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Neuropilo

El neuropilo (o « neuropilo ») es cualquier área del sistema nervioso compuesta principalmente por axones amielínicos , dendritas y prolongaciones de células gliales que forma u...

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El neuropilo (o « neuropilo ») es cualquier área del sistema nervioso compuesta principalmente por axones amielínicos , dendritas y prolongaciones de células gliales que forma una región sinápticamente densa con un número relativamente bajo de cuerpos celulares. La región anatómica más frecuente del neuropilo es el cerebro , que, si bien no está compuesto completamente de neuropilo, posee las áreas de neuropilo más grandes y con mayor concentración sináptica del cuerpo. Por ejemplo, tanto la neocorteza como el bulbo olfatorio contienen neuropilo. [ 1 ]

La sustancia blanca , que se compone principalmente de axones mielinizados (de ahí su color blanco) y células gliales, generalmente no se considera parte del neuropilo.

El término neuropilo (pl. neuropilos) proviene del griego: neuro , que significa "tendón, nervio" y pilos , que significa "sentido". [ 2 ] El origen del término se remonta a finales del siglo XIX. [ 3 ]

Ubicación

Se ha encontrado neuropilo en las siguientes regiones: capa externa de la neocorteza, corteza somatosensorial , capa plexiforme interna y externa , hipófisis posterior y glomérulos del cerebelo . Todas estas regiones se encuentran en humanos, con la excepción de la corteza somatosensorial, pero muchas especies tienen regiones de neuropilo similares a las nuestras. Sin embargo, el grado de similitud depende de la composición del neuropilo que se compara. Es importante determinar las concentraciones de neuropilo dentro de ciertas regiones, ya que el simple uso de las proporciones de los diferentes elementos postsinápticos no proporciona la evidencia concluyente necesaria. La comparación de las concentraciones permite determinar si las proporciones de los diferentes elementos postsinápticos contactan o no con una vía axonal particular. Las concentraciones relativas podrían reflejar la presencia de diferentes elementos postsinápticos en el neuropilo o mostrar que los axones buscaron y formaron sinapsis solo con elementos postsinápticos específicos. [ 4 ]

Función

Dado que los neuropilos desempeñan diversas funciones en el sistema nervioso, resulta difícil definir una función general común para todos ellos. Por ejemplo, los glomérulos olfativos funcionan como estaciones intermedias para la información que fluye desde las neuronas receptoras olfativas hasta la corteza olfativa. La capa plexiforme interna de la retina es un poco más compleja. Las células bipolares postsinápticas a los bastones o conos se despolarizan o hiperpolarizan según presenten sinapsis de inversión de signo o sinapsis de conservación de signo. [ 1 ]

Eficiencia en el cerebro

Las neuronas son necesarias para todas las conexiones cerebrales y, por lo tanto, pueden considerarse como los "cables" del cerebro. Al igual que en la informática, una entidad es más eficiente cuando sus cables están optimizados; por consiguiente, se esperaría que un cerebro que ha experimentado millones de años de selección natural tuviera circuitos neuronales optimizados. Para tener un sistema neuronal optimizado, debe equilibrar cuatro variables: debe "minimizar los retrasos de conducción en los axones, la atenuación pasiva del cable en las dendritas y la longitud del 'cable' utilizado para construir circuitos", así como "maximizar la densidad de sinapsis" [ 5 ] , optimizando esencialmente el neuropilo. Investigadores del Laboratorio Cold Spring Harbor formularon el equilibrio óptimo de las cuatro variables y calcularon la proporción óptima del volumen de axones más dendritas (es decir, el volumen del "cable" o volumen del neuropilo) con respecto al volumen total de materia gris. La fórmula predijo un cerebro óptimo con 3/5 (60%) de su volumen ocupado por neuropilo. La evidencia experimental obtenida de tres cerebros de ratón concuerda con este resultado. La fracción de alambre es de 0,59 ± 0,036 para la capa IV de la corteza visual, 0,62 ± 0,055 para la capa Ib de la corteza piriforme y 0,54 ± 0,035 para el estrato radiado del campo CA1 del hipocampo. El promedio general es de 0,585 ± 0,043; estos valores no son estadísticamente diferentes del óptimo de 3/5. [ 5 ]

Importancia clínica

Esquizofrenia

Se ha demostrado que una proteína específica, la sinaptofisina [ 6 ], se pierde en personas con esquizofrenia , lo que provoca el deterioro de las dendritas y las espinas en la corteza prefrontal dorsolateral , una parte de la neocorteza que desempeña un papel fundamental en el procesamiento de la información, la atención, la memoria, el pensamiento ordenado y la planificación; todas estas funciones se deterioran en las personas con esquizofrenia. Se ha propuesto que el deterioro del neuropilo en esta corteza contribuye a la fisiopatología de la esquizofrenia.

enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad neuropatológica que, según la hipótesis, resulta de la pérdida de espinas dendríticas y/o deformación de estas espinas en las cortezas frontal y temporal del paciente. Los investigadores han relacionado la enfermedad con una disminución en la expresión de drebrina , una proteína que se cree que desempeña un papel en la potenciación a largo plazo , lo que significa que las neuronas perderían plasticidad y tendrían dificultades para formar nuevas conexiones. Esta disfunción se manifiesta en forma de filamentos helicoidales que se enredan en el neuropilo. Este mismo fenómeno parece ocurrir también en personas mayores. [ 7 ] [ 8 ]

Otros animales

Otros mamíferos

Un área significativa del neuropilo no humano es la corteza de barriles que se encuentra en mamíferos con bigotes (por ejemplo, gatos, perros y roedores); cada "barril" en la corteza es una región del neuropilo donde termina la entrada de un solo bigote. [ 9 ]

Artrópodos

El lóbulo óptico de los artrópodos y los ganglios del cerebro de los artrópodos , así como los ganglios del cordón nervioso ventral, carecen de mielina y, por lo tanto, pertenecen a la clase de neuropilos.

Investigación

La investigación se ha centrado en la ubicación del neuropilo en diversas especies con el fin de desvelar la importancia que tiene y sus posibles funciones.

Estudios recientes

En chimpancés y humanos, el neuropilo proporciona una medida indirecta de la conectividad total dentro de una región local porque está compuesto principalmente por dendritas, axones y sinapsis. [ 10 ]

En los insectos, el complejo central desempeña un papel importante en las funciones cerebrales de orden superior. El neuropilo en Drosophila Ellipsoid está compuesto por cuatro subestructuras. Cada sección se ha observado en varios insectos, así como su influencia en el comportamiento ; sin embargo, la función exacta de este neuropilo ha resultado difícil de determinar. El comportamiento anormal de caminar y el comportamiento de vuelo están controlados principalmente por el complejo central, y las mutaciones genéticas que alteran la estructura apoyan la hipótesis de que el neuropilo del complejo central es un sitio de control del comportamiento. Sin embargo, solo componentes específicos del comportamiento se vieron afectados por las mutaciones genéticas. Por ejemplo, la coordinación básica de las patas al caminar era normal, mientras que la velocidad, la actividad y los giros se vieron afectados. Estas observaciones sugieren que el complejo central no solo desempeña un papel en el comportamiento locomotor, sino también en el ajuste fino. También hay evidencia adicional de que el neuropilo puede funcionar en el aprendizaje asociativo olfativo y la memoria . [ 11 ]

Las investigaciones han mostrado una reducción del neuropilo en el área 9 de los esquizofrénicos, [ 12 ] así como hallazgos consistentes de una densidad reducida de espinas en las neuronas piramidales de la capa III de las cortezas temporal y frontal.

Véase también

Citas

Dominio públicoEste artículo incorpora texto de dominio público de la página 1016 de  la vigésima edición de Gray's Anatomy (1918).

  1. 1 2 Dale Purves; George J. Augustine; David Fitzpatrick; William C. Hall; Anthony-Samuel LaMantia; Leonard E. White, eds. (2012). "1". Neurociencia (Quinta  ed.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc. ISBN 978-0-87893-695-3.
  2. ↑ Freeman, Walter J. Cómo los cerebros toman decisiones , 2000, pág. 47
  3. ↑ Pearsall, Judy. "Neuropil" . Oxford Dictionaries Online . Oxford University Press. Archivado del original el 11 de junio de 2011. Recuperado el 20 de abril de 2012 .
  4. ↑ White, Edward L.; Keller, Asaf; Introducción de Thomas A. Woolsey (1989). Circuitos corticales: Organización sináptica de la corteza cerebral: Estructura, función y teoría . Boston: Birkhäuser Boston. ISBN 978-0-8176-3402-5.
  5. 1 2 Chklovskii, Dmitri B.; Schikorski, Thomas; Stevens, Charles F. (25 de abril de 2002). "Optimización del cableado en circuitos corticales" . Neuron . 34 ( 3): 341– 347. doi : 10.1016/s0896-6273(02)00679-7 . PMID 11988166. S2CID 1501543 .  
  6. ↑ Osimo, Emanuele Felice; Beck, Katherine; Reis Marques, Tiago; Howes, Oliver D (2019). "Pérdida sináptica en la esquizofrenia: un metaanálisis y revisión sistemática de medidas de proteínas y ARNm sinápticos" . Molecular Psychiatry . 24 (4): 549– 561. doi : 10.1038/s41380-018-0041-5 . PMC 6004314. PMID 29511299 .  
  7. ↑ Braak, Heiko y Eva (1986). "Presencia de filamentos neuropílicos en el cerebro humano senil y en la enfermedad de Alzheimer: una tercera localización de filamentos helicoidales pareados fuera de los ovillos neurofibrilares y las placas neuríticas". Neuroscience Letters . 65 (3): 351– 355. doi : 10.1016/0304-3940(86)90288-0 . PMID 2423928. S2CID 38340590 .  
  8. ↑ Smythies, John (2004). Trastornos de la plasticidad sináptica y esquizofrenia . San Diego, California: Elsevier Academic Press. págs. 6-7 . ISBN  978-0-12-366860-8.
  9. ↑ Wollsey, Thomas. "Corteza de barril" (PDF) . Consultado el 21 de abril de 2012 .
  10. ↑ Spocter, Muhammad A; Hopkins, William D.; Barks, Sarah K.; Bianchi, Serena; Hehmeyer, Abigail E.; Anderson, Sarah M.; Stimpson, Cheryl D.; Fobbs, Archibald J.; Hof, Patrick R.; Sherwood, Chet C. (2012). " La distribución del neuropilo en la corteza cerebral difiere entre humanos y chimpancés" . The Journal of Comparative Neurology . 520 (13): 2917– 2929. doi : 10.1002/cne.23074 . ISSN 1096-9861 . PMC 3556724. PMID 22350926 .   
  11. ↑ Renn, Susan CP; Armstrong, J. Douglas; Yang, Mingyao; Wang, Zongsheng; An, Xin; Kaiser, Kim; Taghert, Paul H. (5 de noviembre de 1999). "Análisis genético del neuropilo del cuerpo elipsoide de Drosophila: Organización y desarrollo del complejo central". Journal of Neurobiology . 41 (2): 189– 207. CiteSeerX 10.1.1.458.8098 . doi : 10.1002/(sici)1097-4695(19991105)41:2 < 189::aid-neu3 > 3.3.co ; 2-h . ISSN 0022-3034 . PMID 10512977 .   
  12. ↑ Buxhoeveden D, Ror E, Switala A (2000). "Espacio interneuronal reducido en la esquizofrenia". Biological Psychiatry . 47 (7): 681– 682. doi : 10.1016/s0006-3223(99)00275-9 . PMID 10809534 . S2CID 33719925 .  

Fuentes

  • Neuropilo: Enciclopedia de Medicina Roche , Diccionario Barn.
  • Gazzaniga, Richard B. Ivry; Mangun, George R.; Steven, Megan S. (2009). Neurociencia cognitiva: la biología de la mente (3.ª  ed.). Nueva York: WW Norton. ISBN 978-0-393-92795-5.
  • Eric R. Kandel; James H. Schwartz; Thomas M. Jessell, eds. (2000). Principios de neurociencia (4.ª  ed.). Nueva York: McGraw-Hill, División de Profesiones de la Salud. ISBN 978-0-8385-7701-1.
  • Larry R. Squire; Stephen M. Kosslyn, eds. (1998). Hallazgos y opinión actual en neurociencia cognitiva. Opinión actual en neurobiología . Cambridge, Massachusetts: The MIT Press. ISBN 978-0-262-69204-5.
  • Imagen histológica: 04104loa – Sistema de aprendizaje de histología de la Universidad de Boston — "Tejido nervioso y unión neuromuscular: médula espinal, cuerpos celulares de las células del asta anterior" 
  • Neuropilo: base de datos centrada en las células
  • Imagen histológica: 3_08 en el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Oklahoma
  • «Neuropilo: Circuitos neuronales» — Neurociencia . 2.ª edición. Editores: Dale Purves, George J. Augustine, David Fitzpatrick, Lawrence C. Katz, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara y S. Mark Williams. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2001. ISBN 0-87893-742-0.
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11158/