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Programa InfoSalud (Argentina)

Demora en la transmisión de señales entre neuronas puede generar fenómenos como las crisis epilépticas

Publicado em 22 dezembro 2020

Por José Tadeu Arantes, da Agência FAPESP

La actividad cerebral depende del balance entre señales excitatorias y señales inhibitorias intercambiadas por las neuronas. Si las contribuciones excitatorias e inhibitorias fueran transmitidas con una misma demora en el tiempo, la red neuronal es capaz de presentar una actividad desincronizada. Con todo, si la inhibición atrasara más allá de cierto límite, eso podría llevar a la red a un estado altamente sincronizado, característico de las crisis epilépticas.

Ésta es la conclusión del artículo “Influencia de la conducción retardada en la sincronización neuronal”, publicado por Paulo Ricardo Protachevicz, Kelly Cristiane Iarosz y colaboradores en la revista Frontiers in Physiology.

Protachevicz e Iarosz son estudiantes de posdoctorado en el Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (USP), bajo la supervisión de Iberê Luiz Caldas, quien también firma el artículo.

“Descubrimos que la transmisión inhibitoria debe ser lo suficientemente rápida para evitar que ocurran estados altamente sincronizados en la red. Idealmente, la red neuronal debería poder sincronizarse, pero no estar demasiado sincronizada en todo momento”, dice Protachevicz a Agência FAPESP.

“Además, observamos que la sincronización encontrada está asociada a cambios (aumento o disminución) en la frecuencia media de disparos en la red neuronal. La intensidad de la corriente media también asume valores superiores o inferiores en las regiones de sincronización”, añadió.

El estudio contó con el apoyo de la FAPESP en el marco del Proyecto Temático “Dinámicas No Lineales”, coordinado por Caldas, y dos becas postdoctorales, una otorgada a Protachevicz y la otra a Iarosz.

Los resultados se obtuvieron mediante modelo teórico y simulación computacional. “Consideramos un modelo matemático que describe la evolución del potencial eléctrico de cada neurona. Estos se conectan mediante sinapsis químicas excitadoras o inhibidoras”, informó Iarosz. "Las corrientes excitadoras generan la despolarización de las neuronas receptoras, mientras que las corrientes inhibidoras evitan que se produzca la despolarización".

“A diferencia de las sinapsis eléctricas, que son casi instantáneas, las sinapsis químicas tienen un tiempo de retardo intrínseco. Este tiempo de retardo también se puede asociar con la propagación de la señal a través de la dendrita y el axón”, explica Protachevicz.

“Si bien su formación tuvo lugar en el área de la física, durante la realización de esta investigación Iarosz y Protachevicz tomaron en cuenta elementos de biología y fisiología para que los modelos tuvieran interpretaciones realistas”, subrayó Iberê Caldas, supervisora del posdoctorado de ambos.

Al artículo “Influence of Delayed Conductance on Neuronal Synchronization” puede accederse en https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2020.01053/full.

Agencia FAPESP ( Brasil )

Traducción Programa INFOCIENCIA

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