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Nuevo Nodo promotor del despertar identificado en el cerebro
Nuevo Nodo promotor del despertar identificado en el cerebro...

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Nuevo Nodo promotor del despertar identificado en el cerebro.

Nuevo nodo promotor de vigilia identificado en el cerebro.
Supramammillary nucleus parte del sistema de excitacin.

Ncleo supramammillary en el cerebro humano.
Crdito: Nigel Pedersen.


Los cientficos han identificado un grupo adicional de clulas en el cerebro responsable de mantenernos despiertos: el ncleo supramamilar, parte del hipotlamo caudal.

Los neurlogos haban sospechado que un componente del "sistema de excitacin ascendente" se poda encontrar en esta parte del cerebro durante ms de 100 aos, pero la ubicacin precisa haba sido un misterio. En los ratones, la activacin de esta regin utilizando tcnicas genticas qumicas especficas dio como resultado una vigilia prolongada durante los perodos normales de sueo de los animales.

Los resultados estn programados para su publicacin en Nature Communications.

En humanos, esta regin podra ser un objetivo para sacar a algunos pacientes con lesiones cerebrales de un estado comatoso mediante estimulacin elctrica, dice el autor principal Nigel Pedersen, MD, profesor asistente de neurologa en la Escuela de Medicina de Emory University y especialista en epilepsia de Emory Brain Health Centrar.

El ncleo supramammilar era conocido por sus conexiones con el hipocampo, importante para la formacin de la memoria, y partes de la corteza frontal involucradas en la atencin enfocada, dice Pedersen.

"Dadas estas conexiones, esta regin puede ser importante para el mantenimiento voluntario de vigilia y atencin, pero se necesita ms trabajo para estudiar esto", dice.

Pedersen realiz la investigacin con Clifford Saper, MD, PhD, y Patrick Fuller, PhD, en Harvard Medical School y Beth Israel Deaconess Medical Center. Pedersen contina trabajando en Emory sobre la importancia del ncleo supramammilar en la memoria y el aprendizaje, y estudia sus conexiones con el hipocampo en relacin con el control de la epilepsia.

Durante dcadas, los neurlogos haban sabido que el dao al hipotlamo, incluido el que se observa en la misteriosa encefalitis epidmica posterior a la Primera Guerra Mundial, provoc una notable somnolencia. Ahora que la ubicacin y la identidad de las neuronas promotoras de la estela estn definidas con precisin, la regin supramammilar se une a otras partes del cerebro conocidas por mantener a las personas despiertas, como el hipotlamo lateral cercano, el tronco enceflico superior y el cerebro anterior basal.

En el documento actual, Pedersen y sus colegas utilizaron tcnicas de ingeniera gentica para activar selectivamente grupos particulares de clulas en el cerebro. Lo hicieron con una combinacin de un medicamento de diseo (clozapina-N-xido) y receptores diseados para ser activados solo por ese medicamento. Inyectaron vectores virales que llevaban un interruptor de activacin en el hipotlamo de ratones, y luego dieron a los ratones clozapina-N-xido.

Los investigadores mapearon precisamente dnde fueron sus inyecciones y cules promovieron la vigilia; solo aquellos que involucraban el ncleo supramammilar lo hicieron. Entonces, qu hace que esta parte del cerebro estimule la "sensacin" de los ratones?

"Es difcil de decir, pero muestran un repertorio normal de comportamiento", dice Pedersen. "No son tan complicados, y no muestran conductas repetitivas estereotipadas, como lo haran con los estimulantes. La principal diferencia entre estos y los ratones normales es que no hay vigilia" tranquila "o siestas durante el sueo normalmente enriquecido perodo diurno ".

La inhibicin de la misma rea del cerebro con tcnicas similares aument la cantidad de tiempo que dorman los ratones, especialmente el sueo no REM (movimiento ocular rpido), aunque el sueo no fue instantneo tras la administracin del frmaco, como se ha demostrado para otras partes del sistema de excitacin. Pedersen dice.

"Los efectos de la inhibicin de la regin supramammilar es aumentar el sueo, pero no dramticamente", dice. "La interrupcin de otros componentes del sistema de activacin tpicamente tiene efectos relativamente leves. Esto puede ser una redundancia en la red de activacin, pero tambin puede relacionarse con la forma en que diferentes componentes del sistema de activacin tienen un papel en tipos o componentes particulares de vigilia. Estamos explorando activamente esta idea ".

Las manipulaciones genticas tambin permitieron a los cientficos determinar que el glutamato qumico del cerebro era crtico para las seales de estela. Cuando el gen para un transportador de glutamato VGLUT2 se cort del ncleo supramammilar, la estimulacin artificial no tuvo efecto sobre la vigilia y el sueo.

La presencia de la enzima xido ntrico sintasa se us para identificar un grupo de neuronas promotoras de la vigilia especialmente potente, pero sus funciones an dependen de la liberacin de glutamato. El papel del neurotransmisor gaseoso xido ntrico en esta red cerebral an no se conoce, aade Pedersen.


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