¿Cuál es el artículo de investigación de neurociencia más importante publicado en 2013?

  • The CLARITY paper Interrogatorio estructural y molecular de sistemas biológicos intactos, Nature, 16 de mayo de 2013 por el que James Pan ya votó.
  • Otro es un artículo de revisión que consolida el trabajo incremental pero significativo de varios científicos para pintar una imagen emergente de los circuitos neuronales detrás de la memoria y la planificación. Memoria, navegación y ritmo theta en el sistema hipocampal-entorrinal, Naturaleza, febrero de 2013

El resumen de Memoria, navegación y ritmo theta en el sistema hipocampal-entorrinal ( actualizado el 10/06/2014. El trabajo que conduce a la hipótesis a continuación ganó el Premio Nobel 2014 el Premio Nobel 2014 en Fisiología o Medicina )

Las teorías sobre las funciones del sistema del hipocampo se basan en gran medida en dos descubrimientos fundamentales: las consecuencias amnésicas de la eliminación del hipocampo y las estructuras asociadas en el famoso paciente HM y la observación de que la actividad de las neuronas del hipocampo se asocia con la posición espacial de la rata. Siguiendo los pasos de estos descubrimientos, se hicieron muchos intentos para conciliar estas funciones aparentemente dispares. Aquí proponemos que los mecanismos de memoria y planificación han evolucionado a partir de mecanismos de navegación en el mundo físico y planteamos la hipótesis de que los algoritmos neuronales subyacentes a la navegación en el espacio real y mental son fundamentalmente los mismos. Revisamos los datos experimentales en apoyo de esta hipótesis y discutimos cómo los patrones de disparo específicos y la dinámica oscilatoria en la corteza entorrinal y el hipocampo pueden apoyar tanto la navegación como la memoria.

Dos formas de navegación y su relación con la memoria semántica y episódica ( a ) La integración de la ruta (también conocida como cómputo muerto) se basa en información autorreferenciada al realizar un seguimiento de las distancias de viaje (tiempo transcurrido multiplicado por la velocidad) y la dirección de los giros. El cálculo de la translocación en relación con la ubicación de inicio permite que el animal regrese al inicio a lo largo del camino más corto (guía). ( b ) La navegación basada en mapas está respaldada por las relaciones entre puntos de referencia visibles o detectables. Se construye un mapa por exploración (integración de ruta). ( c ) La memoria episódica es un “viaje mental” en el tiempo y el espacio referenciado a uno mismo. ( d ) La memoria semántica es una representación explícita de seres vivos, objetos, lugares y eventos sin referencias temporales o contextuales. El conocimiento semántico se puede adquirir a través de múltiples episodios con elementos comunes. Presumimos que las raíces evolutivas de los sistemas de memoria episódica y semántica son las formas de navegación basadas en puntos de referencia y puntos de referencia, respectivamente. Memoria, navegación y el ritmo en el sistema hipocampal-entorrinal, Naturaleza, 2013

Mi voto es para el documento CLARITY de Deissorth: interrogación estructural y molecular de sistemas biológicos intactos.

El abstracto:

Obtener información de alta resolución de un sistema complejo, manteniendo la perspectiva global necesaria para comprender la función del sistema, representa un desafío clave en biología. Aquí abordamos este desafío con un método (denominado CLARITY) para la transformación de tejido intacto en una forma hibridada con hidrogel nanoporoso (reticulado a una red tridimensional de polímeros hidrófilos) que está completamente ensamblado pero es ópticamente transparente y permeable a las macromoléculas. Usando cerebros de ratón, mostramos imágenes de tejido intacto de proyecciones de largo alcance, cableado de circuitos locales, relaciones celulares, estructuras subcelulares, complejos de proteínas, ácidos nucleicos y neurotransmisores. CLARITY también permite la hibridación in situ de tejido intacto, la inmunohistoquímica con múltiples rondas de tinción y eliminación de tinción en tejido no seccionado y el marcado de anticuerpos en todo el cerebro de ratón adulto intacto. Finalmente, mostramos que CLARITY permite un análisis estructural fino de muestras clínicas, incluyendo tejido humano no seccionado de un entorno de enfermedad neuropsiquiátrica, estableciendo una ruta para la transmutación de tejido humano en una forma estable, intacta y accesible adecuada para sondear estructuras y moléculas. fundamentos de la función fisiológica y la enfermedad.

Aquí hay un video. Una de las mejores cosas que he visto en todo el año.

Preferiría el artículo publicado por Eric Kandel y su grupo: Mecanismo molecular para la pérdida de memoria relacionada con la edad: la proteína de unión a histona RbAp48.

Creo que este documento es más importante porque han identificado la proteína que impulsa el deterioro de la memoria asociado con la edad e incluso han demostrado que es el giro dentado, y no el hipocampo completo, el objetivo del envejecimiento.

Resumen:

Para distinguir la pérdida de memoria relacionada con la edad de manera más explícita de la enfermedad de Alzheimer (EA), hemos explorado su apuntalamiento molecular en el giro dentado (DG), una subregión de la formación del hipocampo que se considera objetivo del envejecimiento. Llevamos a cabo un estudio de expresión génica en tejido postmortem humano recolectado tanto de DG como de corteza entorrinal (EC), una subregión vecina que no se ve afectada por el envejecimiento y que se sabe que es el sitio de inicio de AD. Usando la expresión en la CE para la normalización, identificamos 17 genes que manifestaron cambios confiables relacionados con la edad en la DG. El cambio más significativo fue una disminución relacionada con la edad en RbAp48, una proteína de unión a histona que modifica la acetilación de histona. Para probar si la disminución de RbAp48 podría ser responsable de la pérdida de memoria relacionada con la edad, recurrimos a los ratones y descubrimos que, de acuerdo con los humanos, RbAp48 era menos abundante en la DG de los ratones viejos que en los jóvenes. A continuación, generamos un ratón transgénico que expresaba un inhibidor dominante negativo de RbAp48 en el prosencéfalo adulto. La inhibición de RbAp48 en ratones jóvenes causó déficits de memoria dependientes del hipocampo similares a los asociados con el envejecimiento, medidos por el nuevo reconocimiento de objetos y las pruebas de laberinto de agua de Morris. Los estudios de resonancia magnética funcional mostraron que dentro de la formación del hipocampo, la disfunción se observó selectivamente en la DG, y esto correspondió a una disminución regionalmente selectiva en la acetilación de histonas. La regulación al alza de RbAp48 en la DG de ratones de tipo salvaje envejecidos mejoró la pérdida de memoria basada en el hipocampo relacionada con la edad y las anomalías relacionadas con la edad en la acetilación de histonas. Juntos, estos hallazgos muestran que la DG es una subregión del hipocampo dirigida por el envejecimiento e identifica mecanismos moleculares del envejecimiento cognitivo que podrían servir como objetivos válidos para la intervención terapéutica.

Creo que la importancia de este documento aún no se conoce, pero sin duda es intrigante y tiene algunas implicaciones serias en el aprendizaje y la memoria.

El injerto del cerebro anterior por células progenitoras gliales humanas mejora la plasticidad sináptica y el aprendizaje en ratones adultos

Es un documento realmente bueno que muestra la importancia de las células gliales en el aprendizaje y la memoria (los astrocitos en particular). Esta es una gran contribución al cambio de atención de las neuronas a otras células en todo el sistema nervioso que alguna vez fueron descartadas como tipos de células domésticas que simplemente eran un soporte para la todopoderosa neurona. Tal vez son más importantes de lo que pensábamos que eran.


Aquí hay algunas imágenes de astrocitos humanos inervados con éxito en el cerebro del ratón después del injerto de células progenitoras. Estos ratones se desempeñaron mucho mejor en tareas de L&M que los ratones de control.