Neuroanatomía

Rama de la neurociencia
La neuroanatomía es el estudio de la anatomía y la organización del sistema nervioso. En la imagen se muestra un corte transversal que muestra la anatomía general del cerebro humano .

La neuroanatomía es el estudio de la estructura y organización del sistema nervioso . A diferencia de los animales con simetría radial , cuyo sistema nervioso consiste en una red distribuida de células, los animales con simetría bilateral tienen sistemas nerviosos definidos y segregados. Por lo tanto, su neuroanatomía se entiende mejor. En los vertebrados , el sistema nervioso está segregado en la estructura interna del cerebro y la médula espinal (en conjunto llamados sistema nervioso central o SNC) y la serie de nervios que conectan el SNC con el resto del cuerpo (conocido como sistema nervioso periférico o SNP). Desglosar e identificar partes específicas del sistema nervioso ha sido crucial para descubrir cómo funciona. Por ejemplo, gran parte de lo que los neurocientíficos han aprendido proviene de la observación de cómo el daño o las "lesiones" en áreas específicas del cerebro afectan el comportamiento u otras funciones neuronales.

Para obtener información sobre la composición de los sistemas nerviosos de los animales no humanos, véase sistema nervioso . Para obtener información sobre la estructura típica del sistema nervioso del Homo sapiens, véase cerebro humano o sistema nervioso periférico . Este artículo analiza información pertinente al estudio de la neuroanatomía.

Historia

Anatomía del cerebro, tronco encefálico y columna vertebral superior de JM Bourgery

El primer registro escrito conocido de un estudio de la anatomía del cerebro humano es un documento del antiguo Egipto , el Papiro de Edwin Smith . [1] En la Antigua Grecia , el interés por el cerebro comenzó con el trabajo de Alcmeón , quien parece haber diseccionado el ojo y relacionado el cerebro con la visión. También sugirió que el cerebro, no el corazón, era el órgano que gobernaba el cuerpo (lo que los estoicos llamarían el hegemonikon ) y que los sentidos dependían del cerebro. [2]

El debate sobre el hegemonikon persistió entre los filósofos y médicos de la antigua Grecia durante mucho tiempo. [3] Aquellos que defendían el cerebro a menudo también contribuyeron a la comprensión de la neuroanatomía. Herófilo y Erasístrato de Alejandría fueron quizás los más influyentes con sus estudios que implicaban la disección de cerebros humanos, afirmando la distinción entre el cerebro y el cerebelo e identificando los ventrículos y la duramadre . [4] [5] El médico y filósofo griego Galeno , de la misma manera, defendió firmemente el cerebro como el órgano responsable de la sensación y el movimiento voluntario , como lo demuestra su investigación sobre la neuroanatomía de los bueyes , los monos de Berbería y otros animales. [3] [6]

El tabú cultural sobre la disección humana continuó durante varios cientos de años después, lo que no trajo consigo ningún progreso importante en la comprensión de la anatomía del cerebro o del sistema nervioso. Sin embargo, el Papa Sixto IV revitalizó eficazmente el estudio de la neuroanatomía al alterar la política papal y permitir la disección humana. Esto dio lugar a una oleada de nueva actividad por parte de artistas y científicos del Renacimiento, [7] como Mondino de Luzzi , Berengario da Carpi y Jacques Dubois , y culminó con la obra de Andreas Vesalius . [8] [9]

En 1664, Thomas Willis , médico y profesor de la Universidad de Oxford, acuñó el término neurología cuando publicó su texto Cerebri Anatome , que se considera la base de la neuroanatomía moderna. [10] Los trescientos cincuenta años posteriores han producido una gran cantidad de documentación y estudio del sistema neuronal.

Composición

A nivel tisular, el sistema nervioso está compuesto por neuronas , células gliales y matriz extracelular . Tanto las neuronas como las células gliales son de muchos tipos (véase, por ejemplo, la sección del sistema nervioso de la lista de distintos tipos de células en el cuerpo humano adulto ). Las neuronas son las células de procesamiento de información del sistema nervioso: perciben nuestro entorno, se comunican entre sí a través de señales eléctricas y sustancias químicas llamadas neurotransmisores que generalmente actúan a través de sinapsis (contactos estrechos entre dos neuronas o entre una neurona y una célula muscular; tenga en cuenta que también son posibles los efectos extrasinápticos, así como la liberación de neurotransmisores en el espacio extracelular neuronal) y producen nuestros recuerdos, pensamientos y movimientos. Las células gliales mantienen la homeostasis, producen mielina (oligodendrocitos, células de Schwann) y brindan soporte y protección a las neuronas del cerebro. Algunas células gliales ( astrocitos ) pueden incluso propagar ondas de calcio intercelulares a largas distancias en respuesta a la estimulación y liberar gliotransmisores en respuesta a los cambios en la concentración de calcio. Las cicatrices de heridas en el cerebro contienen en gran parte astrocitos. La matriz extracelular también proporciona soporte a nivel molecular para las células del cerebro, transportando sustancias hacia y desde los vasos sanguíneos.

A nivel orgánico, el sistema nervioso está compuesto por regiones cerebrales, como el hipocampo en los mamíferos o los cuerpos en forma de hongo de la mosca de la fruta . [11] Estas regiones suelen ser modulares y cumplen una función particular dentro de las vías sistémicas generales del sistema nervioso. Por ejemplo, el hipocampo es fundamental para la formación de recuerdos en conexión con muchas otras regiones cerebrales. El sistema nervioso periférico también contiene nervios aferentes o eferentes , que son haces de fibras que se originan en el cerebro y la médula espinal, o en tipos sensoriales o motores de ganglios periféricos, y se ramifican repetidamente para inervar cada parte del cuerpo. Los nervios están hechos principalmente de axones o dendritas de neuronas (axones en el caso de fibras motoras eferentes y dendritas en el caso de fibras sensoriales aferentes de los nervios), junto con una variedad de membranas que los envuelven y los segregan en fascículos nerviosos .

El sistema nervioso de los vertebrados se divide en sistema nervioso central y periférico. El sistema nervioso central (SNC) está formado por el cerebro , la retina y la médula espinal , mientras que el sistema nervioso periférico (SNP) está formado por todos los nervios y ganglios (paquetes de neuronas periféricas) fuera del SNC que lo conectan con el resto del cuerpo. El SNP se subdivide a su vez en sistema nervioso somático y autónomo. El sistema nervioso somático está formado por neuronas "aferentes", que llevan información sensorial desde los órganos sensoriales somáticos (del cuerpo) al SNC, y neuronas "eferentes", que llevan instrucciones motoras a los músculos voluntarios del cuerpo. El sistema nervioso autónomo puede funcionar con o sin el control del SNC (por eso se le llama "autónomo"), y también tiene dos subdivisiones, llamadas simpático y parasimpático , que son importantes para transmitir órdenes motoras a los órganos internos básicos del cuerpo, controlando así funciones como el latido del corazón, la respiración, la digestión y la salivación. Los nervios autónomos, a diferencia de los nervios somáticos, contienen solo fibras eferentes. Las señales sensoriales que provienen de las vísceras llegan al SNC a través de los nervios sensoriales somáticos (p. ej., dolor visceral) o a través de algunos nervios craneales específicos (p. ej., señales quimiosensibles o mecánicas).

Orientación en neuroanatomía

Resonancia magnética parasagital de la cabeza en un paciente con macrocefalia familiar benigna

En anatomía en general y en neuroanatomía en particular, se utilizan varios conjuntos de términos topográficos para indicar orientación y ubicación, que generalmente se refieren al eje del cuerpo o del cerebro (ver Términos anatómicos de ubicación ). A menudo se supone erróneamente que el eje del SNC es más o menos recto, pero en realidad muestra siempre dos flexuras ventrales (flexuras cervical y cefálica) y una flexura dorsal (flexura pontina), todo debido al crecimiento diferencial durante la embriogénesis. Los pares de términos utilizados con más frecuencia en neuroanatomía son:

  • Dorsal y ventral: Dorsal se refiere más o menos a la parte superior del cerebro, que está simbolizada por la placa del piso, y ventral a la parte inferior. Estos descriptores se usaron originalmente para dorso y ventro (espalda y vientre) del cuerpo; el vientre de la mayoría de los animales está orientado hacia el suelo; la postura erguida de los humanos coloca nuestro aspecto ventral anteriormente, y el aspecto dorsal se vuelve posterior. El caso de la cabeza y el cerebro es peculiar, ya que el vientre no se extiende propiamente dentro de la cabeza, a menos que supongamos que la boca representa un elemento abdominal extendido. Por lo tanto, en el uso común, aquellas partes del cerebro que se encuentran cerca de la base del cráneo, y a través de ella hasta la cavidad bucal, se denominan ventrales, es decir, en su parte inferior, como se definió anteriormente, mientras que las partes dorsales están más cerca de la bóveda craneal que las encierra. La referencia a las placas del techo y del piso del cerebro es menos propensa a la confusión, también nos permite estar atentos a las flexiones axiales mencionadas anteriormente. Dorsal y ventral son términos relativos en el cerebro, cuyo significado exacto depende de la ubicación específica.
  • Rostral y caudal: rostral se refiere en anatomía general a la parte frontal del cuerpo (hacia la nariz, o rostrum en latín), y caudal se refiere al extremo posterior del cuerpo (hacia la cola; cauda en latín). La dimensión rostrocaudal del cerebro corresponde a su eje longitudinal, que recorre las citadas flexuras desde la punta caudal de la médula espinal hasta un extremo rostral aproximadamente en el quiasma óptico. En el hombre erecto, los términos direccionales "superior" e "inferior" se refieren esencialmente a esta dimensión rostrocaudal, porque nuestros ejes corporal y cerebral están orientados aproximadamente de forma vertical en la posición erecta. Sin embargo, todos los vertebrados desarrollan una torcedura ventral muy marcada en el tubo neural que todavía es detectable en el sistema nervioso central adulto, conocida como flexura cefálica . Este último curva la parte rostral del SNC en un ángulo de 180 grados con respecto a la parte caudal, en la transición entre el prosencéfalo ( eje que termina rostralmente en el quiasma óptico) y el tronco encefálico y la médula espinal (eje aproximadamente vertical, pero que incluye pequeñas torceduras adicionales en las flexiones pontina y cervical). Estos cambios de flexión en la dimensión axial son problemáticos cuando se intenta describir la posición relativa y los planos de sección en el cerebro. Existe abundante literatura que ignora erróneamente las flexiones axiales y supone un eje cerebral relativamente recto.
  • Medial y lateral: medial se refiere a estar cerca, o relativamente más cerca, de la línea media (el descriptor mediana significa una posición precisamente en la línea media). Lateral es lo opuesto (una posición más o menos separada de la línea media).

Téngase en cuenta que dichos descriptores (dorsal/ventral, rostral/caudal; medial/lateral) son relativos más que absolutos (por ejemplo, se puede decir que una estructura lateral se encuentra medial a otra cosa que se encuentra incluso más lateralmente).

Los términos que se utilizan habitualmente para los planos de orientación o planos de sección en neuroanatomía son "sagital", "transversal" o "coronal" y "axial" u "horizontal". También en este caso, la situación es diferente para los animales nadadores, reptantes o cuadrúpedos (tumbados) que para el hombre u otras especies erectas, debido a la posición modificada del eje. Debido a las flexiones axiales del cerebro, ningún plano de sección logra nunca una serie completa de secciones en un plano seleccionado, porque algunas secciones resultan inevitablemente cortadas oblicuas o incluso perpendiculares a él, a medida que pasan por las flexiones. La experiencia permite discernir las porciones que resultan cortadas como se desea.

  • Un plano sagital medio divide el cuerpo y el cerebro en mitades izquierda y derecha; las secciones sagitales, en general, son paralelas a este plano medio, moviéndose a lo largo de la dimensión medial-lateral (ver la imagen superior). El término sagital se refiere etimológicamente a la sutura media entre los huesos parietales derecho e izquierdo del cráneo, conocida clásicamente como sutura sagital, porque se parece aproximadamente a una flecha por su confluencia con otras suturas ( sagitta ; flecha en latín).
  • En principio, se considera que un plano de sección ortogonal al eje de cualquier forma alargada es transversal (por ejemplo, una sección transversal de un dedo o de la columna vertebral); si no hay eje de longitud, no hay forma de definir dichas secciones, o hay infinitas posibilidades. Por lo tanto, las secciones transversales del cuerpo en los vertebrados son paralelas a las costillas, que son ortogonales a la columna vertebral, que representa el eje del cuerpo tanto en los animales como en el hombre. El cerebro también tiene un eje longitudinal intrínseco -el del tubo neural alargado primordial- que se vuelve en gran medida vertical con la postura erguida del hombre, de manera similar al eje del cuerpo, excepto en su extremo rostral, como se comentó anteriormente. Esto explica que las secciones transversales de la médula espinal sean aproximadamente paralelas a nuestras costillas o al suelo. Sin embargo, esto solo es cierto para la médula espinal y el tronco encefálico, ya que el extremo del eje neural del prosencéfalo se dobla como un torbellino durante la morfogénesis temprana hacia el hipotálamo quiasmático, donde termina; La orientación de las secciones transversales verdaderas cambia en consecuencia, y ya no es paralela a las costillas y al suelo, sino perpendicular a ellas; la falta de conciencia de esta peculiaridad morfológica del cerebro (presente en todos los cerebros de vertebrados sin excepciones) ha causado y todavía causa muchos pensamientos erróneos sobre las partes del cerebro del prosencéfalo. Reconociendo la singularidad de las secciones transversales rostrales, la tradición ha introducido un descriptor diferente para ellas, a saber, las secciones coronales . Las secciones coronales dividen el prosencéfalo de rostral (frente) a caudal (espalda), formando una serie ortogonal (transversal) al eje de curvatura local. El concepto no se puede aplicar de manera significativa al tronco encefálico y la médula espinal, ya que allí las secciones coronales se vuelven horizontales a la dimensión axial, siendo paralelas al eje. En cualquier caso, el concepto de secciones "coronales" es menos preciso que el de "transversales", ya que a menudo se utilizan planos de sección coronal que no son verdaderamente ortogonales al extremo rostral del eje cerebral. El término está relacionado etimológicamente con la sutura coronal del cráneo y ésta con la posición en la que se llevan las coronas (del latín corona significa corona). No está claro a qué tipo de corona se refería originalmente (quizás sólo una diadema), y esto conduce lamentablemente a una ambigüedad en el plano de corte definido simplemente como coronal.
  • En la actualidad, se considera que un plano coronal que atraviesa la cabeza y el cerebro humanos es paralelo a la cara (el plano en el que se asienta la corona de un rey sobre su cabeza no es exactamente paralelo a la cara, y la exportación del concepto a animales menos dotados frontalmente que nosotros es obviamente aún más conflictiva, pero hay una referencia implícita a la sutura coronal del cráneo, que se forma entre los huesos frontal y temporal/parietal, dando una especie de configuración de diadema que es aproximadamente paralela a la cara). Por lo tanto, los planos de sección coronal se refieren esencialmente solo a la cabeza y el cerebro, donde tiene sentido una diadema, y ​​no al cuello y al cuerpo debajo.
  • Las secciones horizontales, por definición, están alineadas (paralelas) con el horizonte. En los animales nadadores, reptantes y cuadrúpedos, el eje corporal es horizontal y, por lo tanto, las secciones horizontales recorren la longitud de la médula espinal, separando las partes ventrales de las dorsales. Las secciones horizontales son ortogonales a las secciones transversales y sagitales y, en teoría, son paralelas al eje longitudinal. Debido a la curvatura axial del cerebro (prosencéfalo), las secciones horizontales verdaderas en esa región son ortogonales a las secciones coronales (transversales) (al igual que el horizonte en relación con la cara).

Según estas consideraciones, las tres direcciones del espacio están representadas precisamente por los planos sagital, transversal y horizontal, mientras que los cortes coronales pueden ser transversales, oblicuos u horizontales, dependiendo de cómo se relacionen con el eje cerebral y sus incurvaciones.

Herramientas

Los avances modernos en neuroanatomía están directamente relacionados con las tecnologías que se utilizan para realizar investigaciones . Por lo tanto, es necesario analizar las distintas herramientas disponibles. Muchas de las técnicas histológicas que se utilizan para estudiar otros tejidos también se pueden aplicar al sistema nervioso. Sin embargo, existen algunas técnicas que se han desarrollado especialmente para el estudio de la neuroanatomía.

Tinción celular

En los sistemas biológicos, la tinción es una técnica utilizada para mejorar el contraste de características particulares en imágenes microscópicas.

La tinción de Nissl utiliza colorantes básicos de anilina para teñir intensamente los polirribosomas ácidos del retículo endoplasmático rugoso , que abunda en las neuronas. Esto permite a los investigadores distinguir entre diferentes tipos de células (como neuronas y glía ), y formas y tamaños neuronales, en varias regiones de la citoarquitectura del sistema nervioso .

La tinción clásica de Golgi utiliza dicromato de potasio y nitrato de plata para rellenar selectivamente con un precipitado de cromato de plata unas cuantas células neuronales (neuronas o glía, pero en principio cualquier célula puede reaccionar de forma similar). Este procedimiento, llamado impregnación con cromato de plata, tiñe total o parcialmente los cuerpos celulares y las neuritas de algunas neuronas ( dendritas , axones ) de marrón y negro, lo que permite a los investigadores rastrear sus recorridos hasta sus ramas terminales más delgadas en un corte de tejido nervioso, gracias a la transparencia consecuente con la falta de tinción en la mayoría de las células circundantes. Modernamente, el material impregnado con Golgi se ha adaptado para la visualización con microscopio electrónico de los elementos no teñidos que rodean los procesos teñidos y los cuerpos celulares, añadiendo así un mayor poder resolutivo.

Histoquímica

La histoquímica utiliza el conocimiento sobre las propiedades de reacción bioquímica de los componentes químicos del cerebro (incluidas las enzimas en particular) para aplicar métodos selectivos de reacción con el fin de visualizar dónde se producen en el cerebro y cualquier cambio funcional o patológico. Esto se aplica de manera importante a las moléculas relacionadas con la producción y el metabolismo de neurotransmisores, pero también se aplica en muchas otras direcciones: la quimioarquitectura o la neuroanatomía química.

La inmunocitoquímica es un caso especial de histoquímica que utiliza anticuerpos selectivos contra una variedad de epítopos químicos del sistema nervioso para teñir selectivamente tipos particulares de células, fascículos axónicos, neuropilas, procesos gliales o vasos sanguíneos, o proteínas intracitoplasmáticas o intranucleares específicas y otras moléculas inmunogenéticas, por ejemplo, neurotransmisores. Las proteínas de factores de transcripción inmunorreaccionadas revelan la lectura genómica en términos de proteína traducida. Esto aumenta enormemente la capacidad de los investigadores para distinguir entre diferentes tipos de células (como neuronas y glía ) en varias regiones del sistema nervioso.

La hibridación in situ utiliza sondas de ARN sintético que se adhieren (hibridan) selectivamente a las transcripciones complementarias de ARNm de los exones de ADN en el citoplasma, para visualizar la lectura genómica, es decir, distinguir la expresión génica activa, en términos de ARNm en lugar de proteína. Esto permite la identificación histológica (in situ) de las células involucradas en la producción de moléculas codificadas genéticamente, que a menudo representan rasgos de diferenciación o funcionales, así como los límites moleculares que separan dominios cerebrales o poblaciones celulares distintos.

Marcadores codificados genéticamente

Al expresar cantidades variables de proteínas fluorescentes rojas, verdes y azules en el cerebro, el ratón mutante llamado " Brainbow " permite la visualización combinatoria de muchos colores diferentes en las neuronas. Esto marca a las neuronas con suficientes colores únicos como para que a menudo puedan distinguirse de sus vecinas con microscopía de fluorescencia , lo que permite a los investigadores mapear las conexiones locales o la disposición mutua (mosaico) entre neuronas.

La optogenética utiliza la expresión constitutiva y específica de sitios transgénicos (normalmente en ratones) de marcadores bloqueados que pueden activarse selectivamente mediante la iluminación con un haz de luz. Esto permite a los investigadores estudiar la conectividad axonal en el sistema nervioso de una manera muy discriminativa.

Imágenes cerebrales no invasivas

La resonancia magnética se ha utilizado ampliamente para investigar la estructura y la función cerebral de forma no invasiva en sujetos humanos sanos. Un ejemplo importante es la imagen por tensor de difusión , que se basa en la difusión restringida del agua en el tejido para producir imágenes de los axones. En particular, el agua se mueve más rápidamente a lo largo de la dirección alineada con los axones, lo que permite inferir su estructura.

Métodos basados ​​en virus

Ciertos virus pueden replicarse en las células cerebrales y atravesar sinapsis. Por lo tanto, los virus modificados para expresar marcadores (como las proteínas fluorescentes) pueden usarse para rastrear la conectividad entre las regiones cerebrales a través de múltiples sinapsis. [12] Dos virus rastreadores que se replican y se propagan transneuronal/transinápticamente son el virus del herpes simple tipo 1 (HSV) [13] y los rabdovirus . [14] El virus del herpes simple se usó para rastrear las conexiones entre el cerebro y el estómago, con el fin de examinar las áreas cerebrales involucradas en el procesamiento viscero-sensorial. [15] Otro estudio inyectó el virus del herpes simple en el ojo, lo que permitió la visualización de la vía óptica desde la retina hasta el sistema visual . [16] Un ejemplo de un virus rastreador que se replica desde la sinapsis hasta el soma es el virus de la pseudorrabia . [17] Al usar virus de la pseudorrabia con diferentes reporteros fluorescentes, los modelos de infección dual pueden analizar la arquitectura sináptica compleja. [18]

Métodos basados ​​en colorantes

Los métodos de transporte axonal utilizan una variedad de colorantes (variantes de la peroxidasa de rábano picante, marcadores fluorescentes o radiactivos, lectinas, dextranos) que son absorbidos con mayor o menor avidez por las neuronas o sus prolongaciones. Estas moléculas se transportan selectivamente de forma anterógrada (desde el soma hasta las terminales axónicas) o retrógrada (desde las terminales axónicas hasta el soma), lo que proporciona evidencia de conexiones primarias y colaterales en el cerebro. Estos métodos "fisiológicos" (porque se utilizan propiedades de células vivas no lesionadas) se pueden combinar con otros procedimientos y han reemplazado esencialmente a los procedimientos anteriores que estudiaban la degeneración de neuronas o axones lesionados. Las conexiones sinápticas detalladas se pueden determinar mediante microscopía electrónica correlativa.

Conectómica

La microscopía electrónica de cortes en serie se ha desarrollado ampliamente para su uso en el estudio de los sistemas nerviosos. Por ejemplo, la primera aplicación de la microscopía electrónica de barrido de caras de bloques en serie fue en el tejido cortical de roedores. [19] La reconstrucción de circuitos a partir de los datos producidos por este método de alto rendimiento es un desafío, y se ha desarrollado el juego de ciencia ciudadana EyeWire para ayudar a la investigación en esa área.

Neuroanatomía computacional

Es un campo que utiliza diversas modalidades de imágenes y técnicas computacionales para modelar y cuantificar la dinámica espaciotemporal de las estructuras neuroanatómicas en poblaciones normales y clínicas.

Sistemas modelo

Aparte del cerebro humano , hay muchos otros animales cuyos cerebros y sistemas nerviosos han recibido un amplio estudio como sistemas modelo , incluidos ratones, peces cebra , [20] mosca de la fruta , [21] y una especie de gusano redondo llamado C. elegans . Cada uno de estos tiene sus propias ventajas y desventajas como sistema modelo. Por ejemplo, el sistema nervioso de C. elegans está extremadamente estereotipado de un gusano individual a otro. Esto ha permitido a los investigadores que usan microscopía electrónica mapear los caminos y conexiones de las 302 neuronas de esta especie. La mosca de la fruta es ampliamente estudiada en parte porque su genética es muy bien entendida y fácilmente manipulable. El ratón se utiliza porque, como mamífero, su cerebro es más similar en estructura al nuestro (por ejemplo, tiene una corteza de seis capas , pero sus genes se pueden modificar fácilmente y su ciclo reproductivo es relativamente rápido).

Caenorhabditis elegans

Un cuerpo con forma de bastón contiene un sistema digestivo que va desde la boca en un extremo hasta el ano en el otro. Junto al sistema digestivo hay un cordón nervioso con un cerebro en el extremo, cerca de la boca.
Sistema nervioso de un animal bilateral genérico, en forma de cordón nervioso con ensanchamientos segmentarios y un "cerebro" en la parte delantera.

El cerebro es pequeño y simple en algunas especies, como el gusano nematodo , donde el plan corporal es bastante simple: un tubo con una cavidad intestinal hueca que va desde la boca hasta el ano, y un cordón nervioso con un ensanchamiento (un ganglio ) para cada segmento corporal, con un ganglio especialmente grande en la parte delantera, llamado cerebro. El nematodo Caenorhabditis elegans ha sido estudiado debido a su importancia en la genética. [22] A principios de la década de 1970, Sydney Brenner lo eligió como sistema modelo para estudiar la forma en que los genes controlan el desarrollo, incluido el desarrollo neuronal. Una ventaja de trabajar con este gusano es que el sistema nervioso del hermafrodita contiene exactamente 302 neuronas, siempre en los mismos lugares, haciendo conexiones sinápticas idénticas en cada gusano. [23] El equipo de Brenner cortó los gusanos en miles de secciones ultradelgadas y fotografió cada sección bajo un microscopio electrónico, luego emparejó visualmente las fibras de sección a sección, para mapear cada neurona y sinapsis en todo el cuerpo, para dar un conectoma completo del nematodo. [24] No hay nada que se acerque a este nivel de detalle disponible para ningún otro organismo, y la información se ha utilizado para permitir una multitud de estudios que no habrían sido posibles sin ella. [25]

Drosophila melanogaster

La Drosophila melanogaster es un animal de experimentación popular porque se puede cultivar fácilmente en masa en la naturaleza, tiene un tiempo de generación corto y es fácil obtener animales mutantes.

Los artrópodos tienen un cerebro central con tres divisiones y grandes lóbulos ópticos detrás de cada ojo para el procesamiento visual. El cerebro de una mosca de la fruta contiene varios millones de sinapsis, en comparación con al menos 100 mil millones en el cerebro humano. Aproximadamente dos tercios del cerebro de Drosophila están dedicados al procesamiento visual .

Thomas Hunt Morgan comenzó a trabajar con Drosophila en 1906, y este trabajo le valió el Premio Nobel de Medicina en 1933 por identificar los cromosomas como el vector de herencia de los genes. Debido a la gran variedad de herramientas disponibles para estudiar la genética de Drosophila , han sido un tema natural para estudiar el papel de los genes en el sistema nervioso. [26] El genoma ha sido secuenciado y publicado en 2000. Alrededor del 75% de los genes de enfermedades humanas conocidos tienen una coincidencia reconocible en el genoma de las moscas de la fruta. Drosophila se está utilizando como modelo genético para varias enfermedades neurológicas humanas, incluyendo los trastornos neurodegenerativos Parkinson, Huntington, ataxia espinocerebelosa y enfermedad de Alzheimer. A pesar de la gran distancia evolutiva entre los insectos y los mamíferos, muchos aspectos básicos de la neurogenética de Drosophila han resultado ser relevantes para los humanos. Por ejemplo, los primeros genes del reloj biológico se identificaron al examinar mutantes de Drosophila que mostraban ciclos de actividad diaria interrumpidos. [27]

Véase también

Citas

  1. ^ Atta, HM (1999). "Papiro quirúrgico de Edwin Smith: el tratado quirúrgico más antiguo conocido". Cirujano estadounidense . 65 (12): 1190–1192. doi :10.1177/000313489906501222. PMID  10597074. S2CID  30179363.
  2. ^ Rose, F (2009). "Localización cerebral en la antigüedad". Revista de historia de las neurociencias . 18 (3): 239–247. doi :10.1080/09647040802025052. PMID  20183203. S2CID  5195450.
  3. ^ ab Rocca, J. (2003). Galeno y el cerebro: conocimiento anatómico y especulación fisiológica en el siglo II d. C. Estudios de medicina antigua. Vol. 26. Brill. págs. 1–313. ISBN 978-90-474-0143-8. Número PMID  12848196.
  4. ^ Potter, P. (1976). "Herófilo de Calcedonia: una evaluación de su lugar en la historia de la anatomía". Boletín de Historia de la Medicina . 50 (1): 45–60. ISSN  0007-5140. JSTOR  44450313. PMID  769875.
  5. ^ Reverón, RR (2014). "Herophilus y Erasistratus, pioneros de la disección anatómica humana". Vesalio: Acta Internationales Historiae Medicinae . 20 (1): 55–58. PMID  25181783.
  6. ^ Ajita, R. (2015). "Galeno y su contribución a la anatomía: una revisión". Revista de evolución de las ciencias médicas y dentales . 4 (26): 4509–4517. doi : 10.14260/jemds/2015/651 .
  7. ^ Ginn, SR; Lorusso, L. (2008). "Cerebro, mente y cuerpo: interacciones con el arte en la Italia del Renacimiento". Revista de Historia de las Neurociencias . 17 (3): 295–313. doi :10.1080/09647040701575900. PMID  18629698. S2CID  35600367.
  8. ^ Markatos, K.; Chytas, D.; Tsakotos, G.; Karamanou, M.; Piagkou, M.; Mazarakis, A.; Johnson, E. (2020). "Andreas Vesalius de Bruselas (1514-1564): su contribución al campo de la neuroanatomía funcional y la crítica a sus predecesores". Acta Chirurgica Belgica . 120 (6): 437–441. doi :10.1080/00015458.2020.1759887. PMID  32345153. S2CID  216647830.
  9. ^ Splavski, B. (2019). "Andreas Vesalius, el predecesor de la neurocirugía: cómo sus logros científicos progresivos afectaron su vida profesional y su destino". Neurocirugía mundial . 129 : 202–209. doi :10.1016/j.wneu.2019.06.008. PMID  31201946. S2CID  189897890.
  10. ^ Neher, A (2009). "Christopher Wren, Thomas Willis y la representación del cerebro y los nervios". Revista de Humanidades Médicas . 30 (3): 191–200. doi :10.1007/s10912-009-9085-5. PMID  19633935. S2CID  11121186.
  11. ^ Cuerpos en forma de hongo de la mosca de la fruta Archivado el 16 de julio de 2012 en archive.today
  12. ^ Ginger, M.; Haberl, M.; Conzelmann, K.-K.; Schwarz, M.; Frick, A. (2013). "Revelando los secretos de los circuitos neuronales con tecnología del virus de la rabia recombinante". Portada. Circuitos neuronales . 7 : 2. doi : 10.3389/fncir.2013.00002 . PMC 3553424 . PMID  23355811. 
  13. ^ McGovern, AE; Davis-Poynter, N; Rakoczy, J; Phipps, S; Simmons, DG; Mazzone, SB (2012). "Rastreo del circuito neuronal anterógrado utilizando un virus del herpes simple modificado genéticamente que expresa EGFP". J Neurosci Methods . 209 (1): 158–67. doi :10.1016/j.jneumeth.2012.05.035. PMID  22687938. S2CID  20370171.
  14. ^ Kuypers HG, Ugolini G (febrero de 1990). "Virus como trazadores transneuronales". Tendencias en neurociencias . 13 (2): 71–5. doi :10.1016/0166-2236(90)90071-H. PMID  1690933. S2CID  27938628.
  15. ^ Rinaman L, Schwartz G (marzo de 2004). "Rastreo viral transneuronal anterógrado de vías viscerosensoriales centrales en ratas". The Journal of Neuroscience . 24 (11): 2782–6. doi : 10.1523/JNEUROSCI.5329-03.2004 . PMC 6729508 . PMID  15028771. 
  16. ^ Norgren RB, McLean JH, Bubel HC, Wander A, Bernstein DI, Lehman MN (marzo de 1992). "Transporte anterógrado de HSV-1 y HSV-2 en el sistema visual". Boletín de investigación cerebral . 28 (3): 393–9. doi :10.1016/0361-9230(92)90038-Y. PMID  1317240. S2CID  4701001.
  17. ^ Card, JP (2001). "Neuroinvasividad del virus de la pseudorrabia: una ventana a la organización funcional del cerebro". Advances in Virus Research . 56 : 39–71. doi :10.1016/S0065-3527(01)56004-2. ISBN 9780120398560. Número de identificación personal  11450308.
  18. ^ Card, JP (2011). "Un enfoque de reportero condicional del virus de la pseudorrabia de infección dual para identificar proyecciones a neuronas colateralizadas en circuitos neuronales complejos". PLOS ONE . ​​6 (6): e21141. Bibcode :2011PLoSO...621141C. doi : 10.1371/journal.pone.0021141 . PMC 3116869 . PMID  21698154. 
  19. ^ Denk, W; Horstmann, H (2004). "Microscopía electrónica de barrido de caras de bloques en serie para reconstruir la nanoestructura tridimensional del tejido". PLOS Biology . 2 (11): e329. doi : 10.1371/journal.pbio.0020329 . PMC 524270 . PMID  15514700. 
  20. ^ Wullimann, Mario F.; Rupp, Barbar; Reichert, Heinrich (1996). Neuroanatomía del cerebro del pez cebra: un atlas topológico. Birkh[Ux9451]user Verlag. ISBN 3-7643-5120-9Archivado desde el original el 15 de junio de 2013. Consultado el 16 de octubre de 2016 .
  21. ^ "Atlas del cerebro de la Drosophila". Archivado desde el original el 16 de julio de 2011. Consultado el 24 de marzo de 2011 .
  22. ^ "WormBook: La revisión en línea de la biología de C. elegans". Archivado desde el original el 11 de octubre de 2011. Consultado el 14 de octubre de 2011 .
  23. ^ Hobert, Oliver (2005). The C. elegans Research Community (ed.). "Especificación del sistema nervioso". WormBook : 1–19. doi :10.1895/wormbook.1.12.1. PMC 4781215 . PMID  18050401. Archivado desde el original el 2011-07-17 . Consultado el 2011-11-05 . 
  24. ^ White, JG; Southgate, E ; Thomson, JN; Brenner, S (1986). "La estructura del sistema nervioso del nematodo Caenorhabditis elegans". Philosophical Transactions of the Royal Society B . 314 (1165): 1–340. Bibcode :1986RSPTB.314....1W. doi :10.1098/rstb.1986.0056. PMID  22462104.
  25. ^ Hodgkin J (2001). " Caenorhabditis elegans ". En Brenner S, Miller JH (eds.). Enciclopedia de genética . Elsevier. págs. 251–256. ISBN 978-0-12-227080-2.
  26. ^ "Flybrain: un atlas y una base de datos en línea del sistema nervioso de la drosophila". Archivado desde el original el 16 de mayo de 2016. Consultado el 14 de octubre de 2011 .
  27. ^ Konopka, RJ; Benzer, S (1971). "Mutantes del reloj de Drosophila melanogaster". Proc. Natl. Sci. USA . 68 (9): 2112–6. Bibcode :1971PNAS...68.2112K. doi : 10.1073/pnas.68.9.2112 . PMC 389363 . PMID  5002428. 

Fuentes

  • Neuroanatomía, revista anual de neuroanatomía clínica
  • Atlas de cerebros de ratones, ratas, primates y humanos (Centro de Biología Computacional de la UCLA)
  • brainmaps.org: Atlas cerebrales anotados neuroanatómicamente en alta resolución
  • BrainInfo para neuroanatomía
  • Sistema de gestión de la arquitectura cerebral, varios atlas de anatomía cerebral
  • Atlas de la sustancia blanca, imágenes del tensor de difusión Atlas de los tractos de la sustancia blanca del cerebro
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