Bases estructurales de la potenciación a largo plazo en espinas dendríticas individuales

Área de la Ciencia:

• La neurociencia es la neurociencia.
• Biología celular Biología celular.
• La plasticidad sináptica.

Sus antecedentes:

• Las espinas dendríticas en las neuronas piramidales se someten a una remodelación estructural dependiente de la actividad, una base celular propuesta para el aprendizaje y la memoria.
• Todavía no están claros los mecanismos precisos por los cuales la remodelación estructural apoya la plasticidad sináptica, como la potenciación a largo plazo (LTP), y su especificidad de entrada a nivel de la columna vertebral individual.

Objetivo del estudio:

• Investigar los fundamentos estructurales de la potenciación a largo plazo (LTP) a nivel de la única columna dendrítica.
• Para determinar si la plasticidad sináptica es específica de la entrada en la columna vertebral individual.

Principales métodos:

• Utilizó la fotólisis de dos fotones del glutamato enjaulado para inducir plasticidad en espinas individuales de las neuronas piramidal CA1 del hipocampo.
• Cambios estructurales examinados y alteraciones de corriente sináptica asociadas en respuesta al desenjaulado controlado del glutamato.

Principales resultados:

• El desenjaulado repetitivo de glutamato indujo un aumento rápido y selectivo de la columna vertebral.
• El agrandamiento fue transitorio en espinas de hongos grandes, pero persistente en espinas pequeñas.
• El agrandamiento de la columna vertebral se correlacionó con el aumento de las corrientes de los receptores AMPA y dependía de los receptores NMDA, la calmodulina y la polimerización de la actina. Se requiere una ampliación de larga duración de Ca2+/calmodulina dependiente de la proteína quinasa II.

Conclusiones:

• Las espinas dendríticas individuales se adhieren al postulado de Hebb para el aprendizaje.
• Las pequeñas espinas parecen ser sitios preferentes para inducir la potenciación a largo plazo.
• Las grandes espinas pueden servir como repositorios físicos para las huellas de la memoria a largo plazo.