Notícies Notícies

Torna a la pàgina principal
Vés enrere

L'expressió gènica diferencial de les zones cerebrals explica la generació de dinàmiques neuronals complexes

L'expressió gènica diferencial de les zones cerebrals explica la generació de dinàmiques neuronals complexes

Un treball dirigit per Gustavo Deco, professor d'investigació ICREA i director del Centre Cervell i Cognició, en col·laboració amb Morten L. Kringelbach, investigador de les universitats d'Oxford (Regne Unit) i Aarhus (Dinamarca), juntament amb investigadors del Max Planck (Alemanya) i de diversos centres australians, publicat el 14 de juliol a Science Advances.

16.07.2021

Imatge inicial

Les regions del cervell varien en la seva composició molecular i cel·lular, però no està clar com aquesta heterogeneïtat dóna forma a la dinàmica neuronal. Idealment, es podria modelar l'heterogeneïtat regional utilitzant estimacions observades empíricament de les variacions d'àrea en els recomptes de cèl·lules excitadores i inhibidores o una mesura relacionada de l'activitat específica del tipus de cèl·lula. Un grup d'investigadors ha estudiat les conseqüències dinàmiques de l'heterogeneïtat regional utilitzant un model biofísic de dinàmica funcional a través d'imatges de ressonància magnètica funcional (MRI) de tot el cervell en humans.

Gustavo Deco, professor d'investigació ICREA del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF i director del Centre Cervell i Cognició (CBC), és el primer autor d'un article publicat a la revista Science Advances el 14 de juliol que explica aquesta recerca. Un treball dut a terme juntament amb Morten L. Kringelbach, investigador de les universitats d'Oxford (Regne Unit) i Aarhus (Dinamarca), investigadors de l'Institut Max Planck (Alemanya) i amb la participació de diversos centres australians.

L'estudi identifica el paper clau de les variacions transcripcionals de l'expressió gènica de receptors excitatoris i inhibitoris en la generació de dinàmiques neuronals complexes

En un primer moment, els models biofísics d'activitat cerebral a gran escala van tractar totes les dinàmiques cerebrals com homogènies, impulsades per subpoblacions de neurones inhibidores i excitadores amb propietats uniformes en totes les regions del cervell. No obstant això, des de fa més d'un segle, s'ha observat l'heterogeneïtat en la citoarquitectura regional i treballs posteriors han proporcionat una creixent evidència de gradients corticals a gran escala en l'expressió gènica, la composició cel·lular, la connectivitat i la funció. Per tant, les variacions quantitatives de les propietats del circuit local a través de l'escorça també juguen un paper important en la configuració de la dinàmica neuronal complexa, probablement a través de la seva influència en la proporció local, o equilibri, de l'activitat cel·lular excitadora i inhibidora.

Els autors d'aquest treball presenten un model que aprofita les dades transcripcionals de tot el cervell per a restringir l'heterogeneïtat regional i ajustar la dinàmica de cada regió d'acord amb mesures regionals específiques d'expressió gènica dels receptors inhibidor i excitador.

"Mostrem que els models de variacions transcripcionals de l'expressió gènica de receptors excitatoris i inhibitoris que conformen l'heterogeneïtat regional cerebral reprodueixen amb més precisió l'estructura espai-temporal de les estimacions de connectivitat funcional neuronal empírica, millor que els models d'expressió gènica global o estimacions de mieloarquitectura neuronal obtingudes per tècniques de ressonància", indica Deco en el seu treball.

I afegeix: "A més, mostrem que l'heterogeneïtat transcripcional regional és essencial per produir dinàmiques similars a la ignició que segons sembla dóna suport al processament conscient i a una àmplia variació d'escales de temps d'activitat regional, la qual cosa dóna suport a una àmplia gamma dinàmica". Per tant, en aquest article els autors identifiquen un paper clau de l'heterogeneïtat excitatoria i inhibitòria en la generació de dinàmiques neuronals complexes i demostren la viabilitat d'usar dades transcriptòmiques per descriure models de funció cerebral a gran escala.

Treball de referència:

Gustavo Deco, Morten L. Kringelbach, Aurina Arnatkevičiūtė, Stuart Oldham , Kristina Sabaroedin, Nigel C. Rogasch, Kevin M. Aquino, Alex Fornito (2021), "Dynamical consequences of regional heterogeneity in the brain’s transcriptional landscape", Science Advances, 14 de juliol. DOI: 10.1126/sciadv.abf4752

Multimèdia

Multimedia

Multimedia

Categories:

Per a més informació

Para más información

For more information

Notícia publicada per:

Noticia publicada por:

News published by:

Unitat de Comunicació i Projecció Institucionals

Unidad de Comunicación y Proyección Institucionales

Institutional Communication and Promotion Unit