Resumen:
El equipo de investigación del Instituto Allen mapeó las conexiones neuronales del locus coeruleus (locus coeruleus, también conocido como "locus coeruleus" debido a su pigmento azul oscuro) en el tronco del encéfalo del ratón y descubrió que la longitud total del axón de una neurona alcanza los 70,32 centímetros, que es la neurona de ratón más larga medida hasta ahora. Las investigaciones muestran que esta área, que antes se pensaba que transmitía una única señal a todo el cerebro, en realidad contiene grupos de células con distintas vías de proyección y funciones. Los resultados fueron publicados en la revista Nature.
Aunque el locus coeruleus ocupa sólo una pequeña porción de las células cerebrales, es una fuente importante de norepinefrina. La noradrenalina interviene en la regulación de la atención, el aprendizaje, el estrés o los estados de excitación, y también afecta la frecuencia cardíaca. Los investigadores solían comparar el locus coeruleus con un "megáfono" que transmite uniformemente por todo el cerebro; Una nueva investigación sugiere que se parece más a una red de comunicaciones que envía diferentes señales a áreas específicas del cerebro.
El equipo de investigación combinó imágenes de todo el cerebro, registro de actividad neuronal, análisis genético y experimentos de comportamiento para analizar la morfología, la ubicación de proyección y la actividad de las neuronas en el locus coeruleus de ratones. La investigación incluyó imágenes de todo el cerebro de casi 35.000 neuronas, análisis de expresión genética de casi 400.000 células y reconstrucción morfológica completa de 132 neuronas del locus coeruleus. Los resultados mostraron que las neuronas dorsales del locus coeruleus se proyectan principalmente a la corteza cerebral y al prosencéfalo, mientras que las neuronas ventrales conectan principalmente el tronco del encéfalo y la médula espinal; Estas diferencias anatómicas también corresponden a diferentes características de expresión genética.
En una tarea de toma de decisiones, las neuronas del locus coeruleus dorsal se activan cuando los ratones cambian sus elecciones debido a consecuencias negativas; mientras que la velocidad de activación de las neuronas ventrales aumenta justo antes de que los ratones estén a punto de ignorar las señales que pueden generar recompensas. Con base en esto, los investigadores creen que la vía de proyección dorsal está relacionada con las señales de aprendizaje, mientras que la vía ventral puede afectar si el animal participa en la interacción ambiental. Sin embargo, estas conclusiones provienen de experimentos con ratones y no pueden ser directamente equivalentes a los efectos en el cerebro humano.
El estudio también encontró que la longitud total promedio de los axones de las neuronas en el locus coeruleus es de aproximadamente 34 a 35 centímetros, y el más largo alcanza los 70,32 centímetros. La "longitud" aquí se refiere a la longitud total de cada rama del axón de la neurona después de la reconstrucción completa, no a una fibra nerviosa recta y continua que se extiende 70 cm. Esta neurona administra noradrenalina a grandes áreas de la corteza cerebral, pero evita el cerebelo, el tronco del encéfalo y la médula espinal, lo que demuestra una cobertura amplia pero no indiferenciada de sus conexiones.
El sistema de noradrenalina ha sido el objetivo de fármacos relacionados con la depresión, la ansiedad, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad y otras enfermedades, y las neuronas del locus coeruleus también se consideran una de las células dañadas en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer. El equipo de investigación cree que una mayor comprensión del papel de diferentes circuitos puede ayudar a regular con mayor precisión circuitos neuronales específicos en el futuro y reducir los efectos secundarios en otros circuitos cuando afectan un área del cerebro; sin embargo, esta sigue siendo una dirección de investigación básica y aún no se han probado nuevos tratamientos.
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