El funcionamiento del cerebro depende de la organización precisa de las conexiones neuronales.
En un artículo publicado en
Developmental Cell, científicos demuestran cómo las neuronas establecen sus conexiones en capas específicas gracias a moléculas de adhesión. Este trabajo, centrado en el sistema visual de la mosca de la fruta (
Drosophila melanogaster), podría proporcionar pistas valiosas para comprender los mecanismos fundamentales del desarrollo de circuitos, incluso en humanos.
Lóbulo óptico en desarrollo de Drosophila que permite visualizar la expresión estratificada de diferentes moléculas de adhesión.
© Laura Quintana Rio, MCD-CBI
El funcionamiento del cerebro depende de la disposición minuciosa de miles de millones de células nerviosas en dominios físicos distintos, donde cada neurona establece conexiones específicas con socios dedicados. Por ejemplo, nuestra corteza cerebral está organizada en capas, cada una conectando las neuronas con socios diferentes, optimizando así la eficiencia del procesamiento de la información.
Pero, ¿cómo se forman estas capas neuronales y por qué son esenciales para establecer conexiones adecuadas?
El estudio de la visión en la mosca de la fruta
En un estudio publicado en
Developmental Cell, los científicos abordaron esta pregunta utilizando la mosca de la fruta (
Drosophila melanogaster). Exploraron una región del cerebro de la mosca dedicada a la detección del movimiento visual según los ejes arriba-abajo e izquierda-derecha. Este sistema se basa en cuatro tipos de neuronas, cada una sensible a una dirección de movimiento específica. Estas neuronas proyectan sus extensiones hacia una de las cuatro capas distintas, donde establecen conexiones con socios precisos para cumplir su función.
Las moléculas Beat y Side: etiquetas adhesivas neuronales
Los resultados muestran que dos moléculas, llamadas Beat y Side, son cruciales en la organización en capas y la conectividad neuronal. Actúan como etiquetas adhesivas en la superficie de las neuronas y sus socios. Dependiendo de su expresión, permiten que las neuronas se "peguen" a los socios correctos en la capa adecuada.
Sin embargo, estas moléculas adhesivas no son necesarias para la formación de las conexiones. Más bien, facilitan la proximidad celular, organizando las neuronas en capas y asegurando que las células correctas estén lo suficientemente cerca para establecer conexiones.
Un posicionamiento preciso, esencial para un funcionamiento óptimo
Este estudio destaca que el cableado preciso del cerebro requiere un posicionamiento correcto de las neuronas antes de establecer las conexiones. Una organización inicial defectuosa puede llevar a conexiones inapropiadas y perturbar el funcionamiento general del cerebro.
Así, esta fase preliminar resulta esencial, al igual que cada pieza de un rompecabezas debe colocarse correctamente para formar una imagen coherente.
Implicaciones más allá de la mosca de la fruta
Al explorar cómo las neuronas encuentran su lugar y sus socios, esta investigación revela reglas fundamentales de la organización cerebral. Estos mecanismos también podrían iluminar procesos similares en mamíferos, incluyendo a los humanos, abriendo el camino a una mejor comprensión de las etapas tempranas del desarrollo neuronal.
Referencias
Carrier Y, Quintana Rio L, Formicola N, et al. Biased cell adhesion organizes the Drosophila visual motion integration circuit.
Dev Cell. Publicado en línea el 13 de noviembre de 2024.
doi:10.1016/j.devcel.2024.10.019
Fuente: CNRS INSB