Les regions cerebrals es poden interconnectar de nou
Els científics de Tubinga han demostrat per primera vegada que les xarxes nervioses àmpliament distribuïdes al cervell es poden reorganitzar fonamentalment segons sigui necessari.
Els científics de l’Institut Max Planck de Cibernètica Biològica de Tubinga van poder demostrar per primera vegada mitjançant l’estimulació experimental de les cèl·lules nervioses de l’hipocamp que l’activitat de grans zones del cervell es pot canviar a llarg termini. Mitjançant una combinació d’imatges de ressonància magnètica funcional amb microestimulació i electrofisiologia, van ser capaços de rastrejar com es reconnecten grans poblacions de cèl·lules nervioses del cervell anterior de les rates. Aquesta zona del cervell és activa quan recordem alguna cosa o ens orientem. El coneixement obtingut és la primera prova experimental que gran part del cervell canvia quan es produeixen processos d’aprenentatge. (Biologia actual, 10 de març de 2009)
Els científics anomenen que la propietat de les sinapsis, les cèl·lules nervioses o les àrees senceres del cervell canvien en funció del seu ús plasticitat neuronal. És un mecanisme elemental per als processos d'aprenentatge i memòria. La regla d'aprenentatge de Hebb (1949) ja explica aquest fenomen en xarxes neuronals amb sinapsis compartides: Si una cèl·lula nerviosa A excita de manera permanent i repetida una cèl·lula nerviosa B, segons el postulat del psicòleg Donald Olding Hebb, la sinapsi es modifica de tal manera. que la transmissió del senyal sigui més eficient. Això augmenta el potencial de membrana a la neurona receptora. Aquest procés d'aprenentatge, que pot durar des d'uns minuts fins a tota la vida, s'ha investigat intensament a l'hipocamp.
Des d'aleshores, un gran nombre d'estudis han demostrat que l'hipocamp és important per a la memòria i l'orientació espacial en animals i humans. Igual que l'escorça cerebral, l'hipocamp també està format per milions de cèl·lules nervioses connectades entre si mitjançant sinapsis. Les cèl·lules nervioses es comuniquen entre elles mitjançant els anomenats "potencials d'acció": impulsos elèctrics que es transmeten des de la cèl·lula transmissora a la cèl·lula receptora. Si aquests potencials d'acció es produeixen amb més freqüència o més ràpid o de manera millor coordinada, això pot augmentar la transmissió del senyal entre les cèl·lules, l'anomenada potenciació a llarg termini (LTP).
venir: la transmissió del senyal es reforça de manera permanent. El mecanisme d'aquest reforç es considera la base de l'aprenentatge.
Tot i que els efectes de la potenciació a llarg termini dins de l'hipocamp es coneixien des de fa molt de temps, abans no estava clar com els canvis sinàptics en aquesta estructura poden influir en l'activitat de xarxes neuronals senceres, com les xarxes corticals, fora de l'hipocamp. Els científics dirigits per Nikos Logothetis, director de l'Institut Max Planck de Cibernètica Biològica, ara ho han investigat sistemàticament per primera vegada. L'especial del seu examen és la combinació de diferents mètodes: mentre que el tomògraf de ressonància magnètica proporciona imatges del flux sanguini al cervell i, per tant, és una mesura indirecta de l'activitat de les grans xarxes nervioses, els elèctrodes del cervell mesuren directament els potencials d'acció. i per tant la força de les conduccions nervioses. Es va demostrar que l'augment resultant de la transmissió d'estímuls es va mantenir després de l'estimulació experimental. "Hem aconseguit detectar una reorganització a llarg termini a les xarxes nervioses a causa de l'activitat alterada a les sinapsis", va dir el Dr. Santiago Canals. Els canvis es van reflectir en una millor comunicació entre els hemisferis i en un enfortiment de les connexions en el sistema límbic i en l'escorça cerebral. Mentre que l'escorça cerebral és responsable, entre altres coses, de les percepcions i moviments sensorials, el sistema límbic processa les emocions i és en part responsable del desenvolupament de la conducta instintiva.
publicació original
Santiago Canals, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle i Nikos K. Logothetis: Evidència de ressonància magnètica funcional per a la reorganització de xarxes neuronals induïda per LTP. Biologia actual (2009), doi:10.1016/j.cub.2009.01.037
Font: Tübingen [mpg]
