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Estudo descreve novo canal de comunicação cortical específico da região

Novo canal de comunicação cortical específico da região

À esquerda: imagem confocal. Células TRN são marcadas por parvalbumina-PV, azul – imunocoloração, colaterais L5 são marcadas por EYFP –verde-. As setas apontam para os terminais sinápticos. Direita: imagem de microscopia eletrônica dos terminais sinápticos L5 (rotulado por precipitado preto e sombreado em laranja) no TRN (o dendrito TRN pós-sináptico está sombreado em azul). Crédito: IEM, Laboratório de Pesquisa do Tálamo, Nora Hadinger

O córtex está no ápice do processamento de informações no cérebro dos mamíferos. Curiosamente, no entanto, além das entradas olfativas, nenhuma informação rápida e precisa chega ao córtex sem uma transferência talâmica. De fato, sem exceção, todas as regiões corticais recebem aferências talâmicas e nenhuma delas (incluindo o córtex olfatório) é funcional sem aferências talâmicas intactas.

A interação entre o tálamo e o córtex não é unidirecional. Cada região cortical não apenas recebe, mas também envia fibras nervosas para o tálamo. Esse canal de informação de cima para baixo é chamado de via corticotalâmica. Assim, a informação entre o tálamo e o córtex não viaja simplesmente em uma direção; em vez disso, a informação é processada em loops tálamo-córtico-talâmicos complexos em interação perpétua.

Agora, um novo estudo publicado na Natureza Neurociência descreve uma nova conexão cortico-talâmica.

A conectividade entre o córtex e o tálamo tem sido intensamente estudada nos últimos 100 anos e considerada canônica. Isso significa que se pensava que não havia diferenças regionais qualitativas na organização das vias cortico-talâmicas, apesar do fato de haver diferenças óbvias na natureza precisa da informação processada em várias áreas corticais (por exemplo, sensorial, motora, emocional). .

Em seu novo estudo, Hadinger e colegas mostram que o frontal regiões corticais exibem um padrão de inervação cortico-talâmico específico que está ausente em outras áreas corticais, demonstrando que a via cortico-talâmica é não canônica. O novo, região A via cortico-talâmica seletiva teve como alvo o enigmático núcleo reticular talâmico (TRN), que contém apenas neurônios inibitórios.

Não há atividade neuronal adequada no cérebro sem atividade inibitória precisamente organizada. Na grande maioria das doenças que afetam o cérebro, o equilíbrio e o tempo de excitação e inibição são perturbados. O tálamo não é exceção. O principal controlador da inibição talâmica é o TRN. Os terminais axônicos inibitórios do TRN inervam densamente todos os núcleos talâmicos. O que controla o TRN também controla o tálamo. O TRN forma uma fina casca ao redor do tálamo e seus setores distintos se projetam para diferentes regiões talâmicas em uma boa ordem topográfica.

Uma vez que núcleos talâmicos específicos se projetam para regiões corticais específicas, a ativação de um setor TRN específico resultará no controle da atividade em um loop cortico-talâmico bem definido. E é exatamente isso que o estudo descobriu. Células TRN direcionadas por entradas corticais frontais inervam as partes do tálamo que se projetam de volta para córtex frontal fechando a alça córtico-tálamo-cortical.

Novo canal de comunicação cortical específico da região

Figura esquemática mostrando conexões corticais L5-tálamo nos córtices sensorial e frontal. Crédito: IEM, Laboratório de Pesquisa do Tálamo, Nora Hadinger

As entradas podem ser fracas ou fortes, poucas ou numerosas. De acordo com Hádinger, o TRN recebe muitas entradas corticotalâmicas, às vezes até de diferentes regiões corticais. Os dados também mostram que o TRN é especialmente sensível à sincronicidade de suas entradas corticais. O aumento da sincronia cortical alterará gradualmente o tempo e a quantidade de atividade do TRN. Isso será fundamental para controlar a resposta das células talâmicas à atividade cortical síncrona ou hipersíncrona, como convulsões epilépticas.

Em resumo, os dados sugerem que as propriedades de em formação processamento em alças talamocorticais envolvidas em funções cognitivas de ordem superior são qualitativamente diferentes daqueles de outras alças (por exemplo, sensoriais). A nova via cortico-talâmica direcionada ao TRN ajudará a entender a base neuronal da cognição normal e doenças neurológicas e neuropsiquiátricas crônicas ligadas ao frontal córtexincluindo doença de Parkinson, esquizofrenia, dor crônicae epilepsia. Além disso, a pesquisa abre novos caminhos para estudar as interações cortico-talâmicas.

Mais Informações:
Nóra Hádinger et al, Controle seletivo de região do núcleo reticular talâmico por meio de células piramidais da camada 5 cortical, Natureza Neurociência (2022). DOI: 10.1038/s41593-022-01217-z

Fornecido pelo Instituto de Medicina Experimental

Citação: O estudo descreve o novo canal de comunicação cortical específico da região (2023, 19 de janeiro) recuperado em 19 de janeiro de 2023 em https://medicalxpress.com/news/2023-01-region-specific-cortical-communication-channel.html

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