Los filopodios son un sustrato estructural para las sinapsis silenciosas en el neocórtex adulto

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Plasticidad sináptica
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Las sinapsis excitadoras recién formadas en la corteza de los mamíferos a menudo son funcionalmente silenciosas debido a la insuficiencia de receptores AMPA.
• Las sinapsis silenciosas son críticas para el desarrollo temprano del circuito neuronal, pero se pensaba que eran raras en los cerebros adultos.
• Los cerebros adultos conservan la plasticidad, lo que sugiere la formación y modificación de sinapsis en curso.

Objetivo del estudio:

• Investigar la prevalencia y la función de las sinapsis silenciosas en la corteza de los mamíferos adultos.
• Para explorar el papel de los filopodios dendríticos en la formación de sinapsis y plasticidad en ratones adultos.
• Desafiar el modelo establecido de conectividad funcional fija en el cerebro maduro.

Principales métodos:

• Imágenes de proteínas de súper resolución de proteínas sinápticas en la capa 5 de las neuronas piramidales de la corteza visual de ratón adulto.
• Análisis de 2.234 sinapsis para identificar la presencia y ubicación de los receptores AMPA.
• Experimentos fisiológicos para evaluar la transmisión sináptica en los filópodos y probar los mecanismos de plasticidad.

Principales resultados:

• Se encontró que aproximadamente el 25% de las sinapsis examinadas en ratones adultos carecían de receptores de AMPA (sinapsis silenciosas).
• Estas sinapsis silenciosas se ubicaron predominantemente en filopodios dendríticos, que son más abundantes de lo estimado anteriormente.
• Filopodia exhibió transmisión mediada por el receptor NMDA pero carecía de transmisión mediada por el receptor AMPA, lo que confirma su naturaleza silenciosa.
• Se demostró que la plasticidad de Hebbian desactiva estas sinapsis, integrándolas en la red neuronal.

Conclusiones:

• La corteza adulta contiene una población sustancial de sinapsis silenciosas en filópodos, desafiando las suposiciones anteriores sobre su escasez.
• Estas sinapsis silenciosas representan un reservorio dinámico para la plasticidad sináptica y el aprendizaje en el cerebro maduro.
• Los hallazgos revelan un nuevo mecanismo para el cableado sináptico flexible, mejorando la capacidad de aprendizaje de los circuitos neuronales adultos.