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Impacto de Unas Pocas Espinas Sinápticas Extragrandes en la Alteración de la Neurocomputación en Trastornos Psiquiátricos

  • Autor/autores: KISHO OBI-NAGATA, NORIMITSU SUZUKI , RYUHEI MIYAKE...(et.al)



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Artículo | 04/06/2024

La investigación en genética humana ha proporcionado evidencias robustas que apuntan hacia la relevancia de la sinaptopatía en el desarrollo de trastornos psiquiátricos. La sinaptopatía implica alteraciones en las sinapsis, los puntos esenciales de comunicación entre neuronas. Aunque estas correlaciones son claras, todavía es esencial establecer una...

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La investigación en genética humana ha proporcionado evidencias robustas que apuntan hacia la relevancia de la sinaptopatía en el desarrollo de trastornos psiquiátricos. La sinaptopatía implica alteraciones en las sinapsis, los puntos esenciales de comunicación entre neuronas. Aunque estas correlaciones son claras, todavía es esencial establecer una causalidad transescala que vincule directamente las patologías sinápticas con los cambios observados en el comportamiento.


Para profundizar en esta cuestión, nuestro estudio se centró en analizar los efectos de las alteraciones sinápticas en diferentes niveles: desde las dendritas individuales hasta el comportamiento general de modelos animales.


Utilizamos ratones con genes específicos inactivados, en particular SETD1A y DISC1, ambos reconocidos por su vinculación con la esquizofrenia. La elección de estos modelos proporciona una base sólida para explorar cómo las mutaciones genéticas pueden influir en las funciones neuronales y conducir a síntomas psiquiátricos.


Nuestros hallazgos revelaron que ambos modelos genéticos mostraban una prevalencia inusual de sinapsis de tamaño extragrande (XL), que tienen un impacto considerable en la forma en que las neuronas procesan la información. Estas sinapsis XL facilitaron una integración somática y dendrítica supralineal, lo que significa que las señales recibidas por estas neuronas se amplificaron más de lo normal, llevando a una mayor activación neuronal global.


Más allá de la actividad neuronal, investigamos cómo estas sinapsis XL afectan funciones cognitivas específicas, como la memoria de trabajo. Observamos una correlación negativa entre la presencia de espinas sinápticas XL y el rendimiento en tareas de memoria de trabajo en los ratones. Este resultado es significativo porque la memoria de trabajo es crucial para muchos procesos cognitivos y está frecuentemente comprometida en pacientes con esquizofrenia.


Adicionalmente, implementamos una intervención utilizando técnicas ópticas para prevenir la formación de espinas XL en estos modelos animales. Esta manipulación resultó en una restauración notable de la memoria de trabajo, subrayando la importancia de las estructuras sinápticas adecuadas para la cognición normal.


El estudio también incluyó análisis postmortem de cerebros humanos, comparando muestras de pacientes diagnosticados con esquizofrenia con las de individuos sin trastornos psiquiátricos. Confirmamos que las sinapsis XL eran más abundantes en los pacientes con esquizofrenia, lo que refuerza la conexión entre las alteraciones sinápticas observadas en modelos animales y las características neuropatológicas de los trastornos psiquiátricos en humanos.


En conjunto, nuestros resultados aportan una visión más clara sobre cómo las alteraciones estructurales y funcionales a nivel de las sinapsis pueden traducirse en síntomas psiquiátricos.


Estos hallazgos sugieren que la disfunción de la memoria de trabajo y otros aspectos de la cognición en trastornos como la esquizofrenia podrían ser el resultado de una integración dendrítica y somática distorsionada mediada por las espinas XL. Estos resultados no solo avanzan nuestro entendimiento de la sinaptopatía sino que también abren nuevas vías para intervenciones terapéuticas que podrían mejorar la calidad de vida de los afectados por estos trastornos.


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