Purkinje Cells Burst to Life com excitação dependente do estado

Desenho de células de Purkinje (A) e células de grânulos (B) do pombo cerebelo por Ramón y Cajal, 1899.

Fonte: Santiago Ramón y Cajal / Public Doman

Um novo estudo realizado por pesquisadores da Índia descobriu que as células de Purkinje no cerebelo alternam entre um estado silencioso "baixo" e um estado de "explosão". O estudo de setembro de 2015, "A excitação sináptica com receptores de AMPA conduz a explosão dependente do estado nos neurônios de Purkinje das larvas de peixe-zebra", foi publicado na eLife .

Usando uma técnica revolucionária, Mohini Sengupta e Vatsala Thirumalai, do Centro Nacional de Ciências Biológicas (NCBS) em Bangalore, descobriram que as células de Purkinje enviam sinais elétricos em dois modos diferentes dependendo da tensão nas superfícies celulares.

Único neurônio de Purkinje de peixe-zebra cheio de tintura vermelha.

Fonte: Cortesia de Rohit Suratekar e Mohini Sengupta

O primeiro modo, chamado de estado "para baixo", ocorreu quando o interior da célula era mais negativo do que o exterior. Nesse estado, as células ficaram em silêncio até que os sinais de uma parte diferente do cérebro chegaram, momento em que enviaram uma explosão de impulsos.

No segundo modo, denominado estado "para cima", o interior da célula era menos negativo do que o exterior e as células de Purkinje enviavam impulsos de explosão a uma taxa constante. Neste modo, essas células ignoraram quaisquer impulsos provenientes de outras partes do cérebro.

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A equipe da NCBS realizou suas pesquisas sobre peixes-zebra jovens que são transparentes porque ainda não desenvolveram um crânio. Os pesquisadores conseguiram fazer células específicas de Purkinje nesses peixes brilharem injetando DNA neles.

"O que o Cerebelo está fazendo, está fazendo muito disso".

Cerebelo em vermelho.

Fonte: Wikimedia / Lifescience Database

O cerebelo (latino para "pequeno cérebro") foi identificado por Leonardo da Vinci em 1504, quando criou peças de cera do cérebro humano. Tradicionalmente, o cerebelo é considerado o assento do equilíbrio, propriocepção e o ajuste das habilidades motoras, como servir uma bola de tênis, andar de bicicleta ou tocar piano.

Meu pai, Richard M. Bergland, era um neurocirujano, neurocientista, jogador de tenis de classificação nacional e autor da The Fabric of Mind (Viking). Meu pai estava obcecado com as células de Purkinje e o cerebelo. Ele passou essa obsessão para mim.

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Desde o início, The Athlete's Way (St. Martin's Press) foi construído em torno de um modelo de cérebro dividido, meu pai e eu criamos o chamado "cérebro cérebro-para baixo" que assenta a função executiva de esportes no cérebro (latino para "cérebro "), E as habilidades automáticas, e memória muscular de desempenho no cerebelo. Na p. 12, escrevo:

Meu pai sempre foi fascinado com as células de Purkinje do cerebelo e sua capacidade de manter a memória muscular. Quando eu era criança jogando tenis todos os dias, suas palavras ecoavam em minha mente. "Esculpe os sulcos no cerebelo, Chris. Pense em martelar e forjar sua memória muscular com cada golpe ".

Fonte: Cortesia de Viking

O cerebelo é apenas 10% do volume cerebral, mas detém mais de 50% dos neurônios totais do cérebro . Com base nesse fato, meu pai diria: "Nós não sabemos exatamente o que o cerebelo está fazendo, mas o que quer que seja, está fazendo muito".

Nos últimos anos, estudos descobriram que o cerebelo pode desempenhar um papel central na função cognitiva e na criatividade. As anormalidades nos neurônios do cerebelo e Purkinje também foram associadas recentemente a distúrbios do espectro do autismo (ASD).

As últimas descobertas da NCBS indicam que as células de Purkinje recebem uma cópia das instruções enviadas aos músculos e, em seguida, geram uma explosão de impulsos em resposta. Os pesquisadores acreditam que a existência dos estados "up" e "down" é um mecanismo que permite que as células de Purkinje "escolham" se devem ouvir essas instruções ou ignorá-las.

Conclusão: Purkinje Cells e Cerebellum merecem destaque

Eu acredito que as células de Purkinje e o cerebelo foram subestimados pelo mainstream por muito tempo. Como neurocientista, meu pai era um visionário que ficou frustrado com as limitações da tecnologia de imagem cerebral para provar suas idéias radicais e hipóteses sobre as células de Purkinje e o cerebelo em seu laboratório. Esta é uma razão pela qual eu estava ansioso para ler sobre o estudo do NCBS ontem e compartilhar suas descobertas com você aqui.

As células de cerebelo e Purkinje permanecem enigmáticas. É importante que os pesquisadores continuem a receber financiamento para desenvolver melhores métodos de imagem cerebral e experiências que irão avançar nossa compreensão dos neurônios de Purkinje e do cerebelo no futuro.

Se você quiser ler mais sobre as células de Purkinje e o cerebelo, confira minhas postagens de blog anteriores da Psychology Today ou trechos gratuitos de The Athlete's Way ,

• "Como as células de Purkinje no Cerebelo estão ligadas ao autismo?"
• "Autismo, células de Purkinje e Cerebelo estão entrelaçadas"
• "More Research Links Autism and the Cerebellum"
• "Como o Practive Hardwire a memória muscular a longo prazo?"
• "A neurociência do saber sem saber"
• "Não. 1 Razão prática torna perfeita "
• "The Wacky Neuroscience of Ingetting How to Ride a Bicycle"
• "Quer melhorar suas habilidades cognitivas? Vá subir uma árvore! "
• "O sucesso duradouro da neurociência do Madonna"
• "Como o seu Cerebellum contata 'Paralysis by Analysis'?"
• "Os neurocientistas descobrem como a prática é perfeita"
• "Por que Overthinking causa atletas para sufocar?"
• "O Cerebelo Influye profundamente nos nossos pensamentos e emoções"
• "A neurociência de calmar um bebê"
• "Por que Overthinking sabota o processo criativo?"
• "O Cerebelo pode ser o lugar da criatividade"
• "A neurociência da imaginação"
• "O tamanho do cereal está ligado à inteligência humana?"
• "Superfluidez: Decodificando o Enigma da Flexibilidade Cognitiva"

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