¿Cómo se comunican las neuronas?
El descubrimiento mejorará la comprensión de enfermedades cerebrales como la depresión, la esquizofrenia o la enfermedad de Alzheimer.
Los neurocientíficos saben que las neuronas se comunican entre sí a través de los pequeños espacios entre ellas, en un proceso conocido como transmisión sináptica (donde las sinapsis son las conexiones entre las neuronas). La información va de una célula a otra mediante neurotransmisores tales como el glutamato, la dopamina o la serotonina, que activan los receptores en la neurona receptora para transmitir mensajes excitatorios o inhibitorios.
Sin embargo, más allá de este esquema básico, los detalles sobre cómo se comunican las neuronas, una función cerebral crucial en nuestro organismo, se desconocen. Ahora, una nueva investigación realizada por científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Maryland (EE.UU.) ha conseguido ver por primera vez los detalles acerca de la arquitectura de este proceso.
Estas complicadas máquinas moleculares – sinapsis- se encuentran en el cerebro por doquier: alrededor de 100 trillones de ellas pues tienen un tamaño minúsculo. Cada una es independiente y está ajustada con precisión para transmitir señales más o menos fuertes entre las células. Para visualizar las características de esta escala sub-microscópica, los expertos recurrieron a una tecnología innovadora conocida como imagen de una sola molécula, que puede localizar y seguir el movimiento de las moléculas de proteínas individuales dentro de los límites de una sola sinapsis, incluso en las células vivas.
Los científicos identificaron un patrón inesperado y preciso en el proceso de la neurotransmisión: “Estamos viendo cosas que nunca se han visto antes. Esto representa totalmente una nueva área de investigación. Durante muchos años, hemos tenido una lista de los muchos tipos de moléculas que se encuentran en las sinapsis, pero eso no nos llevó muy lejos en la comprensión de cómo estas moléculas encajan entre sí, o cómo el proceso realmente funciona estructuralmente. Ahora por el uso de imágenes de una sola molécula, por fin hemos sido capaces de revelar la estructura arquitectónica del núcleo de la sinapsis”, explica Thomas Blanpied, líder del trabajo.
¿Por qué las sinapsis son tan eficientes? Los expertos han descubierto que en cada sinapsis, las proteínas clave se organizan de manera muy precisa a través del espacio entre las células: “Las neuronas un trabajo más efectivo de lo que imaginábamos. Las proteínas en dos neuronas diferentes están alineadas con una precisión increíble, casi formando una columna que se extiende entre las dos células. Esta proximidad optimiza la potencia de la transmisión y también sugiere nuevas formas en las que esta transmisión puede ser modificada”, aclara Blanpied.
La comprensión de la arquitectura sináptica ayudará a aclarar cómo funciona la comunicación dentro del cerebro o, en caso de enfermedad psiquiátrica o neurológica (enfermedades cerebrales como la depresión, la esquizofrenia o la enfermedad de Alzheimer), la forma en que deja de funcionar.
El estudio ha sido publicado en la revista Nature.
