginar.

neurociencia Cognitiva: El campo de estudio que investiga los procesos biológicos en el cerebro que subyacen a la atención, memoriay otras facetas de cognición.

Neurociencia Computacional: Un campo de estudio interdisciplinario que utiliza propiedades de procesamiento de información y algoritmos para promover el estudio de la función y el comportamiento del cerebro.

tomografía computarizada (CT o CAT): Un radiografía técnica introducida a principios de la década de 1970 que permite a los científicos tomar imágenes transversales del cuerpo y el cerebro. CT utiliza una serie de radiografía Los rayos pasan a través del cuerpo para recopilar información sobre la densidad del tejido, luego aplica sofisticadas fórmulas matemáticas y de computadora para crear una imagen anatómica a partir de los datos.

concusión: Un tipo de leve lesión cerebral traumática como resultado de un golpe o golpe en la cabeza que hace que el cerebro se mueva rápidamente hacia adelante y hacia atrás dentro del cráneo.

cono: Un tipo de célula fotorreceptora responsable de la visión del color que se encuentra en el retina.

conectoma: Un mapa detallado de la miríada de conexiones neuronales (también llamadas tractos de fibra) que componen el cerebro y sistema nervioso.

conciencia: El estado de ser consciente de los sentimientos y el entorno de uno, la totalidad de los pensamientos, sentimientos e impresiones de uno.

Cuerpo calloso: La colección de fibras nerviosas que conectan los dos hemisferios cerebrales.

corteza: La capa exterior del cerebro. A veces se lo denomina corteza cerebral.

cortisol: Un esteroide hormona producido por el glándulas suprarrenales que controla cómo el cuerpo usa las grasas, las proteínas, los carbohidratos y los minerales, y ayuda a reducir la inflamación. El cortisol se libera en el cuerpo estrés Los científicos de respuesta han descubierto que la exposición prolongada al cortisol tiene efectos dañinos en el cerebro.

periodo critico: Período de desarrollo durante el cual se cree que una habilidad o característica se aprende o logra con mayor facilidad.

CRISPR (repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas): Un relativamente preciso y confiable ADN-Técnica de edición.

estimulación cerebral profunda: Un método para el tratamiento de diversas enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativo trastornos a través de pequeñas descargas eléctricas controladas administradas desde un implante de neuroestimulación especial que funciona con pilas. El implante, a veces llamado "marcapasos cerebral", se coloca dentro de regiones cerebrales profundas como el globo pálido o el subtálamo.

aprendizaje profundo: Ver aprendizaje automático.

red en modo predeterminado: La red indica que el cerebro permanece activo incluso si no está involucrado en una tarea específica. Incluso cuando estás soñando despierto, el cerebro está en un estado activo.

demencia: Deterioro mental general de un estado previamente normal de cognitivo función debido a enfermedades o factores psicológicos. Enfermedad de Alzheimer es una forma de demencia.

dendritas: Fibras nerviosas cortas que se proyectan desde un neurona, generalmente recibiendo mensajes del axones de otro neuronas y transmitirlos al núcleo de la célula.

depresión: A estado animico o trastorno afectivo caracterizado por tristeza y falta de motivación. La depresión se ha relacionado con alteraciones en una o más de las funciones del cerebro. neurotransmisor sistemas, incluidos los relacionados con serotonina y dopamina.

Manual diagnóstico y estadístico de trastornos mentales (DSM): El manual de clasificación estándar publicado por la Asociación Estadounidense de Psiquiatría para salud mental profesionales para diagnosticar y tratar trastornos mentales.

imágenes de espectro de difusión (DSI): A imagen mental método que detecta el movimiento del agua en los tejidos para ayudar a visualizar el cerebro materia blanca. Este enfoque generalmente permite una mejor resolución que imágenes de tensor de difusión.

imágenes con tensor de difusión (DTI): A imagen mental método que ayuda a visualizar el cerebro materia blanca tractos siguiendo el movimiento del agua a través de los tejidos.

ADN (ácido desoxirribonucleico): El material a partir del cual se forman los 46 cromosomas en el núcleo de cada célula. El ADN contiene los códigos de aproximadamente 30.000 genes, que rige todos los aspectos del crecimiento y la herencia celular. El ADN tiene un doble hélice estructura: dos hebras entrelazadas que se asemejan a una escalera en espiral.

fenotipado digital: El uso de datos recopilados de dispositivos electrónicos personales como teléfonos inteligentes para diagnosticar y monitorear psiquiátrico condiciones.

gen dominante: A gene que casi siempre resulta en una característica física específica, por ejemplo, una enfermedad, a pesar de que el paciente genoma Posee solo una copia. Con un dominante gene, la posibilidad de transmitir el gene (y por lo tanto el rasgo o enfermedad) para los niños es 50-50 en cada embarazo.

dopamina: A neurotransmisor involucrado en la motivación, el aprendizaje, el placer, el control del movimiento corporal y otras funciones cerebrales.

doble hélice: La disposición estructural de ADN, que se parece a una escalera inmensamente larga enrollada en una hélice o espiral. Los lados de la "escalera" están formados por una columna vertebral de moléculas de azúcar y fosfato, y los "peldaños" consisten en bases de nucleótidos unidas débilmente en el medio por enlaces de hidrógeno.

Síndrome de Down: Trastorno genético caracterizado por deterioro intelectual y anomalías físicas que surgen de la genoma tener una copia extra del cromosoma 21.

dislexia: Trastorno del aprendizaje que afecta la capacidad de comprender y producir el lenguaje. Se considera comúnmente como una discapacidad de lectura, aunque puede afectar otros aspectos del lenguaje.

electroencefalografía (EEG): Método que mide la actividad eléctrica en el cerebro mediante pequeños electrodos que se colocan en el cuero cabelludo.

terapia electroconvulsiva (TEC): Un tratamiento terapéutico para depresión y otras enfermedades mentales que envían pequeñas corrientes eléctricas sobre el cuero cabelludo para desencadenar una convulsión breve.

sistema endocrino: Un sistema en el cuerpo compuesto por varias glándulas y órganos diferentes que secretan hormonas.

endorfinas: Hormonas producido por el cerebro, en respuesta al dolor o estrés, para mitigar la sensación de dolor. Narcótico Las drogas, como la morfina, imitan las acciones de las sustancias naturales del cuerpo. endorfinas.

enzima: Proteína que facilita una reacción bioquímica. Los organismos no podrían funcionar si no tuvieran enzimas.

epigenética: Un subconjunto de genética que se centra en cómo los factores ambientales específicos pueden influir en dónde, cuándo y cómo un gene se expresa, lo que da como resultado una variación en el genes rasgos relacionados.

epilepsia: Trastorno neurológico caracterizado por una actividad eléctrica anormal en el cerebro que conduce a convulsiones.

Función ejecutiva: Nivel más alto cognitivo funciones, incluida la toma de decisiones y el juicio, relacionadas con el control del comportamiento.

fisura: Un surco o hendidura que se observa en el cerebro.

Síndrome X frágil: A genético trastorno que interfiere con el desarrollo del cerebro, lo que conduce a discapacidades de aprendizaje y cognitivo discapacidad, particularmente en lo que respecta al lenguaje.

lóbulo frontal: La parte frontal del cerebro cerebro, debajo de la frente. Esta área del cerebro está asociada con una mayor cognitivo procesos tales como toma de decisiones, razonamiento, social cognicióny planificación, así como control de motores.

opérculo frontal: La parte del lóbulo frontal que se sienta sobre el ínsula.

degeneración frontotemporal (FTD): Este es un tipo común de demencia causado por la pérdida de neuronas en el lóbulo frontal. Este trastorno a menudo ataca antes de Enfermedad de Alzheimer u otras formas de demencia, con la mayoría de los pacientes diagnosticados entre finales de los 40 y principios de los 60. También tiende a presentarse con deficiencias sociales y de comportamiento más prominentes en comparación con memoria pérdida, aunque memoria la pérdida es común en las etapas posteriores de la enfermedad.

imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI): A imagen mental tecnología, basada en convencional Resonancia magnética, que recopila información relacionada con cambios a corto plazo en el consumo de oxígeno por las células del cerebro. Por lo general, utiliza esta información para representar las áreas del cerebro que se vuelven más o menos activas, y presumiblemente más o menos involucradas, mientras un sujeto en el escáner de resonancia magnética funcional realiza una cognitivo tarea.

ácido gamma-aminobutírico (GABA): A neurotransmisor implicado en el desarrollo del cerebro, el control de los músculos y la reducción estrés respuesta.

gene: La unidad básica de herencia. Un gen es una sección distinta de ADN código en una celda cromosoma que le indica a la célula que produzca una molécula en particular, generalmente una proteína o ARN. Se cree que los defectos genéticos (mutaciones genéticas) causan muchos trastornos, incluidos los trastornos cerebrales.

la expresion genica: El proceso por el cual un gene's secuencia de nucleótidos se transcribe en forma de ARN—A menudo como preludio de ser traducido a una proteína.

mapeo de genes: Determinación de las posiciones relativas de genes en un cromosoma y la distancia entre ellos.

genoma: El completo genético mapa de un organismo. En los seres humanos, esto incluye alrededor de 30.000 genes, más de 15.000 de los cuales se relacionan con funciones del cerebro.

glía (o células gliales): Las células de apoyo del sistema nervioso central. Pueden contribuir a la transmisión de los impulsos nerviosos y juegan un papel fundamental en la protección y nutrición neuronas.

glioblastoma: Un invasivo Tumor cerebral compuestos de glial tejido, vasos sanguíneos y muertos neuronas.

glioma: Un tumor que surge del cerebro glial tejido.

glucosa: Azúcar natural que se transporta en la sangre y es la principal fuente de energía para las células del cerebro y el cuerpo.

sistema glifático: El sistema que ayuda a eliminar los desechos del cerebro. Durante el sueño, especial glial células llamadas astrocitos forman una red de conductos que permiten fluido cerebroespinal para eliminar las proteínas no deseadas e innecesarias del cerebro.

materia gris: Las partes del cerebro y médula espinal compuesto principalmente por grupos de neurona cuerpos celulares (a diferencia de materia blanca, que se compone principalmente de mielinizado fibras nerviosas).

giro: Las crestas de la superficie externa del cerebro. Plural es gyri.

hemisferio: En la ciencia del cerebro, se refiere a la mitad del cerebro (izquierda o derecha). Los dos hemisferios están separados por un surco profundo, o fisura, por el centro. Algunas funciones cerebrales importantes y específicas se encuentran en uno u otro hemisferio. Si bien la cultura popular sugiere que el “dominio hemisférico”, o qué lado del cerebro es más activo, puede ayudar a informar cómo aprende mejor un individuo, la investigación no respalda esta idea.

hipocampo: Una estructura cerebral primitiva, ubicada en lo profundo del cerebro, que es fundamental para memoria Y aprendiendo.

hormona: Una sustancia química liberada por el cuerpo endocrino glándulas (incluidas las glándulas suprarrenales), así como por algunos tejidos. Las hormonas actúan sobre receptores en otras partes del cuerpo para influir en las funciones o el comportamiento del cuerpo.

Enfermedad de Huntington: A trastorno neurodegenerativo que causa la muerte progresiva de neuronas en el cerebro, lo que resulta en un movimiento severo y cognitivo problemas. El trastorno es causado por la mutación de un solo geneY los síntomas suelen presentarse cuando una persona tiene entre 30 y 40 años.

hipotálamo: Una pequeña estructura ubicada en la base del cerebro, donde las señales del cerebro y del cuerpo hormonal el sistema interactúa.

en silico: Un método experimental para estudiar el cerebro o la función neuronal utilizando modelos o simulación por computadora.

in vitro: Un método experimental para estudiar la función neuronal o cerebral mediante la observación de células fuera de un organismo vivo, por ejemplo, en un tubo de ensayo o en una placa de Petri.

en vivo: Un método experimental que permite a los científicos estudiar la función cerebral o neuronal en un organismo vivo.

célula madre pluripotente inducida (iPSC): Célula que se ha extraído de tejido adulto y se ha modificado genéticamente para comportarse como un embrión. célula madre, con la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula que se encuentre en el cuerpo, incluyendo células nerviosas.

ínsula: A veces denominada corteza insular, esta pequeña región de la cerebro se encuentra en lo profundo del lateral surco, y se cree que está involucrado en conciencia, emoción y mantener el cuerpo en equilibrio.

iones: Átomos o pequeños grupos de átomos que portan una carga eléctrica, ya sea positiva o negativa. Cuando una impulso nervioso se dispara, los iones fluyen a través de canales en la membrana de un neurona, cambiando abruptamente el voltaje a través de la membrana en esa parte de la célula. Esto desencadena una reacción en cadena de cambios de voltaje similares a lo largo de la celda axón al sinapsis, donde provoca la liberación de neurotransmisores en el hendidura sináptica.

canal de iones: Un poro en la membrana de un neurona Eso permite iones atravesar, ayudando a dar forma los potenciales de acción.

ketamina: Un poderoso fármaco anestésico, originalmente fabricado para uso veterinario, que ha demostrado ser un tratamiento eficaz para los principales depresivo trastorno, especialmente en pacientes que no responden bien a los tratamientos tradicionales. medicamentos antidepresivos.

lesión: Una lesión, área de enfermedad o incisión quirúrgica en el tejido corporal. Gran parte de lo que sabemos sobre las funciones de las estructuras o vías cerebrales proviene de estudios de mapeo de lesiones, donde los científicos observan el comportamiento de personas con una lesión en un área distinta del cerebro o analizan el comportamiento de un animal de laboratorio como resultado de una lesión producida en el cerebro.

sistema límbico: Un grupo de estructuras cerebrales evolutivamente más antiguas que rodean la parte superior del tronco encefálico. Las estructuras límbicas desempeñan funciones complejas en las emociones, los instintos y los comportamientos apetitivos.

potenciación a largo plazo (LTP): El fortalecimiento persistente de un sinapsis con un mayor uso, se cree que es la base del aprendizaje y memoria.

Enfermedad de Lou Gehrig: ver esclerosis lateral amiotrófica (ELA)

aprendizaje automático: También conocido como aprendizaje profundo, el aprendizaje automático es un tipo de inteligencia artificial algoritmo que puede aprender reglas o identificar criterios de diagnóstico a partir de inmensos conjuntos de datos de imagen mental o genético información. Estos algoritmos son cada vez más frecuentes en la investigación científica y también están comenzando a incorporarse en la investigación en neurociencia traslacional y en la práctica médica.

imagen por resonancia magnética (IRM): Una tecnología de imágenes no invasiva, a menudo utilizada para imagen mental. Un escáner de resonancia magnética incluye imanes intensamente poderosos, típicamente de 10,000 a 40,000 veces más fuertes que el campo magnético de la Tierra.Estos imanes, combinados con bobinas que envían pulsos electromagnéticos al tejido escaneado, inducen señales de radiofrecuencia de átomos de hidrógeno individuales dentro del tejido. El escáner registra y procesa estas señales para crear una imagen del tejido escaneado. Las imágenes por resonancia magnética pueden representar imágenes de alta resolución de todo el cerebro, lo que permite a los médicos determinar si el tejido cerebral visualizado es normal, anormal o dañado debido a un trastorno neurológico o trauma. La tecnología de resonancia magnética también se ha adaptado para medir la actividad cerebral con resonancia magnética funcional métodos.

trastorno maníaco-depresivo: Ver trastorno bipolar.

Medula oblonga: La parte inferior del tronco encefálico, responsable de las funciones que regulan la vida, como la respiración y la frecuencia cardíaca.

melatonina: A hormona que es secretado por la glándula pineal en el cerebro en respuesta al ciclo diario de luz y oscuridad, lo que influye en el ciclo de sueño y vigilia del cuerpo.

memoria: La codificación y almacenamiento de información, de manera que permita su posterior recuperación. En el cerebro, la memoria involucra sistemas integrados de neuronas en diversas áreas del cerebro, cada una de las cuales maneja tareas individuales relacionadas con la memoria. La memoria se puede clasificar en dos tipos distintos, cada uno con sus propias áreas cerebrales correspondientes. La memoria sobre personas, lugares y cosas que uno ha experimentado directamente o sobre las que ha aprendido de otro modo se denomina memoria explícita o declarativa y depende en gran medida de la hipocampo y lóbulo temporal. La memoria sobre las habilidades motoras y las estrategias perceptivas se conoce como memoria implícita o procedimental e involucra la cerebelo, los amígdalay vías específicas relacionadas con la habilidad en particular (por ejemplo, andar en bicicleta implicaría la corteza motora).

salud mental: Se refiere al bienestar psicológico, emocional y social de uno.

circuito mesolímbico: Ver red cerebral de recompensa / refuerzo.

vía mesolímbica: Un circuito cerebral especializado implicado en el procesamiento de información de riesgo y recompensa.

metabolizar: Para descomponer o acumular elementos bioquímicos en el cuerpo, lo que produce un cambio en el tejido corporal. Por ejemplo, neuronas y otras células cerebrales metabolizan glucosa, un azúcar en sangre, para obtener energía para transmitir los impulsos nerviosos.

microbiota: La comunidad de varios microorganismos que se encuentran en el tracto digestivo. Los científicos ahora están aprendiendo que los microbios que se encuentran en la microbiota pueden influir en el desarrollo del cerebro, estado animicoy comportamiento.

microglia: Un pequeño, especializado glial célula que opera como la primera línea de defensa inmune en el sistema nervioso central.

mesencéfalo: También conocido como mesencéfalo, el mesencéfalo es una pequeña parte del tronco encefálico que juega un papel importante en el movimiento, así como en el procesamiento auditivo y visual.

estado mínimamente consciente: Un trastorno de conciencia, a menudo causado por carrera, lesión en la cabeza o pérdida de flujo sanguíneo al cerebro, en el que un individuo mantiene parcial consciente conciencia, pero pueden tener grandes dificultades para comunicarse o comprender a otras personas.

Biología Molecular: Estudio de la estructura y función de las células a nivel molecular y cómo estas moléculas influyen en el comportamiento y los procesos patológicos. La biología molecular surgió como disciplina científica recién en la década de 1970, con avances en las tecnologías de laboratorio para aislar y caracterizar ADN, ARN, proteínas y otras pequeñas entidades biológicas.

estado animico: Un estado de ánimo o sentimiento. En neurociencia, depresión y ansiedad se consideran trastornos del estado de ánimo, por ejemplo.

corteza motora: La parte del cerebro cerebro, justo al frente del surco central en el lóbulo frontal, que está involucrado en el movimiento y la coordinación muscular. Los científicos han identificado puntos específicos en la corteza motora que controlan el movimiento en partes específicas del cuerpo, el llamado "mapa motor".

esclerosis múltiple: Un progresivo enfermedad neurodegenerativa que impliquen daño a la protección mielina vainas de células nerviosas en el cerebro y médula espinal. Los síntomas incluyen problemas de movimiento, dolor y fatiga.

mutación: Una alteración estructural permanente de ADN que modifica su anterior secuencia de nucleótidos. En la mayoría de los casos, ADN los cambios no tienen ningún efecto o causan daño, pero ocasionalmente una mutación mejora las posibilidades de un organismo de sobrevivir y procrear.

mielina: La sustancia grasa que recubre la mayoría neurona axones, ayudando a aislar y proteger la fibra nerviosa y acelerando eficazmente la transmisión de los impulsos nerviosos.

narcótico: Un compuesto químico sintético que imita la acción de las sustancias naturales del cuerpo. endorfinashormonas secretado para contrarrestar el dolor. Los estupefacientes tienen una función válida y útil en el tratamiento del dolor, pero pueden provocar dependencia física en personas susceptibles si se utilizan durante períodos prolongados.

factor de crecimiento nervioso: También conocida como factor neurotrófico, esta proteína especial ayuda a regular el crecimiento y la supervivencia de células nerviosas. Uno de los más conocidos es factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF).

neurona: Ver neurona.

impulso nervioso: También conocida como señal nerviosa, la forma en que neurona se comunica con otras células transmitiendo una señal electroquímica a lo largo de la axón.

sistema nervioso: El sistema del cuerpo que procesa y transmite señales desde el cerebro al resto del cuerpo para facilitar el movimiento y el comportamiento. Consta de dos partes, la sistema nervioso central, o el cerebro y médula espinal, y el sistema nervioso periférico, los nervios que se derivan del médula espinal extendiéndose por el resto del cuerpo.

neuroeconomía: Un campo de estudio interdisciplinario que utiliza la investigación neurocientífica para ayudar a explicar el comportamiento humano en la toma de decisiones.

enfermedades neurodegenerativas: Enfermedades caracterizadas por el deterioro progresivo y la muerte de células nerviosas (neurodegeneración), que generalmente se origina en un área del cerebro y se disemina a otras áreas conectadas. Las enfermedades neurodegenerativas incluyen esclerosis lateral amiotrófica (ELA), Enfermedad de Huntington, Enfermedad de Alzheimer, degeneración frontotemporal, y Enfermedad de Parkinson.

trastorno del neurodesarrollo: Trastornos o condiciones que surgen de deficiencias durante el desarrollo y maduración del cerebro y / o sistema nervioso. Los trastornos del neurodesarrollo incluyen esquizofrenia y desorden del espectro autista.

neuroeducación: A veces denominado neurociencia educativa, este campo de estudio interdisciplinario y colaborativo utiliza hallazgos en cognitivo neurociencia para informar la enseñanza y otras prácticas educativas.

neuroética: Un campo de estudio interdisciplinario que aborda las implicaciones éticas de nuestra mayor capacidad para comprender y cambiar el cerebro. Mejorado cognitivo el rendimiento, la extensión de la vida, el uso de la neurociencia en el marketing y muchos otros temas se incluyen en este debate científico-social en curso.

neurogénesis: La producción de nuevos y maduros neuronas por neural madre y células progenitoras. La neurogénesis rápida y generalizada obviamente ocurre en el cerebro fetal en humanos y otros animales, pero los neurocientíficos creyeron durante mucho tiempo que la neurogénesis esencialmente no ocurre en el cerebro humano adulto. Sin embargo, durante las últimas dos décadas, la investigación ha demostrado que de hecho ocurre en la circunvolución dentada del hipocampo y posiblemente otras regiones del cerebro. Esta "neurogénesis adulta" parece ser vital para el aprendizaje normal y memoriay puede ayudar a proteger el cerebro contra estrés y depresión.

neuroinmunología: Un campo complejo en la investigación biomédica, que se centra en el cerebro, el sistema inmunológico y sus interacciones. La neuroinmunología tiene el potencial de vencer enfermedades tan diversas como médula espinal lesión, esclerosis múltipley reacciones corporales a bacterias o virus, tanto de origen natural como intencionalmente infligidos. En algunas circunstancias, una respuesta neuroinmune anormal puede dañar el tejido cerebral.

neuroplasticidad: También conocida como plasticidad cerebral o plasticidad neuronal, esta es la capacidad del cerebro para cambiar a lo largo de la vida, formando nuevas sinapsis y neural conexiones en respuesta al medio ambiente.

neurona: Una célula nerviosa. La unidad básica del sistema nervioso central, la neurona es responsable de la transmisión de los impulsos nerviosos. A diferencia de cualquier otra célula del cuerpo, una neurona consta de un núcleo cuerpo de la célula así como varios "brazos" filiformes llamados axones y dendritas, que transmiten los impulsos nerviosos. Los científicos estiman que hay aproximadamente 86 mil millones neuronas en el cerebro humano.

neurociencia: El estudio del cerebro y sistema nervioso, incluida su estructura, función y trastornos. La neurociencia como disciplina organizada ganó un gran protagonismo en la última parte del siglo XX.

neurotransmisor: Una sustancia química que actúa como mensajero entre neuronas y se libera en el hendidura sináptica cuando una impulso nervioso llega al final de un axón. Hasta ahora se han identificado varias docenas de neurotransmisores en el cerebro, cada uno con funciones específicas, a menudo complejas, en la función cerebral y el comportamiento humano.

factor neurotrófico: Ver factor de crecimiento nervioso.

nucleótido: A veces denominado ácido nucleico, estos son los componentes básicos biológicos de ADN.

secuencia de nucleótidos: Una matriz específica y ordenada de nucleótidos que componen un especifico variante genética o alelo.

núcleo accumbens: Parte del circuito de recompensa del cerebro, o vía mesolímbica, esta pequeña región en el mesencéfalo lanzamientos dopamina en respuesta a experiencias gratificantes.

nutrir: Término popular para la influencia de los factores ambientales en el desarrollo humano, como las experiencias a las que uno está expuesto en los primeros años de vida. El término se usa a menudo en el contexto de "naturaleza versus crianza", que se relaciona con la interacción de "naturaleza" (genético o influencias heredadas, predeterminadas) y fuerzas ambientales o experienciales.

trastorno obsesivo compulsivo (TOC): Una forma de ansiedad Trastorno caracterizado por pensamientos u obsesiones irracionales, que resultan en conductas compulsivas y repetitivas.

lóbulo occipital: Una parte del cerebro cerebro, ubicado en la parte posterior del cerebro, por encima de la cerebelo. El lóbulo occipital se ocupa principalmente de la visión y abarca la corteza visual.

olfativo: Perteneciente al sentido del olfato. Cuando es estimulado por un olor, las células receptoras olfativas en la nariz envían los impulsos nerviosos a los bulbos olfativos del cerebro, que luego transmiten los impulsos a los centros olfativos del cerebro para su interpretación.

opiáceo: Un compuesto sintético (p. Ej., Demerol, Fentanilo) o derivado de plantas (p. Ej., Opio, heroína, morfina) que se une y activa receptores de opioides en ciertos neuronas. Los opiáceos suelen tener efectos analgésicos, pero no siempre ansiedad-reductores e incluso efectos inductores de euforia, y generalmente se consideran adictivos.

opioide: Un fármaco o una sustancia química de origen artificial que actúa sobre el sistema nervioso de manera similar a opiáceos, influyendo en las "vías del placer" de la dopamina sistema mediante el bloqueo de receptores de opioides en cierto neuronas.

receptores de opioides (por ejemplo, mu, delta, kappa): una clase de receptores que se encuentran en neuronas en el cerebro, médula espinaly tracto digestivo. Los receptores de opioides están involucrados en numerosas funciones, incluido el control del dolor, estado animico, digestión y respiración.

nervio óptico: Uno de los doce pares de nervios craneales del cuerpo humano, el nervio óptico transmite información desde el retina, en la parte posterior del ojo, al cerebro.

optogenética: Una innovadora técnica neurocientífica que utiliza la luz para convertir genéticamente modificados neuronas intermitentemente a voluntad, en animales vivos.

oxitocina: A veces se lo denomina "sustancia química del abrazo", hormona puede funcionar como un neurotransmisor en el cerebro y se ha relacionado con el apego social y el cuidado de los padres. Si bien hay aerosoles de "amor" en el mercado que se dice que contienen oxitocina, no hay evidencia de que estos brebajes tengan algún efecto en las relaciones sociales.

receptores del dolor: Especializado nervio fibras en la piel y en la superficie de los órganos internos, que detectan estímulos dolorosos y envían señales al cerebro.

lobulo parietal: El área del cerebro cerebro ubicado justo detrás del surco central. Se ocupa principalmente de la recepción y procesamiento de información sensorial del cuerpo y también está involucrado en la interpretación de mapas y la orientación espacial (reconocer la posición de uno en el espacio en relación con otros objetos o lugares).

Enfermedad de Parkinson: A trastorno neurodegenerativo caracterizado por temblores, movimientos lentos y cambios en el habla debido a la muerte de dopamina neuronas ubicado en el sustancia negra.

percepción: La forma en que el cerebro organiza, procesa e interpreta la información sensorial para dar lugar a nuestra capacidad para dar sentido y navegar por el mundo que nos rodea.

sistema nervioso periférico: Los sistema nervioso fuera del cerebro y médula espinal.

estado vegetativo persistente: Un trastorno de conciencia, a menudo después de un traumatismo cerebral severo, en el que un individuo no tiene ni siquiera un mínimo consciente conciencia. La condición puede ser transitoria, marcando una etapa de recuperación o permanente.

farmacoterapia: El uso de fármacos con fines terapéuticos.

glándula pituitaria: Un endocrino órgano en la base del cerebro que está estrechamente relacionado con el hipotálamo. La glándula pituitaria está compuesta por dos lóbulos, los lóbulos anterior y posterior, y secreta hormonas que regulan la actividad del otro endocrino órganos del cuerpo.

plasticidad: En neurociencia, se refiere a la capacidad del cerebro para cambiar y adaptarse en respuesta a las fuerzas del desarrollo, los procesos de aprendizaje, las lesiones o el envejecimiento.

tomografía por emisión de positrones (PET): Una técnica de imagen, a menudo utilizada en imagen mental. Para una tomografía por emisión de positrones del cerebro, se inyecta en el torrente sanguíneo un “marcador” radiactivo que emite o libera positrones (partes de un átomo que liberan radiación gamma). Los detectores fuera de la cabeza pueden detectar estas "emisiones de positrones", que luego se reconstruyen utilizando sofisticados programas de computadora para crear imágenes de computadora. Dado que el flujo sanguíneo y el metabolismo aumentan en las regiones del cerebro en el trabajo, esas áreas tienen concentraciones más altas del marcador, y los investigadores pueden ver qué regiones del cerebro se activan durante ciertas tareas o exposición a estímulos sensoriales. Se pueden agregar ligandos a una tomografía por emisión de positrones para detectar entidades patológicas como amiloide o tau depósitos.

célula postsináptica: Los neurona en el extremo receptor de un impulso nervioso transmitido de otro neurona.

trastorno de estrés postraumático (PTSD): Un trastorno mental que se desarrolla en respuesta a un evento traumático como un combate, una agresión sexual o un abuso. Los síntomas pueden incluir estado animico alteraciones, hiperactividad, memoria flashbacks, problemas para dormir, ansiedad, y depresión.

corteza prefrontal: El área del cerebro situado en la parte delantera del lóbulo frontal, que interviene en muchos de los cognitivo procesos tales como planificación, razonamiento y "social cognición”: Una habilidad compleja que implica la capacidad de evaluar situaciones sociales a la luz de la experiencia previa y el conocimiento personal, e interactuar adecuadamente con los demás. Se cree que la corteza prefrontal es el área del cerebro que ha evolucionado más recientemente.

corteza premotora: El área del cerebro ubicado entre el corteza prefrontal y el corteza motora, en el lóbulo frontal. Participa en la planificación y ejecución de movimientos.

célula presináptica: En transmisión sinaptica, los neurona que envía un impulso nervioso a través de hendidura sináptica a otro neurona.

prion: Agregado de proteína que puede multiplicarse, induciendo la formación de nuevos agregados a partir de copias individuales de la proteína que encuentra. Los priones tienen el potencial de diseminarse dentro del cuerpo y el cerebro, e incluso de un organismo a otro, "infecciosamente", como un virus. Los primeros priones descritos fueron agregados resistentes de PrP, la proteína priónica. Son responsables de una serie de reacciones rápidas, fatales y potencialmente transmisibles. enfermedades neurodegenerativas incluida la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob y la encefalopatía espongiforme bovina ("enfermedad de las vacas locas"). Muchos investigadores ahora argumentan que las proteínas se agregan en otros enfermedades neurodegenerativas, tales como el y tau placas de Alzheimer, tienen propiedades tan similares que también merecen ser llamadas priones.

plegamiento de proteínas: El proceso por el cual la cadena de aminoácidos que componen una proteína asume su forma funcional. Los grumos y enredos de proteínas que se producen en algunos trastornos neurodegenerativos se cree que se desencadenan cuando las proteínas se "pliegan mal".

psiquiatría: Especialidad médica que se ocupa del diagnóstico y tratamiento de los trastornos mentales. Los psiquiatras son médicos que pueden recetar medicamentos y realizar ciertos tratamientos médicos. (Contrasta con la psicología)

psicofármaco: Término amplio para describir una droga que actúa en el cerebro y cambia el estado mental, como elevar estado animico o reducir las inhibiciones. Los fármacos psicoactivos pueden ayudar a controlar los síntomas de algunas enfermedades neurológicas y psiquiátrico trastornos. Muchas "drogas recreativas" también son drogas psicoactivas.

dependencia psicológica: En la ciencia de adiccion, la dependencia psicológica se refiere a los factores psicológicos, incluyendo estado animico y motivación que ayudan a sostener adictivo comportamientos (como desear un cigarrillo después de una comida), en contraposición a la dependencia física que se manifiesta cuando una persona intenta dejar de consumir una sustancia en particular (por ejemplo, temblores, pulso acelerado). Los científicos del cerebro ahora comprenden que los factores psicológicos son fundamentales para adictivo trastornos y suelen ser los más difíciles de tratar.

psicología: Un campo de estudio académico o científico relacionado con el comportamiento de humanos y animales y los procesos mentales relacionados. Los psicólogos suelen tener un doctorado. grados y, si bien pueden evaluar y tratar los trastornos mentales, rara vez pueden recetar medicamentos. (Contraste con la psiquiatría)

psicosis: Un síntoma grave de enfermedad mental en el que los pensamientos y percepciones Están tan desordenados que el individuo pierde contacto con la realidad.

sueño de movimientos oculares rápidos (REM): Una etapa del sueño que ocurre aproximadamente 90 minutos después del inicio del sueño, caracterizada por una mayor actividad cerebral, movimientos oculares rápidos y relajación muscular.

receptores: Moléculas en la superficie de neuronas cuyas estructuras coinciden precisamente con las de los mensajeros químicos (como neurotransmisores o hormonas) lanzado durante transmisión sinaptica. Los productos químicos se adhieren a los receptores, en forma de candado y llave, para activar la estructura de la célula receptora.

recesivo: A genético rasgo o enfermedad que aparece solo en pacientes que han recibido dos copias de un mutante gene, uno de cada padre.

recuperación de la función: La capacidad del sistema nervioso para reparar o compensar el daño al cerebro o sistema nervioso después de un insulto o lesión para recuperar la función. Por ejemplo, después de un carrera, muchas personas deben volver a aprender a caminar o hablar.

rehabilitación: El proceso mediante el cual las personas pueden reparar, recuperar o compensar sus capacidades funcionales después de sufrir daños en el sistema nervioso. Las actividades de rehabilitación pueden incluir terapias del habla, físicas u ocupacionales.

estado de reposo: Estado del cerebro cuando no está conscientemente comprometido en una tarea explícita. Técnicas de imágenes cerebrales como fMRI se puede utilizar para medir la actividad residual que se produce en este estado.

retina: La membrana sensorial en la parte posterior del ojo que procesa la información luminosa para facilitar la vista.

red cerebral de recompensa / refuerzo: También conocido como circuito mesolímbico, esta importante red de regiones del cerebro que se extiende desde el tronco encefálico al lóbulo frontal está implicado en el procesamiento de riesgos y recompensas, así como en el aprendizaje.

recaptación: Un proceso mediante el cual se libera neurotransmisores se absorben para su posterior reutilización.

ARN (ácido ribonucleico): Una sustancia química similar a una sola hebra de ADN. El azúcar es ribosa, no desoxirribosa, por lo tanto ARN. Entrega de ARN ADN's genético mensaje al citoplasma de una célula, donde se producen las proteínas.

varilla: Un tipo de fotorreceptor, que generalmente se encuentra en los bordes externos del retina, que ayuda a facilitar la visión periférica.


El microscopio de alta velocidad captura señales cerebrales fugaces

Las señales eléctricas y químicas pasan constantemente por nuestros cerebros a medida que nos movemos por el mundo, pero se necesitaría una cámara de alta velocidad y una ventana al cerebro para capturar sus trayectorias fugaces.

Los investigadores de la Universidad de California, Berkeley, han construido una cámara de este tipo: un microscopio que puede obtener imágenes del cerebro de un ratón alerta 1.000 veces por segundo, registrando por primera vez el paso de pulsos eléctricos de milisegundos a través de las neuronas.

"Esto es realmente emocionante, porque ahora podemos hacer algo que la gente realmente no podía hacer antes", dijo el investigador principal Na Ji, profesor asociado de física y biología molecular y celular de UC Berkeley.

La nueva técnica de imágenes combina microscopía de fluorescencia de dos fotones y escaneo láser totalmente óptico en un microscopio de última generación que puede obtener imágenes de un corte bidimensional a través del neocórtex del cerebro del ratón hasta 3.000 veces por segundo. Eso es lo suficientemente rápido como para rastrear las señales eléctricas que fluyen a través de los circuitos cerebrales.

Con esta técnica, los neurocientíficos como Ji ahora pueden registrar señales eléctricas a medida que se propagan a través del cerebro y, en última instancia, buscar problemas de transmisión asociados con enfermedades.

Una ventaja clave de la técnica es que permitirá a los neurocientíficos rastrear los cientos a decenas de miles de entradas que cualquier célula cerebral determinada recibe de otras células cerebrales, incluidas aquellas que no activan la activación de la célula. Estas entradas de subumbral, ya sea que excitan o inhiben la neurona, se suman gradualmente a un crescendo que hace que la célula dispare un potencial de acción, pasando información a otras neuronas.

De electrodos a imágenes de fluorescencia

El método típico para registrar los disparos eléctricos en el cerebro, a través de electrodos incrustados en el tejido, detecta solo señales intermitentes de unas pocas neuronas a medida que pasan los cambios de voltaje de milisegundos. La nueva técnica puede identificar la neurona activa real y seguir el camino de la señal, milisegundo a milisegundo.

Imágenes rápidas & # 8211 mil veces por segundo & # 8212 muestran actividad eléctrica espontánea en cuatro neuronas separadas de 75 micrones dentro del cerebro de un ratón alerta. Este es un corte de 3 micrones de espesor a través del neocórtex & # 8211 tan delgado que el cuerpo celular de la neurona se ve solo en sección transversal, como un círculo. (Imagen de UC Berkeley por Na Ji)

"En las enfermedades, suceden muchas cosas, incluso antes de que se puedan ver las neuronas dispararse, como todos los eventos subumbrales", dijo Ji, miembro del Instituto de Neurociencia Helen Wills de UC Berkeley. “Nunca hemos visto cómo cambiará una enfermedad con una entrada por debajo del umbral. Ahora, tenemos una manija para abordar eso ".

Ji y sus colegas informaron sobre la nueva técnica de imágenes en la edición de marzo de la revista. Métodos de la naturaleza. En el mismo número, ella y otros colegas también publicaron un artículo que demuestra una técnica diferente para obtener imágenes de la señalización de calcio en gran parte de un hemisferio completo del cerebro del ratón a la vez, una que utiliza un "mesoscopio" de amplio campo de visión con dos -Imagen de fotones y escaneo de enfoque de Bessel. Las concentraciones de calcio están relacionadas con cambios de voltaje a medida que las señales se transmiten a través del cerebro.

"Esta es la primera vez que alguien ha mostrado en tres dimensiones la actividad neuronal de un volumen tan grande del cerebro a la vez, lo que está mucho más allá de lo que pueden hacer los electrodos", dijo Ji. "Además, nuestro enfoque de imágenes nos da la capacidad de resolver las sinapsis de cada neurona".

Las sinapsis son los puntos donde los neurotransmisores son liberados por una neurona para excitar o inhibir a otra.

Uno de los objetivos de Ji es comprender cómo interactúan las neuronas en grandes áreas del cerebro y, finalmente, localizar circuitos enfermos relacionados con trastornos cerebrales.

"En los trastornos cerebrales, incluida la enfermedad neurodegenerativa, no es solo una neurona o unas pocas las que se enferman", dijo Ji. “Entonces, si realmente desea comprender estas enfermedades, debe poder observar tantas neuronas como sea posible en diferentes regiones del cerebro. Con este método, podemos obtener una imagen mucho más global de lo que está sucediendo en el cerebro ".

Microscopía de dos fotones

Ji y sus colegas pueden mirar dentro del cerebro gracias a sondas que pueden fijarse a tipos específicos de células y volverse fluorescentes cuando cambia el entorno. Para rastrear los cambios de voltaje en las neuronas, por ejemplo, su equipo empleó un sensor desarrollado por el coautor Michael Lin de la Universidad de Stanford que se vuelve fluorescente cuando la membrana celular se despolariza a medida que una señal de voltaje se propaga a lo largo de la membrana celular.

Usando un microscopio de fluorescencia de dos fotones con un campo de visión extra grande, los investigadores de UC Berkeley tomaron imágenes de neuronas (verdes) en una gran parte de la corteza del cerebro de un ratón vivo. El área muestra neuritas en un volumen de 4,2 mm × 4,2 mm x 100 micrones. Las ramas oscuras son vasos sanguíneos. (Imagen de UC Berkeley por Na Ji)

Luego, los investigadores iluminan estas sondas fluorescentes con un láser de dos fotones, que las hace emitir luz, o emitir fluorescencia, si se han activado. La luz emitida es capturada por un microscopio y combinada en una imagen 2D que muestra la ubicación del cambio de voltaje o la presencia de una sustancia química específica, como el ion de señalización, calcio.

Al escanear rápidamente el láser sobre el cerebro, al igual que una linterna que revela gradualmente la escena dentro de una habitación oscura, los investigadores pueden obtener imágenes de una sola capa delgada del neocórtex. El equipo pudo realizar entre 1000 y 3000 escaneos 2D completos de una sola capa cerebral cada segundo reemplazando uno de los dos espejos giratorios del láser con un espejo óptico, una técnica llamada retardo mejorado con chirrido angular en espacio libre (FACED). FACED fue desarrollado por el coautor del artículo Kevin Tsia en la Universidad de Hong Kong.

Las imágenes de kilohercios no solo revelaron cambios de voltaje de milisegundos, sino también concentraciones de calcio y glutamato, un neurotransmisor que cambiaban más lentamente, a una profundidad de 350 micrones (un tercio de milímetro) desde la superficie del cerebro.

Para obtener imágenes rápidas en 3D del movimiento del calcio a través de las neuronas, combinó la microscopía fluorescente de dos fotones con una técnica diferente, el escaneo de enfoque de Bessel. Para evitar escaneos que consumen mucho tiempo de cada capa de micrón de espesor del neocórtex, el foco de excitación del láser de dos fotones se forma desde un punto hasta un pequeño cilindro, como un lápiz, de aproximadamente 100 micrones de longitud. Luego, este rayo de lápiz se escanea a seis profundidades diferentes a través del cerebro y las imágenes fluorescentes se combinan para crear una imagen en 3D. Esto permite un escaneo más rápido con poca pérdida de información porque en cada volumen similar a un lápiz, generalmente solo una neurona está activa en cualquier momento. El mesoscopio puede obtener imágenes de un área de aproximadamente 5 mm de diámetro, casi un cuarto de un hemisferio del cerebro del ratón, y 650 micrones de profundidad, cerca de la profundidad total del neocórtex, que está involucrado en el procesamiento complejo de información.

“Usando métodos convencionales, tendríamos que escanear 300 imágenes para cubrir este volumen, pero con un haz alargado que colapsa el volumen en un solo plano, solo necesitamos escanear seis imágenes, lo que significa que ahora podemos tener un volumen lo suficientemente rápido tasa para observar su actividad de calcio ”, dijo Ji.

Ji ahora está trabajando en la combinación de cuatro técnicas: microscopía de fluorescencia de dos fotones, enfoque de haz de Bessel, FACED y óptica adaptativa, para lograr imágenes de alta velocidad y alta sensibilidad en las profundidades del neocórtex, que tiene aproximadamente 1 milímetro de grosor.

"Como una forma de entender el cerebro, mi sueño es combinar estas técnicas de microscopía para obtener una resolución espacial submicrónica para que podamos ver las sinapsis, la resolución en milisegundos para las imágenes de voltaje y ver todo esto en lo profundo del cerebro", agregó. . “Lo complicado y desafiante del cerebro es que, si solo haces una sola sección óptica, de alguna manera no obtienes una imagen completa, porque una red neuronal es muy tridimensional”.

Los coautores del artículo sobre imágenes de voltaje con Ji, Lin y Tsia son Jianglai Wu y Shuo Chen de UC Berkeley, Yajie Liang y Ching-Lung Hsu del campus de investigación Janelia del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) en Virginia, y Mariya Chavarha, Stephen Evans y Dongqing Shi de Stanford.

Los coautores con Ji en el artículo sobre imágenes de calcio son los coautores Rongwen Lu y Yajie Liang de Janelia y Guanghan Meng de UC Berkeley Pengcheng Zhou y Liam Paninski de la Universidad de Columbia y Karel Svoboda de Janelia.

El trabajo de Ji cuenta con el apoyo del HHMI y del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de los Institutos Nacionales de Salud (U01NS103489, UF1NS107696).


Ver el vídeo: Sinapsis eléctrica y química (Febrero 2023).