31 diciembre 2009

Ratones insomnes con variación del gen DEC2 de personas insomnes.

Variación gen que permite que cierta gente se las arregle con menos horas de sueño fue transferido para crear ratones insomnes.

ScienceDaily (Sep. 17, 2009) - Investigadores de la Universidad de California, San Francisco (UCSF) y de la Universidad de Stanford lograron identificar una variación genética en seres humanos, que también han desarrollado en modelos de ratón, que permite a un número poco común de personas dormir menos que otros. El tabajo, publicado en la edición del 13 de agosto de la revista Science, describe cómo una variación genética en personas que parecen necesitar dormir sólo seis horas -en comparación con la frecuencia recomendada de 7 y media a ocho horas- fue colocada en ratones para crear una colonia de roedores "insomnes". Tal como los seres humanos que poseen la variación genética DEC2, los ratones que recibieron la variante del gen parece funcionar normalmente a pesar de tener menos horas de sueño que un grupo control que no tiene la variación del gen DEC2.

"Todos somos diferentes en muchos sentidos, y el sueño es uno de ellos", dijo Christopher R. Jones, MD, Ph.D., profesor asociado de neurología en la Facultad de Medicina,  y co-autor del estudio "There may be some people who can function more productively with less sleep."

El descubrimiento surgió después de que una señora de 68 años de edad se puso en contacto con colaboradores de Jones para ser voluntaria en una investigación del sueño, diciéndole que tenía un despertar inusualmente temprano por la mañana. Tanto la mujer como su hija se van a dormir entre las 10 y las 10:30 pm y despiertan entre las 4 y las 4:30 de la mañana. Sin embargo, sus 18 horas despiertas no les afectan su nivel de energía o la capacidad para funcionar.

"La madre es muy enérgica y muy activa", dijo Jones. "De hecho, hace que me sienta cansado de escuchar acerca de las actividades que hace cada día". La mujer acababa de regresar de un crucero de 50 días, baila varias noches a la semana, y juega cartas todos los días. Intrigado por la capacidad de la mujer para funcionar con menos horas de sueño. Jones examinó el ADN de la mujer y determinó la variación DEC2. Los investigadores, dirigidos por Ying Ying y El-Hui Fu, transfirieron el "insomnio" mediante una variación genética en ratones hasta crear una colonia para el estudio.

Nobuhiro Fujiki, investigador de Stanford y sus colegas, se dedicaron a la delicada tarea de  medición del sueño entre los ratones insomnes. Los investigadores hicieron un seguimiento cuando los ratones estaban dormidos, y luego cuando era interrumpido su ciclo de sueño para ver cómo les afectarían. Incluso con menos horas de sueño, los ratones "insomnes" eran más activos que un grupo de ratones control que no tienen la variación DEC2. Esto lo determinaron  controlando el tiempo que ambos grupos de ratones pasaban corriendo dentro de las ruedas de sus jaulas: el grupo insomne gastó un promedio de 1 ½ horas más en mover las ruedas que el grupo control.

Este aumento de actividad planteó la cuestión de si los ratones insomnes dormían más profundo que los controles. Pero el grupo de Stanford hizo un seguimiento de su sueño y se encontró que no era más profundo que el del grupo de control. El estudio comienza a arrojar más luz sobre dos aspectos relacionados del sueño: el reloj biológico que permite a la gente dormir en armonía con el ciclo de día y noche y el homeostato del sueño corporal, un mecanismo del cerebro que registra el tiempo que las personas están despiertas y dormidas. Genes como el DEC2 se encuentran tanto en el control homeostático y el reloj biológico. Sin embargo, algunos de los genes que trabajan en el control homeostático del sueño no parecen tener una función en el reloj biológico.

Para el futuro, Jones quiere estudiar más miembros de la familia de la señora que ya tiene 77 años. Un seguimiento genealógico ubicó a algunos de sus familiares en la zona de Eslovaquia, de Europa del Este, y Jones quiere estudiar cómo es posible que muchos tienen la variación del gen DEC2. También quiere explorar cuestiones tales como si la gente con variaciones del sueño son propensas a diferentes estados de ánimo y temperamentos que los que no lo tienen: ¿Tienen perspectivas más positivas o están deprimidos? ¿Son más impulsivos, qué podría explicar por qué duermen menos? "Hay un componente afectivo y emocional muy fuerte a la sensación de que siempre quieres hacer algo. Estas personas no se pueden imaginar no haciendo nada.", dijo Jones.



Traducido por Rubén Carvajal Santana

Logran por primera vez almacenar recuerdos en un cerebro muerto

ARIEL PALAZZESI - ABC de Madrid  (29-12-09)
Por primera vez, los neurólogos han conseguido almacenar información en un trozo de cerebro muerto. El experimento, efectuado por el profesor Ben Strowbridge de la Case Western Reserve University School of Medicine y publicado en la revista Nature, permitió a los científicos guardar datos en un trozo de hipocampo - la región del cerebro que se asocia con la memoria- conservado in vitro. Los datos permanecieron allí durante 10 segundos.
Hasta ahora, un cerebro muerto no era más que un gran montón de neuronas que habían dejado de funcionar. Los científicos acostumbran a guardar cerebros o partes de ellos para poder realizar experimentos destinados a conocer mejor su estructura. Todos estos análisis se hacen partiendo de la base de que se está trabajando sobre un trozo de tejido muerto y que éste no es capaz de realizar ninguna de las actividades que desarrolla mientras que está vivo. Sin embargo, puede que estén equivocados. En los últimos días, ha aparecido publicado un artículo en la prestigiosa revista Nature que da cuenta de cómo un grupo de neuronas pertenecientes a la región del hipocampo de una rata fueron capaces de almacenar información durante varios segundos, a pesar de pertenecer a un cerebro muerto y cortado en trocitos.
El profesor de neurociencia, fisiología y biofísica Ben Strowbridge y el estudiante de doctorado Phillip Larimer, lograron por primera vez en la historia guardar y recuperar información de un tejido cerebral almacenado in vitro. Esta es una técnica ampliamente utilizada para realizar experimentos en tubos de ensayos o en un ambiente controlado fuera un organismo vivo. En el caso del trabajo de Strowbridge y Larimer, el tejido pertenecía a la región del cerebro denominada hipocampo, que se sabe se encarga de almacenar los recuerdos. Como parte del experimento, fueron capaces de obtener un patrón de «actividades específicas en determinadas células del cerebro». Las células en cuestión se conocen como «células de musgo» (mossy cells) y forman parte del hipocampo.
Memoria del trabajo«Los neurocientíficos generalmente reconocen tres tipos de memoria: la declarativa, que se usa para recordar hechos o sucesos específicos; la de procedimiento, que sirve para recordar actividades como andar en bicicleta; y la de trabajo, que almacena la información en el corto plazo», explica Strowbridge. «En este experimento en particular, queríamos saber cuáles eran los circuitos específicos del cerebro que son responsables de la memoria de trabajo».
Utilizando el tejido cerebral de roedores, Strowbridge y sus colegas descubrieron que podían reproducir el funcionamiento de la memoria a través de la estimulación mediante electrodos. «El tejido cerebral muerto, aislado del resto del cuerpo, fue capaz de recordar de cuál de los dos electrodos utilizados procedía la estimulación», explica Strowbridge. «Esta información permaneció almacenada en el tejido durante 10 segundos, el mismo tiempo que se almacena naturalmente en los mamíferos, incluyendo seres humanos».
Strowbridge dice que «no es posible almacenar información en una sola célula, pero utilizando un trozo de cerebro realmente es posible implantar recuerdos» en un tejido muerto. Los experimentos acaban de comenzar. Es muy posible que esto sólo «funcione» en regiones del tejido cerebral muy específicas- como el hipocampo- y que hayan muerto muy recientemente. También deben ser conservados de una manera muy concreta. Es difícil predecir qué tipo de aplicación puede tener un descubrimiento como éste, pero no deja de ser curioso que el cerebro, aún muerto, pueda realizar alguna de sus funciones elementales.

Referencia:


Nature Neuroscience  Published online: 27 December 2009

Representing information in cell assemblies: persistent activity mediated by semilunar granule cells

Phillip Larimer1 & Ben W Strowbridge1

Here we found that perforant path stimulation in rat hippocampal slices evoked long-lasting barrages of synaptic inputs in subpopulations of dentate gyrus mossy cells and hilar interneurons. Synaptic barrages triggered persistent firing in hilar neurons (hilar up-states). We found that synaptic barrages originate from semilunar granule cells (SGCs), glutamatergic neurons in the inner molecular layer that generate long-duration plateau potentials in response to excitatory synaptic input. MK801, nimodipine and nickel all abolished both stimulus-evoked plateau potentials in SGCs and synaptic barrages in downstream hilar neurons without blocking fast synaptic transmission. Hilar up-states triggered functional inhibition in granule cells that persisted for more than 10 s. Hilar cell assemblies, identified by simultaneous triple and paired intracellular recordings, were linked by persistent firing in SGCs. Population responses recorded in hilar neurons accurately encoded stimulus identity. Stimulus-evoked up-states in the dentate gyrus represent a potential cellular basis for hippocampal working memory.