sábado, 30 de noviembre de 2013

Las células de levadura digieren su mitocondrias en las culturas desde hace mucho tiempo. Este proceso se llama mitofagia. Las proteínas que se digieren a una velocidad diferente están marcados con un colorante fluorescente.

Con el fin de protegerse de las sustancias nocivas, las células necesitan para mantener la mitocondria - la sala de calderas, por así decirlo - en perfecto orden. Hasta ahora, no estaba claro si este trabajo de limpieza consiste en la clasificación de proteínas defectuosas cuando se digieren las mitocondrias. Dr. Jörn Dengjel del Centro para el Análisis de Sistemas Biológicos (ZBSA), Instituto de Estudios Avanzados de Friburgo (FRIAS), y el Cluster de Excelencia BIOSS Centro de Estudios de señalización Biológica de la Universidad de Friburgo ha descubierto ahora, en colaboración con investigadores del hebreo Universidad de Jerusalén, Israel, que las proteínas se resolvieron durante la fusión constante y la fisión de las mitocondrias. El equipo publicó sus hallazgos en la revista Nature Communications.El proceso de mitofagia, en la que pequeñas burbujas digestivos rodean la mitocondria, sirve para reciclar los residuos para la célula. Proteínas dañadas ya no pueden realizar su función correctamente y necesita ser analizado. Los errores en la digestión de las mitocondrias aparecen en la vejez y en el caso de las enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer. Una mejor comprensión de mitofagia podría ser la clave para contrarrestar la degradación errónea de los componentes celulares, lo que podría permitir a los investigadores a desarrollar nuevas terapias para enfermedades neurodegenerativas.
En contraste con las bacterias, células de levadura poseen mitocondrias y también son fáciles de cultivar en el laboratorio.Los investigadores utilizaron levaduras para observar los procesos de mitofagia. Dr. Hagai Abeliovich de la Universidad Hebrea ha desarrollado un nuevo método para la fabricación de células de levaduras digieren mitocondrias. Actualmente, los investigadores logran esto mediante la colocación de la tensión en las células con productos químicos. Con el nuevo método, las células de levadura en cultivos a largo plazo empiezan digiriendo las mitocondrias de su propia voluntad - tan pronto como se hayan agotado todos los nutrientes disponibles.Durante mitofagia Dengjel logró medir si todas las proteínas dentro de las mitocondrias se descomponen a la misma velocidad. De hecho, la célula se rompió algunas proteínas más rápidamente que otros. Cuando se observa las células bajo un microscopio de fluorescencia, se comprobó que las marcadas proteínas en las mitocondrias también se comportaron de manera diferente. Ellos parecen estar ordenados.
Las normas por las que la clasificación se lleva a cabo, aunque se desconocen. Sin embargo, los investigadores demostraron que la dinámica mitocondrial están involucrados: Las mitocondrias fusible y se dividen constantemente, formando una red en el proceso. Levaduras modificadas genéticamente que carecen de estas dinámicas, pero forman pequeñas, exhiben mitocondrias ronda sin clasificación de las proteínas. "Las proteínas dañadas se ordenan lentamente en un área de la red con cada fusión y fisión. Este mitocondria es marcado y divide", dice Dengjel. En otras palabras, mitofagia juega el papel de recolector de basura, la separación y el reciclaje de residuos para la célula. Ahora Dengjel quiere saber lo que caracteriza a las proteínas que se ordenan a cabo.

¿Cuánto triptófano se necesita para estar bien?

Estos últimos días muchos de vosotros nos preguntabais aquí, en El Blog del Triptófano, cuál es el nivel óptimo de triptófano que debemos tener en el cuerpo, así que respondemos a vuestras dudas y os explicamos cuáles son los inconvenientes de unos bajos niveles de este aminoácido. Por otro lado, José Miguel Gaona, Doctor en Medicina y Psiquiatra, nos habla hoy también en La Contra de La Vanguardia sobre el triptófano, la serotonina y sus beneficios – son más que suficientes motivos para nosotros para retomar estos temas en una nueva entrada e ir descubriendo a continuación algunas característicasmás del triptófano.
Como ya hemos explicado en anteriores entradas el triptófano es unaminoácido que se encuentra en todas las proteínas. Es uno de los 20 aminoácidos necesarios para formar todas y cada una de las proteínas de los seres vivos y uno de los 10 llamados aminoácidos esenciales. Ser “esencial”significa que no se puede fabricar en nuestro propio cuerpo, sino que el triptófano debe ser necesariamente incorporado a nuestro organismo con ladieta y, por ello, su ingesta insuficiente o su acelerado metabolismo producen una rápida reducción de sus niveles, con consecuencias muy negativas para la salud.
El triptófano natural es L-triptófano, que es también  precursor de sustancias importantes para el correcto funcionamiento de nuestro cuerpo, como es la formación de serotonina. Un neurotransmisor que nos ayuda a estar de mejor humor y nos aporta bienestar en general.
El contenido de triptófano en el ser humano es de aproximadamente 12 gramos por cada kilo de proteína corporal y el cociente entre triptófano y aminoácidos aromáticos y de cadena ramificada es de 0,052. Por lo tanto, en un adulto sano, independientemente del género, las necesidades corporalesmedias diarias de triptófano, rondan aproximadamente 4 miligramos por kilo de peso y día. En los niños este valor debe incrementarse entre 4 y 19 miligramos por kilo de peso y día, dependiendo de la edad. Con lo cual, por ejemplo,  un hombre adulto de 70 kilos debaría ingerir diariamente al menos 350 miligramos de triptófano.
Pero, además, es necesario tener en cuenta, los niveles en la dieta de otros aminoácidos que compiten con el triptófano puesto que los niveles desequilibrados en la dieta de estos aminoácidos podrían influir en la captación del triptófano por el sistema nervioso.
No obtener niveles necesarios de triptófano conlleva a una disminución deserotonina. Está  comprobado que los pacientes con bajos niveles de serotonina tienen recaídas en la depresión más frecuentes que los pacientes con unos niveles adecuados de serotonina, ya que ésta afecta en el estado de ánimo general de las personas. Además, unos bajos niveles de triptófano pueden desembocar en un bajo estado de ánimo, falta de energía y, en general, lo que vienen denominando los expertos “síndrome de decaimiento”.
Así, el triptófano es un gran aliado que nos ayuda a mejorar nuestro bienestar y mantenernos de mejor humor y, por ello, es importante mantener unos buenos niveles de triptófano en nuestro organismo para encontrarnos bien que, en ocasiones, no es suficiente con las cantidades que se ingieren a través de la alimentación, sino que es necesaria una dosis extra a través de complementos alimenticios con triptófano que pueden encontrarse en farmacias.Estos últimos días muchos de vosotros nos preguntabais aquí, en El Blog del Triptófano, cuál es el nivel óptimo de triptófano que debemos tener en el cuerpo, así que respondemos a vuestras dudas y os explicamos cuáles son los inconvenientes de unos bajos niveles de este aminoácido. Por otro lado, José Miguel Gaona, Doctor en Medicina y Psiquiatra, nos habla hoy también en La Contra de La Vanguardia sobre el triptófano, la serotonina y sus beneficios – son más que suficientes motivos para nosotros para retomar estos temas en una nueva entrada e ir descubriendo a continuación algunas característicasmás del triptófano.
Como ya hemos explicado en anteriores entradas el triptófano es unaminoácido que se encuentra en todas las proteínas. Es uno de los 20 aminoácidos necesarios para formar todas y cada una de las proteínas de los seres vivos y uno de los 10 llamados aminoácidos esenciales. Ser “esencial”significa que no se puede fabricar en nuestro propio cuerpo, sino que el triptófano debe ser necesariamente incorporado a nuestro organismo con ladieta y, por ello, su ingesta insuficiente o su acelerado metabolismo producen una rápida reducción de sus niveles, con consecuencias muy negativas para la salud.
El triptófano natural es L-triptófano, que es también  precursor de sustancias importantes para el correcto funcionamiento de nuestro cuerpo, como es la formación de serotonina. Un neurotransmisor que nos ayuda a estar de mejor humor y nos aporta bienestar en general.
El contenido de triptófano en el ser humano es de aproximadamente 12 gramos por cada kilo de proteína corporal y el cociente entre triptófano y aminoácidos aromáticos y de cadena ramificada es de 0,052. Por lo tanto, en un adulto sano, independientemente del género, las necesidades corporalesmedias diarias de triptófano, rondan aproximadamente 4 miligramos por kilo de peso y día. En los niños este valor debe incrementarse entre 4 y 19 miligramos por kilo de peso y día, dependiendo de la edad. Con lo cual, por ejemplo,  un hombre adulto de 70 kilos debaría ingerir diariamente al menos 350 miligramos de triptófano.
Pero, además, es necesario tener en cuenta, los niveles en la dieta de otros aminoácidos que compiten con el triptófano puesto que los niveles desequilibrados en la dieta de estos aminoácidos podrían influir en la captación del triptófano por el sistema nervioso.
No obtener niveles necesarios de triptófano conlleva a una disminución deserotonina. Está  comprobado que los pacientes con bajos niveles de serotonina tienen recaídas en la depresión más frecuentes que los pacientes con unos niveles adecuados de serotonina, ya que ésta afecta en el estado de ánimo general de las personas. Además, unos bajos niveles de triptófano pueden desembocar en un bajo estado de ánimo, falta de energía y, en general, lo que vienen denominando los expertos “síndrome de decaimiento”.
Así, el triptófano es un gran aliado que nos ayuda a mejorar nuestro bienestar y mantenernos de mejor humor y, por ello, es importante mantener unos buenos niveles de triptófano en nuestro organismo para encontrarnos bien que, en ocasiones, no es suficiente con las cantidades que se ingieren a través de la alimentación, sino que es necesaria una dosis extra a través de complementos alimenticios con triptófano que pueden encontrarse en farmacias.

martes, 26 de noviembre de 2013

La cuarta revolución industrial




Datum: 25.04.2012 
 
Foto: Nuno de Noronha/DW  

Lo increíble, pero cierto
Imaginen productos que dirigen sus propios procesos de producción, o piezas de trabajo que transmiten sus especificaciones al resto de la planta productora, o aparatos que funcionan con la mente. ¿Estamos hablando de una película futurista? Apenas.
Los sistemas ciberfísicos pueden suponer grandes avances en el campo de la cirugía.
El Centro Alemán de Investigación de Inteligencia Artificial (DFKI) presentó su proyecto “SmartFactory”, “la fábrica del futuro”, en la feria de Hannover. Según su página web oficial, se trata del futuro de la automatización industrial: “modificable arbitrariamente y expandible (flexible), conecta componentes arbitrarios de múltiples productores (conectado en red), permite a sus componentes realizar tareas relacionadas con su contexto autónomamente (auto-organizacional) y enfatiza la sencillez en el uso (orientado al usuario)”.
Con una muestra de una cadena de producción automática, los investigadores del centro de Kaiserlautern, junto con sus socios empresariales, demostraron el significado de términos como “el Internet de las cosas”, es decir, “una red de objetos cotidianos interconectados”, o “sistemas ciberfísicos”, es decir, sistemas en los que una combinación de elementos físicos y computarizados permite grandes avances en coordinación, eficiencia o precisión. Ejemplos de esto serían pilotos automáticos, automóviles autónomos o sistemas de monitoreo médico automáticos.
El poder de la mente
Aunque la ciencia se encuentra todavía dando sus primeros pasos en este campo, ya se pueden ver algunas muestras extraordinarias de avances tecnológicos. La pasada semana José Millán, profesor español de la Universidad Federal Politécnica de Lausana, Suiza, sacó a la luz un robot que puede ser controlado por las ondas cerebrales de una persona parapléjica que lleve un casco habilitado con electrodos, según la agencia de noticias ATS. Y no sólo eso: las órdenes pueden ser dadas a larga distancia.
Todo parece indicar que nuestro futuro estará intrínsecamente ligado a la evolución de las máquinas.
Ante el asombro general, un hombre paralizado en la ciudad de Sion demostró la eficacia del aparato, enviando un comando mental a un ordenador de la habitación, que envió la orden a otro ordenador para mover un pequeño robot a 60 kilómetros de distancia, en Lausana.
Jose Millán, especialista en interfaces no intrusivos entre máquinas y el cerebro, afirmó que la misma tecnología se podría utilizar para mover una silla de ruedas. “Una vez que el movimiento ha comenzado, el cerebro puede relajarse; de lo contrario, la persona se cansaría muy pronto”, explicó.
Esta tecnología no está exenta de fallos, claro está; si hay demasiada gente alrededor de la silla de ruedas, el proceso podría complicarse. Pero el principio no deja de ser prometedor: una forma de dar movilidad a aquellos que carecen de ella. Una forma de hacer la vida más fácil, el objetivo último de la tecnología que avanza a tanta velocidad que a veces nos hace confundir realidad con ciencia ficción.

viernes, 22 de noviembre de 2013

Sensibilidad, Pecas Identificada

Los investigadores han identificado una variante genómica fuertemente asociada con la sensibilidad al sol, cabello castaño, ojos azules - y pecas. En el estudio de los islandeses los investigadores descubrieron una vía compleja que implica la secuencia de intercalado de ADN, o la región no codificante, de un gen que se encuentra entre unas pocas docenas que están asociados con los rasgos de pigmentación humanos.El estudio realizado por un equipo internacional que incluye a investigadores de los Institutos Nacionales de Salud se informó en el 21 de noviembre 2013, la edición digital de la revista celular .
Es más común encontrar personas con ancestros de lugares geográficos más lejos del ecuador, como Islandia, que tienen menos pigmento en la piel, el cabello y los ojos. Las personas con pigmento reducida son más sensibles al sol, pero pueden atraer más fácilmente a la luz del sol para generar la vitamina D3, un nutriente esencial para tener huesos saludables.
Los investigadores, incluyendo científicos del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), parte del NIH, analizaron los datos de todo el genoma estudio de asociación (GWAS) de 2.230 islandeses. A GWAS compara cientos de miles de diferencias comunes en el ADN de los individuos para ver si alguna de estas variantes están asociadas con un rasgo conocido.
"Los genes implicados en la pigmentación de la piel también tienen un papel importante en la salud humana y la enfermedad", dijo el Director NHGRI científico Dan Kastner, MD, Ph.D. "Este estudio explica una vía molecular compleja que también pueden contribuir penetraciones en enfermedades de la piel, tales como melanoma, que es causada por la interacción de la susceptibilidad genética con factores ambientales."
Los GWAS llevaron a los investigadores a centrarse en el factor 4 (IRF4) gen regulador del interferón, previamente asociado con la inmunidad. IRF4 produce una proteína que estimula la producción de interferones, proteínas que luchan contra los virus o las bacterias dañinas. Los investigadores observaron a partir de bases de datos genómicas que el gen IRF4 se expresa en niveles altos sólo en los linfocitos, un tipo de glóbulo blanco importante en el sistema inmunológico, y en los melanocitos, células cutáneas especializadas que producen el pigmento melanina. El nuevo estudio establece una asociación entre el gen IRF4 y el rasgo de la pigmentación.
"Los estudios de asociación del genoma completo están descubriendo muchas variantes genómicas que están asociados con rasgos humanos y la mayoría de ellos se encuentran en la no-regiones codificantes de proteínas del genoma", dijo William Pavan, Ph.D., co-autor e investigador de alto nivel Sección de Investigación de Enfermedades Genéticas, NHGRI. "La exploración de los procesos biológicos y los mecanismos moleculares que implican variantes en estas partes poco explorado del genoma es una parte difícil de nuestro trabajo. Este es uno de los pocos casos en que los científicos han sido capaces de asociar una variante en un genoma no codificante región con un mecanismo funcional ".
El islandés GWAS produjo millones de variantes entre las personas en el estudio. Los investigadores se estrecharon su estudio a 16.280 variantes localizadas en la región alrededor del gen IRF4. A continuación, se utiliza un proceso de multa de cartografía automatizada para explorar el conjunto de variantes en IRF4 en 95.085 personas de Islandia. Un chip de silicio utilizado en el proceso automatizado permite un gran número de variantes para ser incluido en el análisis.
Los datos revelaron que una variante en un no-codificación, región potenciadora que regula el gen IRF4 está asociado con el rasgo combinado de la luz solar sensibilidad, cabello castaño, ojos azules y pecas. La búsqueda de lugares IRF4 entre más de 30 genes ahora se asocia con la pigmentación, incluyendo una variante genética encontrada previamente en las personas con pecas y pelo rojo.
Parte del equipo de investigación, incluyendo las NHGRI coautores, estudió el papel de la IRF4 en la vía de reglamentación relacionadas con pigmento. Demostraron a través de estudios de cultivo de células y pruebas en ratones y peces cebra que dos factores de transcripción - proteínas que convierten o eliminar genes - interactúan en la vía de genes con IRF4, en última instancia, la activación de la expresión de una enzima llamada tirosinasa. Uno de los factores de transcripción vía, MITF, es conocido como el regulador maestro de melanocitos. Se activa la expresión de IRF4, pero sólo en presencia del factor de transcripción TFAP2A. Una mayor expresión de la tirosinasa se obtiene un aumento de la producción del pigmento melanina en los melanocitos.
"Esta secuencia no codificante albergar la variante muestra muchas características de tener una función y estar involucrado en la regulación de genes en las poblaciones de los melanocitos", dijo Andy McCallion, Ph.D., co-autor de la Universidad Johns Hopkins, Baltimore, y colaborador el grupo NHGRI.
La variante recién descubierta actúa como un regulador de intensidad. Cuando el interruptor en la IRF4 potenciador está en la posición de encendido, se hace amplio pigmento. Pigmento de melanina se transfiere desde los melanocitos a los queratinocitos, un tipo de célula de la piel cerca de la superficie de la piel, y protege la piel de la radiación UV en la luz del sol.Si el interruptor está activado hacia abajo, como es el caso cuando contiene la variante descubierto, la vía es menos eficaz, dando como resultado la reducción de expresión de la tirosinasa y la producción de melanina. El mecanismo exacto que genera pecas no se conoce todavía, pero el Dr. Pavan sugiere que la variación epigenética - una capa de instrucciones además de la variación de la secuencia - puede desempeñar un papel en el rasgo de pecas.
Se necesita más investigación para determinar el mecanismo por el cual IRF4 está involucrado en cómo melanocitos responden a los rayos UV, que puede inducir pecas y está relacionado con el melanoma, el tipo de cáncer de la piel asociada con la mortalidad más alta.

No es un medicamento caro, sino una simple mineral mantiene alcohólicos vuelvan a caer.

Pecorino Käse Alkoholiker Kalzium Imagínese, sería encontrado que la aspirina no, por tanto, eficaces contra el dolor de cabeza, ya que contiene ácido acetilsalicílico - sino también porque el almidón de maíz se encuentra en los comprimidos como un aglutinante.
Algo que los científicos similares han enterado de Campral, un medicamento que reduce la demanda de los alcohólicos secos, ayudándoles a no reincidir. Un equipo de investigación dirigido por Rainer Spanagel por el Instituto Central de Salud Mental en Mannheim ha encontrado que el acamprosato activo patentado obviamente inútil. Para el efecto del calcio parece ser responsable, que también se incluye en las tabletas.
"Se podría tratar a pacientes con el mismo éxito con un fuerte agua mineral que contiene calcio", dice Spanagel. . "O ellos tres veces al día para dar un pedazo de queso de oveja" Su estudio aparece en la revista Neuropsychopharmacology. En el mismo número, comentó Markus Heilig , director del Instituto Nacional de EE.UU. sobre el Abuso de Alcohol y Alcoholismo, el resultado:. "No es definitivo, pero altamente provocativo"
Campral está aprobado en Alemania desde hace casi 20 años. Más de 450 estudios se han publicado en la droga. Spanagels Si confirmados descubrimiento, nada de esto sería perder. Tres compañías farmacéuticas se ven afectados: Merck y Forest Laboratories vender Campral en los EE.UU., así como InnoPharma. La compañía acaba de lanzar un genérico con acamprosato en los EE.UU.. Los nuevos hallazgos podrían significar pérdidas de millones.
De interés es el papel de la otra empresa americana: XenoPort. Cinco de los diez investigadores que trabajaron en el estudio son empleados de esta empresa, Spanagel ha aconsejado. "En realidad, queríamos mejorar el efecto del acamprosato," dice psicofarmacólogo. Eso no es un rotundo: Campral reduce el riesgo de recaída en un 14 por ciento. "Ponte en la patente, que es importante, que se administra con acamprosato sal", dice Spanagel. Los científicos probaron el alcohol en ratas adictas. ¿Los animales después del acceso de abstinencia al alcohol, beben más de lo habitual, similar a Alcohólicos si se produce una recaída. Cuando los investigadores les dieron acamprosato como la sal de sodio, los animales ingieren en exceso. Como sal de calcio, sin embargo, los medios normalizaron su conducta de beber. Así se administró a las ratas el calcio a través de un portador diferente. También trabajó.
El misterio de los mecanismos de acción
¿Cómo funciona exactamente Campral, no habían sido encontrados en cientos de estudios y décadas de uso. Varias investigaciones indican que el acamprosato afecta el sistema del glutamato. En los alcohólicos se incrementa la cantidad de este neurotransmisor, lo que conduce a una sobre-excitación de las células nerviosas en el cerebro. El acamprosato apareció para contrarrestar. Sin embargo, un sitio de acoplamiento molecular de la droga nunca fue encontrada - ya que no existe?
Además, las muestras de sangre de los pacientes que habían recibido el acamprosato sugieren. El éxito del tratamiento fue uno de los que están en el más grande que tenían los más altos niveles de calcio. Por lo tanto, los investigadores concluyen que es el calcio, lo que reduce la ansiedad por el alcohol. ¿Qué es exactamente acerca de ellos sólo se puede especular.
El investigador EE.UU. Markus Heilig considera los hallazgos de ser válida: "Este es un estudio muy sólido de uno de los grupos líderes en el campo." Como Spanagel han presentado sus resultados por primera vez, dice Santo "me caigo de la silla cuando otro hubiera dicho eso, yo habría dicho: Esto es una locura, olvídalo.". Sin embargo, para la prueba lo necesitan ensayos clínicos a gran escala.
Sin embargo, sería útil examinar el efecto del calcio. "Eso podría ser empleado de forma rápida", dice Spanagel. Para el asesoramiento de su compañía XenoPort la investigación acamprosato fue un fracaso, dice. En lugar de tener un mejor medio está actualmente allí, incluso con no.

jueves, 21 de noviembre de 2013

Falsos recuerdos en memorias superiores

Falsos recuerdos en memorias superiores

El cerebro de las personas con hipertimesia también puede crear falsas remembranzas.
20/11/2013
PNAS
 
 
El equipo de James McGaugh, de la Universidad de California en Irvine y quien describió la hipertimesia por primera vez en 2006, observó diferencias en nueve regiones del cerebro de las personas con memoria autobiográfica superior. Según sus resultados, la mayoría de estas áreas se alojan en el lóbulo temporal (verde). Sin embargo, queda por dilucidar si el motivo de la extraordinaria capacidad de remembranza se debe a esta característica neuroanatómica o, por el contrario, es el uso regular de una habilidad excepcional la que transforma el cerebro. [Wikimedia Commons]
Existen personas con una memoria autobiográfica asombrosa, pues son capaces de describir con pelos y señales cada instante de su vida a partir de un momento concreto de su juventud. Sin embargo, esta inusual capacidad, conocida como hipertimesia o memoria autobiográfica superior, no les salva de recordar sucesos que en realidad no han acontecido. Estas remembranzas erróneas, relativamente habituales en las personas con una memoria normal, se originan en el cerebro por la asociación de objetos, la reconstrucción de eventos determinados o por la propia imaginación, entre otros factores.
Un equipo de la Universidad de California en Irvine acaba de revelar que incluso las personas con una memoria excepcional sufren distorsiones en algunos recuerdos. Según explicó Lawrence Patihis, uno de los autores, a SINC, la capacidad memorística no se halla relacionada con el desarrollo de distorsiones en la memoria: «A medida que aumenta esta capacidad, la producción de falsos recuerdos se mantiene al mismo nivel». Al parecer, las personas con hipertimesia utilizan los mismos mecanismos de memoria que los sujetos con una capacidad de memorización normal.
Recuerdos a prueba
Para su estudio, los investigadores compararon la distorsión en las remembranzas de 38 personas con memoria normal con otras 20 que presentaban hipertimesia. Para ello emplearon diversas pruebas de memorización estándar. En uno de los test, los probandos debían recordar una lista de palabras relacionadas que aparecían en una pantalla. A continuación se les preguntó por palabras concretas, incluidos términos «señuelo», es decir, aunque relacionados con el resto, no habían aparecido en el monitor. Los autores no encontraron diferencia alguna entre los resultados del grupo de sujetos con una memoria superior y los probandos de control: unos y otros presentaban la misma susceptibilidad a los recuerdos falsos. En una tarea de desinformación, los individuos con hipertimesia también cometían errores al recordar un accidente de aviación inventado.
Según los autores, el descubrimiento de falsos recuerdos en las personas con una memoria autobiográfica superior sugiere que los mecanismos reconstructivos maleables pueden ser fundamentales para la memoria episódica. Al parecer y paradójicamente, los individuos con hipertimesia pueden obtener abundantes y precisos recuerdos autobiográficos a partir de procesos reconstructivos falibles.

viernes, 15 de noviembre de 2013

sustancias transparentes.

La cámara Schlieren: ver lo invisible

Un sencillo arreglo de espejos permite visualizar el comportamiento interno de un gran número de sustancias transparentes.
  • Boada Ferrer, Marc
 
 
MARC BOADA
¿Cuántas veces hemos recurrido a experimentos sencillos, pero esclarecedores, para ejemplificar un fenómeno? Una vela permite explicar las intimidades de la combustión, como hizo Faraday. Mediante una pila de petaca, agua, sal común y poco más podemos adentrarnos en un mundo tan extenso como el de la electrólisis. Incluso un modesto terrón de azúcar deshaciéndose en agua y desapareciendo ante los concurrentes ilustra los procesos de disolución que podemos encontrar en todos los ámbitos de la biosfera. Lástima que las intimidades de estos fenómenos permanezcan ocultas a los espectadores.
Tomemos el ejemplo de la desaparición del humilde terrón azucarado. Suspendamos uno, atado a un fino hilo, en la superficie libre de un vaso de agua y esperemos a que se desvanezca. Observaremos que el líquido permanece en todo momento límpido e inmóvil. Sin embargo, estimado lector, la realidad es muy distinta. Tras la aparente quietud del medio se oculta un activo movimiento de las partículas del fluido. Al disolverse el edulcorante, la densidad del fluido aumenta, con lo que aparece un flujo descendente de agua cargada de azúcar. Al tocar el fondo, el denso líquido forma una nube toroidal, suavemente turbulenta, que desaparece por mezcla con el resto de la disolución. Mediante el modo de observación adecuado, el espectáculo científico se manifiesta en toda su grandeza y más todavía, pues se ve animado por perturbaciones térmicas, vibraciones y movimientos del propio terrón.
La cámara Schlieren que hoy nos ocupa permite observar todo ello basándose en un interesante fenómeno: el índice de refracción de un medio transparente varía —de forma perceptible— con la densidad.

neuronas inmaduras en el hipocampo adulto

Las neuronas nacidas en el giro dentado adulto se desarrollan, maduran y se conectan a través de un largo intervalo, que puede durar de seis a ocho semanas. Se ha propuesto que, durante este período, las neuronas en desarrollo desempeñan un papel relevante en el procesamiento de señales del hipocampo debido a sus propiedades eléctricas distintivos. Sin embargo, se ha mantenido desconoce si las neuronas inmaduras pueden ser reclutados en una red antes de haberse alcanzado la madurez sináptica y funcional. Para abordar esta cuestión, se utilizó la expresión retroviral de la proteína fluorescente verde en desarrollo para identificar las células granulares del hipocampo del ratón adulto e investigar el equilibrio de la excitación aferente, la excitabilidad intrínseca, y el comportamiento de disparo por patch clamp grabaciones en rodajas agudas. Se encontró que las entradas glutamatérgicas en las neuronas jóvenes son significativamente más débiles que las de las células maduras, sin embargo, la estimulación de los axones corticales excitatorios provoca una probabilidad spiking similar en las neuronas, ya sea en la etapa de desarrollo. Neuronas jóvenes son altamente eficientes en la transducción de corrientes iónicas en despolarización de la membrana debido a su alta resistencia de entrada, lo que disminuye sustancialmente en neuronas maduras como el potasio rectificador de entrada (Kir) aumenta la conductancia. Bloqueo farmacológico de canales Kir en neuronas maduras imita la característica de alta excitabilidad de las neuronas jóvenes. Por el contrario, Kir sobreexpresión induce propiedades de cocción madura-como en las neuronas jóvenes. Por lo tanto, las diferencias en la unidad excitadora de las neuronas jóvenes y maduras son compensados ​​por los cambios en la excitabilidad de la membrana que hacen que una actividad cocción igualado. Estas observaciones demuestran que el hipocampo adulto genera continuamente una población de neuronas jóvenes altamente excitables capaces de procesamiento de la información.El giro dentado es la principal puerta de entrada al hipocampo y constituye un nicho neurogénico primario del cerebro adulto. Células progenitoras neurales de la zona subrgranular dan lugar a células granulares dentadas (PED) que se desarrollan y maduran durante varias semanas. Una fracción importante de las neuronas recién generadas se integran en la red del hipocampo y luego se mantiene durante la edad adulta [1] , [2] . En los últimos años, nosotros y otros hemos utilizado in vivo etiquetado retroviral o tecnologías transgénicas para expresar reporteros fluorescentes en nuevos PED del hipocampo del ratón adulto para estudiar su anatómica y la maduración funcional [3] - [6] . De este modo, se demostró que los PED en desarrollo siguen una secuencia precisa para establecer su conectividad aferente y la maduración funcional. Neuronas en desarrollo son inicialmente contactados por terminales GABAérgicas y más tarde por los axones glutamatérgicos. En paralelo, la resistencia de la membrana disminuye y la excitabilidad madura se convierte en [4] , [7] - [10] . Cuando esté completamente desarrollado, las neuronas adultas nacidas en lograr un perfil funcional que es indistinguible de la de todos los demás PED como se refleja en sus insumos, las propiedades intrínsecas de la membrana y el comportamiento de disparo [11] , [12] . Además, los PED adultos nacidos forman sinapsis glutamatérgicas funcionales en interneuronas giro dentado y células piramidales CA3 [13] , [14] . Estas observaciones indican que las nuevas neuronas reciben, procesan y transmiten información sobre neuronas diana, y por lo tanto pueden participar en la función del hipocampo.
La participación de las neuronas recién generadas en el procesamiento del hipocampo se ha puesto de relieve por los informes recientes por lo reducido o bloqueado la neurogénesis perjudica el rendimiento en tareas de aprendizaje dependiente del hipocampo [15] - [19] . Los estudios que utilizan la expresión de genes tempranos inmediatos como indicadores de la actividad neuronal sugieren que los nuevos PED son preferentemente activo durante los comportamientos que implican el procesamiento espacial y la formación de la memoria [20] -[22] . Sin embargo, la etapa de desarrollo en el que las nuevas neuronas se vuelven funcionalmente importantes y cómo esas propiedades únicas pueden tener un impacto en su función sigue siendo desconocida. Neuronas jóvenes presentan una alta resistencia de entrada y una mayor susceptibilidad a la inducción de la potenciación a largo plazo (LTP) de las entradas glutamatérgicas entorrinal [23] - [25] . En base a estas propiedades, se ha propuesto que podrían desempeñar un papel único en la función del hipocampo [26] - [28] .
Para plantear la hipótesis de que las neuronas jóvenes se comportan como una población neuronal distinta dentro de las redes del hipocampo activos es crucial para determinar cuando estén involucrados en actividades de tiro, y cómo su actividad se compara con el resto de unidades de la red. Hemos utilizado etiquetado retroviral y herramientas electrofisiológicos para estudiar las propiedades intrínsecas de membrana y la conversión de entrada y salida en el desarrollo de los PED del hipocampo del ratón adulto. Se encontró que tres a neuronas de cuatro semanas de edad, muestran débiles entradas glutamatérgicas, todavía pico fiable en respuesta a la estimulación vía perforante. En estas neuronas inmaduras corrientes iónicas se convierten de manera eficiente en despolarización de la membrana debido a su alta resistencia de entrada. Como las neuronas maduras la resistencia de la membrana disminuye, con la consiguiente reducción de la excitabilidad. Además, se encontró un aumento en el desarrollo en el interior del rectificador K + conductancia (Kir) que destaca los canales Kir como reguladores de la excitabilidad de los PED nacidos en el hipocampo adulto.

Resultados

La actividad de la red del hipocampo sólo puede ser modificado por las neuronas que pueden integrar las señales de entrada para producir un comportamiento de cocción y alterar el estado de los objetivos postsinápticos. La cocción se forma en última instancia por la acción concertada de la integración sináptica y la excitabilidad. Para investigar el impacto del desarrollo de los PED en la red del hipocampo adulto, se utilizó un retrovirus que codifica GFP dirigido por un promotor fuerte para etiquetar PED adultos nacidos en las secciones de cerebro y agudas se prepararon 18 a 29 días después de la inyección retroviral (dpi), momento en el cual neuronas son todavía inmaduros, pero las conexiones excitatorias aferentes se establezcan [4] , [9] , [29] . Un grupo experimental adicional de GFP + neuronas que alcanzaron la madurez funcional se incluye para comparación (42 a 56 dpi). Propiedades intrínsecas, entradas excitadoras y enriquecidas se caracterizan por grabaciones electrofisiológicas en GFP + neuronas y se compararon con los de las neuronas maduras no marcados de la capa de células granulares exterior, que se generan sobre todo durante el desarrollo perinatal (grupo "madura"; ver Métodos sección).

Neuronas jóvenes son altamente excitable

La excitabilidad de las neuronas en desarrollo en el giro dentado adulto se investigó mediante el control de propiedades de la membrana pasiva y activa en las grabaciones de células enteras. La inyección de medidas actuales de pequeña amplitud generada fácilmente los potenciales de acción en los PED jóvenes, mientras que no se requieren corrientes cada vez mayores para alcanzar el umbral para la membrana potencial de acción en las neuronas más maduros ( Figura 1A-1C ; Tabla 1 ). Esto está de acuerdo con observaciones anteriores de que la excitabilidad intrínseca es mayor en neuronas inmaduras [4] , [7] , [8] , [23] , [24] , [30] .Las propiedades dinámicas de los picos también muestran una maduración dependiente del tiempo marcado. Dieciocho a 20 neuronas dpi ("19 dpi" grupo) sólo podrían generar potenciales de acción individuales con características inmaduras en respuesta a despolarizaciones prolongada de la membrana, mientras que los PED mayores exhibieron un aumento progresivo en el número de espigas. Curiosamente, 24-29 dpi neuronas alimentadas con mayor eficacia que los PED más jóvenes o más viejos ( Figura 1B ).
Figura 1. neuronas jóvenes son altamente excitable.
(A) grabaciones de corriente con la pinza de células enteras en las neuronas de diferentes edades, tal como se indica en la parte superior de cada panel. Rematar se obtuvo mediante la despolarización medidas actuales de amplitud creciente (paso = 10 pA). Cada panel muestra un subconjunto de cinco rastros representativos con los pasos 10, 30, 50, 70 y 90 Pa (de abajo hacia arriba). Las barras de escala: 100 mV, 100 ms.(B) la descarga repetitiva cuantificado como el número de picos provocados por el aumento de las medidas actuales. Los tamaños de muestra son N = 10 (19 dpi), 20 (22 dpi), 29 (25 dpi), 13 (28 dpi), 24 (49 dpi) y 51 (maduro). (C) Umbral de corriente para provocar la primera espiga para los experimentos que se muestran en (B). ( # ) denota p<0,001, y (**) indica p <0,01 en comparación con los valores maduros. El análisis estadístico se realizó por ANOVA seguido de la prueba de una de Bonferroni. (D) Resistencia de entrada como una función de la edad. ( # ) indica p <0,001 en comparación con madurar como analizó mediante una prueba de Kruskal-Wallis seguido por prueba de una de hoc de Dunn poste, con N = 13 (19 dpi), 23 (22 dpi), 23 (25 dpi), 18 ( 28 dpi), 18 (49 dpi) y 85 (maduro).
doi: 10.1371/journal.pone.0005320.g001
Tabla 1. Propiedades eléctricas de las neuronas jóvenes y maduras
doi: 10.1371/journal.pone.0005320.t001
La resistencia de entrada de una neurona (R en ) refleja el tamaño de la celda y la densidad de los canales iónicos abiertos en reposo. Altos valores de R en se asocian con un mayor excitabilidad, como pequeñas corrientes hacia el interior pueden provocar grandes despolarización de membrana. Neuronas jóvenes muestran altos valores de R en (en el rango GΩ) que disminuyó al llegar a las etapas de desarrollo maduros ( Figura 1D ). La disminución dependiente de la edad en la R de podría, por sí sola, explicar la mayor corriente necesaria para provocar enriquecidas en neuronas maduras. Sin embargo, el aumento en la frecuencia de adición que acompaña a la maduración neuronal también sugiere cambios en las propiedades de pico, como se abordan a continuación.

Entradas glutamatérgicas débiles provocan alzas en las neuronas jóvenes

Para determinar si una unidad excitadora puede provocar potenciales de acción en los PED inmaduras, las respuestas a la estimulación postsináptica glutamatérgica aferente se registraron en la presencia de antagonistas de los receptores de GABA (picrotoxina 100 mM y CGP 55845 100 nM). Corrientes postsinápticas excitatorias (EPSCs) fueron evocados por el aumento de la intensidad del estímulo entregado a la vía perforante medial ( Figura 2A ). Pico EPSC amplitudes eran muy débiles en toda la gama de estímulo en 19 neuronas dpi, pero aumentó considerablemente con la edad, alcanzando una amplitud máxima de 49 dpi ( Figura 2B y 2C ). Por lo tanto, todos los estudios funcionales en las neuronas en desarrollo se llevaron a cabo en los PED envejecimiento del 21 al 29 dpi, en adelante, el grupo "joven". Las pequeñas amplitudes de EPSCs evocados registrados en las neuronas jóvenes ( Figura 2D ) pueden ser debido a mecanismos presinápticos como por ejemplo un pequeño número de contactos sinápticos y / o la probabilidad de liberación bajo, o a los mecanismos postsinápticos como la reducción de amplitud de las corrientes postsinápticas unitarios [31] .Grabaciones de corrientes postsinápticas excitatorias en miniatura (mEPSCs) revelaron una frecuencia reducida en las células jóvenes, sin diferencias en amplitud, lo que indica diferencias presinápticos en lugar de postsináptica ( Figura 2E-2G ). Junto con la evidencia morfológica de baja densidad de la columna vertebral en los PED inmaduros (21 dpi: 0,78 ± 0,10 espinas / m, maduras: 2,40 ± 0,06 espinas / M, N = 19 neuronas para ambos; VC Piatti y AFS observaciones no publicadas, véase también [29 ] ) nuestras observaciones indican que los débiles de entrada glutamatérgica es debido a un número limitado de terminales aferentes que inciden en las neuronas jóvenes.
Figura 2. Spikes en las neuronas jóvenes provocados por las entradas glutamatérgicas débiles.
(A) Ilustración que muestra registros electrofisiológicos de las respuestas postsinápticas en rodajas de hipocampo agudas. La estimulación se realizó en la vía perforante medial (PP), y el conjunto de células grabaciones se obtuvieron en los jóvenes (verde) o células granulares maduras (azul). , Capa de células granulares GCL; ML, capa molecular, H, hilio. (B) Ejemplo rastros de EPSCs evocados mediante el aumento de la fuerza de estímulo (0,2-1 mA, 50 ms) obtenido a partir de los PED de diferentes etapas de desarrollo (que se muestran en la parte superior). Cada traza es un promedio de cinco épocas. Las barras de escala: 100 PA, 50 ms. (C) pico máximo EPSC amplitud para los PED jóvenes y maduros. (#) Denota p <0,001, y (*) indica p<0,05 en comparación a madurar, como se analizó por ANOVA seguido por la comparación post hoc de un Bonferroni, con N = 9 (19 dpi), 9 (22 dpi), 14 (25 dpi), 10 (28 dpi), 10 (49 dpi) y 41 (maduro). (D) pico EPSC amplitud frente a la intensidad del estímulo en los jóvenes (21 a 29 dpi) y PED maduros. ANOVA de dos vías reveló un efecto significativo tanto de la edad neuronal y la intensidad del estímulo ( p <0,0001 para ambos), con N = 27 para ambos grupos. (E) trazas representativas de las corrientes postsinápticas en miniatura obtenidos en presencia de 0,5 mM tetrodotoxina.Las barras de escala: 2,5 pA, 5 s. (F, G) de frecuencia y amplitud de mEPSCs. (*) Indica p = 0,016; para la amplitud p = 0,14, N = 8 para ambos. (H) Fracción de clavar las neuronas como una función de la edad. Rematar se midió en la pinza de corriente de células enteras y fue provocada por los estímulos que se han convertido EPSC amplitudes máximas, con N = 14 (19 dpi), 15 (22 dpi), 28 (25 dpi), 21 (28 dpi) y 59 (madura ).
doi: 10.1371/journal.pone.0005320.g002
Los estímulos que evocan los grandes amplitudes EPSC fueron seleccionados para evaluar la adición de una unidad de excitación. PED eran prácticamente incapaces de pico por 19 dpi más probable debido a su débil excitatorios de entrada combinada con su limitada capacidad de generar potenciales de acción ( Figura 1B y Figura 2H ). Como excitación aferente reforzada (> 21 dpi), la proporción de los PED jóvenes que exhiben picos en respuesta a los estímulos robustos aumentó sustancialmente. Estas observaciones indican que, en principio, las neuronas inmaduras del hipocampo adulto pueden ser reclutados por la actividad aferente cortical.

Fuego PED joven con alta eficacia

Desde PED jóvenes y maduras muestran la excitabilidad distinta, propiedades pico y la fuerza de entrada, sería predecible que están diferencialmente reclutados en una red activa. Para abordar esta cuestión adición probabilidad de jóvenes (21-29 dpi) y maduro PED se midieron en pinza de corriente, mientras que los estímulos repetitivos de aumento de la fuerza fueron entregados a baja frecuencia a la vía perforante medial ( Figura 3A ). Sorprendentemente, las neuronas jóvenes y maduras mostraron una probabilidad adición similar en todas las concentraciones de estímulo ( Figura 3B ). Una determinación más precisa del comportamiento de cocción se obtuvo por un doble grabaciones de células adjuntas de las neuronas jóvenes y maduras, que se midió la probabilidad de disparar en pares de neuronas estimuladas en las mismas condiciones. Este enfoque aporta las ventajas de que: 1) el medio intracelular permanece inalterada por la recodificación pipeta; 2) el potencial de reposo de las células, lo que influye en gran medida el comportamiento de cocción, se mantiene en valores fisiológicos; 3) todos los datos se recogen de una manera emparejado y errores sistemáticos se reducen al mínimo. En cada experimento, corrientes de acción provocadas por estímulos repetitivos entregados a baja frecuencia se registraron para evaluar simultáneamente adición probabilidad en ambas neuronas. De acuerdo con los resultados presentados anteriormente, no se observaron diferencias en el comportamiento global de disparo ( Figura 3C y 3D ). Sin embargo, se encontraron diferencias en el retardo de estímulo-a-pico; neuronas jóvenes muestran más largo pico de latencia ( Figura 3E-3F ), en consonancia con el tiempo de subida más lenta EPSP ( Tabla 1 ). Además, la precisión de temporización pico aumentó con la maduración neuronal ( Figura 3G ), consistente con las observaciones anteriores en el cerebro en desarrollo [32] .
Figura 3. igualó disparando neuronas jóvenes y maduros.
(A) Ejemplo de una grabación lleva a cabo para medir la probabilidad de clavar en respuesta a los estímulos presinápticos de diferentes intensidades en la misma neurona. Cada columna muestra la membrana típicos rastros potenciales en respuesta a estímulos repetidos a baja frecuencia (0,07 Hz). Las probabilidades se muestran en la parte superior. Las barras de escala: 50 mV, 100 ms. (B) Análisis cuantitativo de adición probabilidad. Cada experimento implicó grabaciones consecutivas de un joven y una neurona madura en todas las intensidades de estímulo en el mismo segmento.ANOVA de dos vías reveló diferencias entre las células jóvenes y maduros ( p = 0,36), pero no se observó un efecto significativo de la intensidad del estímulo ( p <0,0001). Las barras representan la media ± SEM de 39 pares de neuronas a partir de 27 rebanadas.(C) Ejemplo de mediciones pareadas de clavar la probabilidad en un joven y una neurona madura en dos grabaciones celular inscritos. Corrientes de acción provocados por estímulos repetitivos entregados a baja frecuencia (15 repeticiones a 0,06 Hz) fueron registrados para evaluar simultáneamente clavar la probabilidad en las neuronas. Se muestra un subconjunto de 5 épocas. Las barras de escala: 20 PA, 10 ms. (D) El análisis pareado de clavar probabilidad medido en 15 experimentos. Cada pareja registrada se conecta mediante una línea, con una media ± SEM se muestran. Una cola de dos pares t -test no reveló diferencias estadísticamente significativas entre los grupos ( p = 0,77). (E) Superposición de las corrientes de acción en las grabaciones de células conectadas en simultáneo de las neuronas jóvenes y maduros. Tenga en cuenta la mayor fluctuación en los PED jóvenes. Las barras de escala: 20 PA, 10 ms. (F) Las mediciones de pico de latencia analizados por un emparejado de dos colas t -test; (**) indica p = 0,0062 con N = 14 pares. (G) del punto fluctuación de fase mide como el coeficiente relativo de variación (CV) para las corrientes individuales de acción; (*) denota p = 0,014 con N = 14 pares.
doi: 10.1371/journal.pone.0005320.g003
Es sorprendente que los PED jóvenes y maduras tienen diferentes propiedades funcionales, pero muestran un comportamiento cocción similares. Para comprender mejor este fenómeno que investigó cómo son transducidas a la despolarización de membrana corrientes sinápticas.Clamp grabaciones actuales, y la tensión se combinaron para controlar subliminales respuestas postsinápticas evocados por la estimulación aferente con el aumento de la fuerza.Por lo tanto, cada estímulo genera un par EPSP / EPSC mediante el cual una despolarización postsináptica dado se asoció a una corriente sináptica (en particular la Figura 4A y 4B ).Neuronas jóvenes requieren aproximadamente la mitad de la fuerza sináptica como PED maduros para despolarizar la membrana en un grado similar ( Figura 4C ). Esta observación fue corroborada en las grabaciones de parches dobles simultáneos, en los que un mismo estímulo suscitó EPSP EPSCs similares pero más pequeñas en los PED jóvenes ( Figura 4D y 4E ).También examinó si la alta eficacia de la despolarización de la membrana fue eficaz durante despolarizaciones suprathreshold en los PED jóvenes. Por lo tanto, EPSC amplitud y la probabilidad correspondiente con picos fueron controlados para cada estímulo fuerza. De manera similar a la situación subumbral, las neuronas jóvenes exigieron alrededor de la mitad de la fuerza sináptica para alcanzar una probabilidad con picos similares en comparación con los PED maduros ( Figura 4F y 4G , Figura S1 ).
Figura 4. conversión de entrada y salida eficiente en las neuronas jóvenes.
(A) los rastros típicos registrados en un joven y una neurona madura mostrando EPSP evocados (paneles superiores) y EPSCs (paneles inferiores) para la misma serie de estímulos crecientes (0,1-1 mA) entregados a la vía perforante medial. Las barras de escala: 5 mV/50 PA, 50 ms. (B) Los datos de un experimento representativo que muestra EPSP / pares EPSC y sus curvas de regresión lineal. (C) Pendiente media de regresiones lineales. Diferencia estadística fue analizada por un dos colas t -test con corrección de Welch para diferentes varianza, (**) denota p = 0,0031, N = 40 (ambos).(D) de fijación de voltaje grabaciones simultáneas mostrando pares de EPSC amplitudes evocada por los mismos estímulos presináptica. Un emparejado t -prueba reveló diferencias significativas; (**) indica p = 0,002, con N = 10 pares de celdas. (E) grabaciones de corriente con la pinza simultáneas llevadas a cabo en las mismas células que se muestran en (D). No se observaron diferencias significativas en el pico EPSP amplitud entre neuronas jóvenes y maduros ( p = 0,22, N = 10). (F) Representante parcela de clavar probabilidad vs amplitud EPSC de 26 dpi y una DGC maduro. Las líneas corresponden a los accesorios de sigmoides y = exp [m (x-x. 50 )] / {1 + exp [m (x-x. 50 )]}, con m: pendiente, x: EPSC, y: p adición y x 50 : EPSC para p = 0,5. (G) La media de los valores interpolados EPSC requeridos para evocar una probabilidad adición de 0,5 (EPSC 50 ). Diferencia estadística fue analizada por un dos colas t -test con corrección de Welch, (**) denota p = 0,0017, N = 23 (ambos).
doi: 10.1371/journal.pone.0005320.g004

Inicio tardío de las entradas de rectificador K + conductancia de los PED en desarrollo

Para entender mejor las diferencias observadas en el comportamiento que caracteriza disparar potenciales de acción, dependiente de voltaje Na + y K + corrientes, y hacia el interior del rectificador K + corrientes (Kir), que contribuyen a la excitabilidad neuronal en condiciones subliminales [33] , [34] . El umbral de membrana para la adición era ligeramente hiperpolarizado en PED jóvenes, mientras que la amplitud de espiga, pendiente de subida, y afterhyperpolarization (AHP) eran más prominentes en las células más viejas ( Figura 5A ,Figura S2 , Tabla 1 ). La amplitud de las corrientes activados por voltaje también se incrementó de acuerdo con la etapa de maduración, sin embargo, se observó un ritmo más lento en el desarrollo de las corrientes Kir al comparar las neuronas jóvenes vs maduro. Kir conductancia aumentó en ~ 300%, mientras que de voltaje de Na + y K + corrientes alcanzó cerca de los niveles de meseta en las neuronas jóvenes, un incremento de solamente ~ 50% ( Figura 5B-5IFigura S3 ). Estas observaciones sugieren una regulación homeostática continuo que mantiene un alto grado de excitabilidad en PED inmaduros al aumentar las corrientes implicadas en la generación de la espiga, mientras que limita el desarrollo de las corrientes de Kir.
La Figura 5. propiedades de la membrana de las neuronas jóvenes activos.
(A) Caracterización de los potenciales de acción registrados en las neuronas jóvenes y maduras. Rematar umbral, N = 38 (jóvenes) y 55 (madura); (*) denota p = 0,011. La amplitud de espiga, N = 23 (ambos), (#) denota p <0,0001. Pico pendiente medido desde la fase de aumento de 10-90%, N = 23 (ambos), (#) denota p = 0,0002. AHP mide como el valor de pico absoluta, N = 23 (ambos), (**) indica p = 0,0024. Los diagramas de caja representan la mediana (línea), 25-75% percentil (límites de la caja) y los valores máximo y mínimo (bigotes). El análisis estadístico se realizó utilizando una cola de dos t -test. (B) Ejemplos típicos de deflexiones hacia dentro (hacia abajo) y (deflexiones hacia arriba) hacia el exterior corrientes registradas en respuesta a pasos de voltaje despolarizantes (-40 a 70 mV, paso 10 mV, 200 ms) en un 25 dpi (verde) y un DGC madura (azul). Las barras de escala: 5 nA, 50 ms. Recuadros muestran vistas ampliadas de las áreas cuadradas (escalas: 5 nA, 1 ms). (C) Curva I-V para el voltaje de Na + corrientes, mostrando diferentes amplitudes de las células jóvenes y maduros (ANOVA, p <0,0001, N = 26 jóvenes y 29 PED maduros). (D) Na + conductancia mide en V h = -20 mV; (#) denotan p <0,0001. (E) la curva I-V para voltaje K + corrientes medidas en estado estacionario mostrando diferencias significativas (ANOVA, p<0,0001). (F) K + conductancia mide en V h = 70 mV, (#) corresponden a p <0,0001. (G) corrientes de rectificación Inward evocados por las medidas actuales -40 a -130 mV (paso 5 mV, 100 ms) grabados en un 23 dpi y una DGC maduro. Las barras de escala: 200 PA, 20 ms. (H) Promedio de I-V parcelas se presentan hacia el interior rectificador de K + corrientes son significativamente más grandes en las neuronas maduras ( p<0,0001), ANOVA con N = 19 (jóvenes) y 17 (madura). (I) K + hacia el interior del rectificador de la conductancia, (#) significa p <0,0001.
doi: 10.1371/journal.pone.0005320.g005
Las observaciones descritas anteriormente sugieren que la actividad de PED puede estar regulado por el nivel de expresión Kir. Para abordar esta cuestión excitabilidad neuronal fue estudiada en la presencia de Ba extracelular 2 + (200 mM), un bloqueador de los canales bien conocido Kir [34] - [36] . Aplicación de Ba 2 + abolido efectivamente la rectificación componente de corriente hacia el interior de las neuronas jóvenes y maduros ( Figura 6 , Figura S4 ). Para evaluar la contribución Kir para el comportamiento de disparo, corrientes despolarizantes fueron entregados a las neuronas jóvenes y maduras en presencia y ausencia de Ba 2 + . Como se muestra arriba ( Figura 1B ), las neuronas jóvenes muestran una mayor spiking repetitiva para pequeños pulsos de corriente inyectados. Ba 2 + indujo un cambio significativo hacia la izquierda en la curva de adición de neuronas maduras sin alterar la capacidad de respuesta de las células jóvenes ( Figura 6B ). Posteriormente analizamos cómo el bloqueo Kir aguda afecta a la integración sináptica. Análisis de la despolarización subumbral en respuesta a las corrientes sinápticas evocados reveló que Ba 2 + produce un aumento en la pendiente de los PED maduros hacia los valores que son similares a los de las neuronas jóvenes (EPSP / EPSC Figura 6C y 6D ). Por lo tanto, Kir bloqueo provoca un comportamiento neuronal joven en los PED de maduración total, igualando su nivel de excitabilidad. Para investigar los efectos de la expresión Kir acelerada en la excitabilidad de las neuronas jóvenes, Kir 2,1 se sobreexpresa por entrega retroviral en células que se dividen progenitoras [37] . Kir sobreexpresión aumentó corrientes de rectificación hacia adentro y la disminución de la excitabilidad suprathreshold, induciendo propiedades madura-como en las neuronas jóvenes (Figura 6E y 6F ). Estos hallazgos sugieren que los jóvenes neuronas del giro dentado adulto puede pico con alta eficacia debido al retraso en la aparición de canales Kir.
Figura 6. control de la excitabilidad de las células nacidos por canales Kir.
(A) la conductancia Kir en la ausencia o presencia de BaCl 2 . (**) Indica p <0,001, (#) denota p <0,0001 analizada por ANOVA seguido por el test de Bonferroni una, con N = 24 (joven), 8 (joven + Ba 2 + ), 28 (madura) y 23 ( madura + Ba 2 + ). (B) El número de espigas de despolarización provocada por pasos actuales (5 pA, 200 ms) revela que Kir bloqueo por Ba 2 + aumenta por encima del umbral de excitabilidad de las neuronas maduras pero no joven. No se encontraron diferencias estadísticas entre los jóvenes frente a adultos ( p <0,01), madura madura vs + Ba 2 + ( p <0,05) y maduros vs young y Ba 2 + ( p <0,01), pero no joven vs joven + Ba 2 + (p = 0,11). N = 8 (para todos los grupos), el análisis realizado por ANOVA para medidas repetidas, seguida por una prueba de Bonferroni. (C) bloqueo Kir por Ba 2 + aumenta subliminal excitabilidad evaluado como EPSP / relaciones EPSC. N = 16 (jóvenes) y N = 14 (maduro y maduro + Ba 2 + ). Parcelas de regresión lineal y el intervalo de confianza del 95% se muestran (líneas punteadas). (D) Pendiente media de regresiones lineales. (*) Indica p <0,05 en comparación con los PED maduros (ANOVA seguido por el test de Bonferroni). (E, F) La sobreexpresión de Kir 2,1 en los PED jóvenes (28 a 29 dpi). (E) Aumento significativo de la conductancia por Kir Kir 2,1 sobreexpresión. (**) Indica p <0,001 y (#) denota p<0,0001 analizada por ANOVA seguido por el test de Bonferroni una, con N = 13 (controles jóvenes--), 12 (joven + Kir 2.1) y 9 (madura). (F) El número de espigas de despolarización provocada por pasos actuales (10 pA, 400 ms) indica que la sobreexpresión Kir reduce la excitabilidad supraumbral en PED jóvenes. No se encontraron diferencias estadísticas entre los jóvenes frente a adultos y jóvenes vs young y Kir 2,1 (p <0,01 para ambos). Análisis realizado por ANOVA para medidas repetidas seguido por la prueba de Bonferroni con un N = 11 (joven), 9 (joven + Kir 2.1) y 6 (maduro).
doi: 10.1371/journal.pone.0005320.g006

Discusión

PED generadas en el hipocampo adulto reciben aferencias funcionales, pico en respuesta a una unidad excitadora, y la liberación de glutamato en las células diana postsinápticos (este trabajo, [3] , [4] , [9] , [11] , [13] , [ 14] ). Este conjunto completo de propiedades funcionales dota a las neuronas recién generadas con la capacidad para jugar un papel importante en la función del hipocampo. De acuerdo con este punto de vista, el comportamiento exploratorio y paradigmas de aprendizaje espaciales que involucran diversas áreas del hipocampo muestran contratación preferencial de nuevas neuronas en el giro dentado [20] , [21] . En el presente trabajo se ha utilizado una técnica de etiquetado retroviral que permite datación anticonceptivo eficaz de las neuronas recién generadas. Aunque las propiedades neuronales completamente maduros no se observaron hasta 49 ppp, PED que se han desarrollado durante tres a cuatro semanas recibieron débiles entradas excitadoras todavía eran capaces de clavar en respuesta a una excitación aferente. Esto es debido al hecho de que las neuronas jóvenes son muy eficientes en la transducción de corrientes iónicas en despolarización de la membrana. Junto con la reciente observación de que las nuevas neuronas establecen sinapsis en las células diana antes de llegar a la maduración [13] , [14] , los datos presentados aquí apoyan la noción de que los PED jóvenes participan en el procesamiento de información [21] , [27] , [28] . Si son o no son contratados preferentemente en comportamientos hipocampo-dependientes pueden depender de la integración de ambas entradas excitatorias e inhibitorias, cuestión que queda por investigar.
Canales Kir están involucrados en el potencial de membrana en reposo y la conductancia, ejerciendo un papel en la regulación de la excitabilidad celular [36] . Ellos son conductoras en el potencial de reposo y, por lo tanto, disminuir la resistencia de la membrana con la consiguiente reducción de la excitabilidad. Excitabilidad intrínseca se refiere a la propensión de una neurona a disparar los potenciales de acción cuando se expone a una señal de entrada, y es directamente atribuible a la suite de los canales iónicos se inserta en la membrana plasmática [38] , [39] . PED jóvenes muestran una alta resistencia de entrada, bajo potencial umbral, las corrientes de umbral bajo enriquecidas y grandes EPSP relación a los débiles de entrada glutamatérgica. La expresión de Kir en PED se ha observado previamente por hibridación in situ [40] , y se demuestra ahora en las neuronas jóvenes y maduras por las curvas I-V y el bloqueo farmacológico. Kir corrientes influyó fuertemente la conductancia de membrana en reposo, ya que la aplicación de Ba 2 + aumento de la resistencia de la membrana de las neuronas maduras cerca de los valores DGC jóvenes y mejorado su excitabilidad.
Por voltaje Na + y K + canales muestran un ligero aumento dependiente de la edad, de acuerdo con los cambios observados en el umbral del potencial de acción y la forma. Este incremento menor indica que las corrientes de voltaje estaban cerca de los niveles de meseta en las neuronas jóvenes. Consistente con esta noción se observó sólo un aumento menor en la pendiente ascendente del potencial de acción, un parámetro que refleja la densidad de Na +canales [41] . Sorprendentemente, Kir conductancia era débil en las neuronas jóvenes y aumentó considerablemente en los PED maduros. La expresión temprana de voltaje-gated Na+ y K + canales junto con la expresión tardía de Kir optimizar la excitabilidad de las neuronas jóvenes. Este mecanismo puede obedecer a un requisito de homeostático para mantener un patrón de disparos en las neuronas con entradas glutamatérgicas inmaduros. En apoyo de esta idea, un estímulo entregado a la vía perforante medial provocó probabilidades enriquecidas similares en neuronas jóvenes y maduros. La implicación de los mecanismos homeostáticos en el control de la excitabilidad intrínseca se ha investigado en detalle [38] , [39] . En las neuronas en desarrollo, la fuerza de las corrientes de voltaje puede ser adaptado por la unidad sináptica para estabilizar el rango dinámico de la producción neuronal [42] , [43] . Además, se demostró la inhibición reducida para ser compensado por un aumento en la conductancia de fuga endógena manteniendo así la actividad de disparo inalterada [44] . Nuestros resultados sugieren una compensación homeostático de la excitabilidad intrínseca mediada por Kir que iguala las propiedades de cocción de todos los PED activos en el hipocampo adulto. Este mecanismo puede facilitar la competencia dependen de la actividad para la supervivencia [45]o, alternativamente, puede fortalecer la integración de las neuronas jóvenes en la red en un momento en el que las sinapsis excitatorias aferentes se vea mejorada la plasticidad [25] .

Materiales y Métodos

Los vectores virales

Una deficiente en la replicación del vector retroviral basado en el virus de la leucemia murina de Moloney se utilizó para expresar GFP mejorada (o Kir-IRES-GFP en experimentos que se muestran en la Figura 6E y 6F ) impulsado por un promotor CAG [11] , [29] . Ratón Kir 2,1 cDNA fue proporcionado amablemente por G. Lanuza. Partículas retrovirales fueron ensambladas utilizando tres plásmidos separados que contienen la cápside (CMV-VSVG), las proteínas virales (CMV-gag/pol) y transgen (CAG-GFP). Los plásmidos se transfectaron en células 293T usando Lipofectamine 2000 (Invitrogen, Carlsbad, CA). Virus que contiene sobrenadante se cosechó 48 h después de la transfección y se concentra por dos rondas de ultracentrifugación.

Sujetos y cirugía estereotáxica

Ratones C57BL/6J hembras, 6-7 semanas de edad, fueron anestesiados (100 mg ketamine/10 g xilazina en 10 l de solución salina / g). CAG-retrovirus que expresa GFP fue infundido (0,9 l en 7 min) en la zona dorsal de la circunvolución dentada derecho (coordenadas desde el bregma: antero-posterior = -2 mm, lateral = 1,5 mm, ventral = 1,9 mm) utilizando un microcapilar calibrado pipeta (Drummond Scientific, Broomall, PA) que se describió anteriormente [4] . Vivienda, los tratamientos, la cirugía y la eutanasia se llevaron a cabo en condiciones que cumplan plenamente con los Institutos Nacionales de Salud (NIH, EE.UU.) directrices.

Electrofisiología