Los científicos han revelado la disposición del primer mapa de mitocondrias cerebrales, que puede identificar un primer paso significativo para desentrañar los trastornos cerebrales relacionados con la edad.
Las mitocondrias producen el poder para permitir las células cerebrales, que requieren función cognitiva. Sin embargo, el nuevo MitobrenMap muestra que el cerebro tiene una baja concentración mitocondrial en las áreas antiguas evolucionadas.
El cerebro utiliza la enorme cantidad de energía, 20%, la mayoría de ellos proviene de la fosforilación oxidativa mitocondrial. Esta nueva investigación reduce la brecha crítica en la neurociencia cognitiva al ayudar a explicar cómo la actividad a nivel celular afecta el rendimiento cognitivo. Los investigadores esperaban arrojar una nueva luz sobre el declive de la conciencia al mapear el paisaje molecular poderoso del cerebro.
Para el contexto, el neurólogo alemán Valentin Rydl, quien no está involucrado en el proyecto, respondió que es «técnicamente impresionante y conceptualmente sorprendente».
«La biología del cerebro ahora sabemos, estamos profundamente entrelazados con el poder cerebral», dijo Martin Picard, co -autor de la Universidad de Columbia, Nueva York.
Cortar el problema
Los investigadores llevaron a cabo su trabajo utilizando un cerebro que donó una víctima de ataque cardíaco de 54 años. Cortaron el cerebro congelado en 703 cubos, 3 milímetros por lado. El tamaño del tamaño seleccionado coincide con la resolución de la exploración cerebral 3D estándar, pero es un desafío manejar una cantidad tan grande de modelos. Utilizando técnicas moleculares y bioquímicas, el equipo marcó la concentración de mitocondrias en cada modelo y estimó la eficiencia de producción de energía en su subdivisión.
Después del trabajo de laboratorio, los investigadores desarrollaron un modelo de computadora para el tipo de mitocondrias en todo el cerebro y la densidad. Entrenó al modelo utilizando una parte de sus datos recopilados, luego lo aplicó con éxito a rodajas cerebrales adicionales con resultados exactos.
Poder evolutivo
El estudio ha revelado cómo la distribución y la producción de combustible de mitocondrias varían en varias áreas cerebrales. La materia gris es aproximadamente 1,5 veces más mitocondrias que la materia blanca. Si la materia blanca tiene ramas neuronales largas para pasar las señales, la materia gris tiene estructuras centrales compactas de las neuronas. Aunque las mitocondrias bajas en general son, las mitocondrias de materia gris producen energía de manera más efectiva. Uno de los últimos desarrollos evolutivos, desde rituales de corteza gris arrugados cerebrales hasta mamíferos, está dirigido a un área más efectiva.
Los investigadores han seguido pruebas de enfermedades cerebrales psiquiátricas y relacionadas con la edad para cambios mitocondriales. Se requiere MitobrenMap para estudiar y rastrear esos cambios. Se necesita más investigación para expandir la comprensión de cómo las mitocondrias difieren en las áreas del cerebro e individuos.
El equipo ya ha lanzado un proyecto de cumplimiento para mapear nueve áreas en el cerebro humano 500. Con este gran tamaño de patrón, dice que los estudios futuros permiten una semejanza crítica entre individuos sanos y aquellos que padecen trastornos neurológicos, psiquiátricos y neurogenerativos.
El documento llamado «La capacidad de respiración de las mitocondrias y la variedad de mapa del cerebro humano» apareció el 24 de marzo de 2025 Naturaleza.
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