El neurópilo (o " neuropila ") es cualquier área del sistema nervioso compuesta principalmente de axones amielínicos , dendritas y procesos de células gliales que forma una región densa sinápticamente que contiene un número relativamente bajo de cuerpos celulares. La región anatómica más prevalente del neuropilo es el cerebro que, aunque no está completamente compuesto de neuropilo, tiene las áreas de neuropilo más grandes y más concentradas sinápticamente en el cuerpo. Por ejemplo, el neocórtex y el bulbo olfatorio contienen neurópilo. [1]
Neuropil | |
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Detalles | |
Sistema | Sistema nervioso |
Identificadores | |
latín | neuropilo |
Malla | D019581 |
TH | H2.00.06.2.02005 |
Términos anatómicos de microanatomía [ editar en Wikidata ] |
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. [ cita requerida ]
Neuropil (pl. Neuropils) proviene del griego: neuro , que significa "tendón, tendón; nervio" y pilos , que significa "sentido". [2] El origen del término se remonta a finales del siglo XIX. [3]
Localización
Neuropilo se ha encontrado en las regiones siguientes: capa externa neocortex, corteza barril , capa plexiforme interna y la capa plexiforme externa , pituitaria posterior , y glomérulos del cerebelo . Todos estos se encuentran en humanos, con la excepción de la corteza de barril, pero muchas especies tienen contrapartes similares a nuestras propias regiones de neuropil. Sin embargo, el grado de similitud depende de la composición del neuropilo que se esté comparando. Es importante determinar las concentraciones de neurópilo dentro de ciertas regiones porque el simple hecho de usar las proporciones de los diferentes elementos postsinápticos no verifica la evidencia concluyente necesaria. La comparación de las concentraciones puede determinar si las proporciones de diferentes elementos postsinápticos entraron en contacto con una vía axonal particular. Las concentraciones relativas podrían significar un reflejo 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 tienen un papel diverso en el sistema nervioso, es difícil definir una determinada función general para todos los neuropilos. Por ejemplo, los glomérulos olfatorios funcionan como una especie de estaciones de paso para la información que fluye desde las neuronas receptoras olfativas hasta la corteza olfatoria. La capa plexiforme interna de la retina es un poco más compleja. Las células bipolares postsinápticas a bastones o conos están despolarizadas o hiperpolarizadas dependiendo de si las células bipolares tienen sinapsis de inversión de signo o sinapsis de conservación de signo. [1]
Eficiencia en el cerebro
Las neuronas son necesarias para todas las conexiones que se hacen en el cerebro y, por lo tanto, pueden considerarse los "cables" del cerebro. Como en la informática, una entidad es más eficiente cuando sus cables están optimizados; por lo tanto, se esperaría que un cerebro que ha experimentado millones de años de selección natural tenga 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 las sinapsis", [5] esencialmente optimizando el neuropil. Los investigadores del Laboratorio Cold Spring Harbor formularon el equilibrio óptimo de las cuatro variables y calcularon la proporción óptima de axón más volumen de dendrita (es decir, el volumen de "alambre" o volumen de neuropilo) al volumen total de materia gris. La fórmula predijo un cerebro óptimo con 3/5 (60%) de su volumen ocupado por neuropil. La evidencia experimental tomada de tres cerebros de ratón concuerda con este resultado. La "fracción de alambre es 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 radiactivo del campo hipocampal CA1. El promedio general es 0,585 ± 0,043; estos valores son no es estadísticamente diferente del óptimo 3/5 ". [5]
Significación clínica
Esquizofrenia
Se ha demostrado que una determinada proteína [ ¿cuál? ] se pierde en personas con esquizofrenia que hace que las dendritas y las espinas se deterioren en la corteza prefrontal dorsolateral , una parte de la neocorteza, que juega un papel clave en el procesamiento de la información, la atención, la memoria, el pensamiento ordenado y la planificación, funciones que se deterioran personas con esquizofrenia. Se ha propuesto que el deterioro del neuropilo en esta corteza es la causa de la esquizofrenia. [6]
Enfermedad de Alzheimer
El Alzheimer es una enfermedad neuropatológica que se supone que es el resultado de la pérdida de las espinas dendríticas y / o la 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 drebrin , una proteína que se cree que juega un papel en la potenciación a largo plazo , lo que significa que las neuronas perderían plasticidad y tendrían problemas para formar nuevas conexiones. Este mal funcionamiento se presenta en forma de filamentos helicoidales que se enredan en el neuropilo. Este mismo fenómeno parece ocurrir también en los ancianos. [7] [8]
Otros animales
Otros mamíferos
Un área no humana significativa de neuropil es la corteza de barril que se encuentra en mamíferos con bigotes (por ejemplo, gatos, perros y roedores); cada "barril" en la corteza es una región de neuropil donde termina la entrada de un solo bigote. [9]
Importancia de la diferencia de neuropilos en chimpancés y humanos
Se ha planteado la hipótesis de que el neuropil es un factor clave para diferenciar la capacidad cognitiva humana de la de otros animales. En un estudio que comparó la corteza frontopolar humana y de chimpancé y el neuropilo de la corteza frontoinsular, se encontró que los humanos exhiben una fracción de neuropilo significativamente mayor que las otras áreas de su cerebro. Esto sugiere que a medida que evolucionamos, nuestra corteza prefrontal desarrolló un neuropilo más denso, lo que se traduce en más conexiones neuronales. En los chimpancés, estas regiones prefrontales no mostraron una cantidad significativamente mayor de neurópilos. [6]
Artrópodos
El lóbulo óptico de los artrópodos y los ganglios del cerebro de los artrópodos , así como los ganglios del cordón nervioso ventral, no están mielinizados y, por lo tanto, pertenecen a la clase de neuropilos.
Investigar
La investigación se ha centrado en dónde se encuentra el neuropilo en muchas especies diferentes para develar el rango de importancia que tiene y sus posibles funciones.
Estudios recientes
En los chimpancés y los seres humanos, el neuropilo proporciona una medida indirecta de la conectividad total dentro de una región local porque se compone principalmente de dendritas, axones y sinapsis. [10]
En los insectos, el complejo central juega un papel importante en la función cerebral de orden superior. El neuropilo en Drosophila Ellipsoid se compone de cuatro subestructuras. Cada sección se ha observado en varios insectos, así como la influencia que tiene en el comportamiento , sin embargo, la función exacta de este neuropilo ha resultado esquiva. La conducta anormal al caminar y la conducta de vuelo están controladas principalmente por el complejo central y las mutaciones genéticas que alteran la estructura apoyan la hipótesis de que el complejo central neurópilo es un sitio de control conductual. Sin embargo, solo los componentes específicos del comportamiento se vieron afectados por las mutaciones genéticas. Por ejemplo, la coordinación básica de las piernas para caminar fue normal, mientras que la velocidad, la actividad y los giros se vieron afectados. Estas observaciones sugieren que el complejo central no solo juega 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 y la memoria asociativos olfativos . [11]
En los seres humanos, la esquizofrenia puede ser causada por el deterioro del neurópilo, con mucha evidencia que apunta específicamente a una disfunción en la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) . [6] La investigación ha demostrado una reducción de los neurópilos en el área 9 de los esquizofrénicos, [12] así como hallazgos consistentes de reducción de la densidad de la columna en las neuronas piramidales de la capa III de las cortezas temporal y frontal. Dado que el neuropilo es la ubicación de la mayoría de las sinapsis corticales, es probable que el deterioro afecte en gran medida el procesamiento y produzca los síntomas que presentan los esquizofrénicos. [6]
Ver también
- Axon
- Dendrita
- Espina dendrítica
- Glia
- Materia gris
- Neuroanatomía
- Sinapsis
Citas
Este artículo incorpora texto de dominio público de la página 1016 de la vigésima edición de Gray's Anatomy (1918)
- ^ a b 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.
- ^ Freeman, Walter J. Cómo los cerebros componen sus mentes , 2000, p. 47
- ^ Pearsall, Judy. "Neuropil" . Diccionarios de Oxford en línea . Prensa de la Universidad de Oxford . Consultado el 20 de abril de 2012 .
- ^ White, Edward L .; Keller, Asaf; Introducción de Thomas A. Woolsey (1989). Circuitos corticales Organización sináptica de la estructura, función y teoría de la corteza cerebral . Boston: Birkhäuser Boston. ISBN 978-0-8176-3402-5.
- ^ a b Chklovskii, Dmitri B .; Schikorski, Thomas; Stevens, Charles F. (25 de abril de 2002). "Optimización del cableado en circuitos corticales". Neurona . 34 (3): 341–347. doi : 10.1016 / s0896-6273 (02) 00679-7 . PMID 11988166 . S2CID 1501543 .
- ^ a b c d Somenarian, Latchman (11 de febrero de 2012). "Neuropatología del neuropilo de la corteza prefrontal en la esquizofrenia". Trastornos psiquiátricos (tendencias y desarrollo): 1–17. Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Braak, Heiko y Eva (1986). "Aparición de hilos de neuropilos en el cerebro humano senil y en la enfermedad de Alzheimer: una tercera ubicación de filamentos helicoidales emparejados fuera de los ovillos neurofibrilares y las placas neuríticas". Cartas de neurociencia . 65 (3): 351–355. doi : 10.1016 / 0304-3940 (86) 90288-0 . PMID 2423928 . S2CID 38340590 .
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Fuentes
- Neuropil: Enciclopedia de Medicina de Roche , Dictionary Barn.
- Gazzaniga, Richard B. Ivry; Mangun, George R .; Steven, Megan S. (2009). Neurociencia cognitiva: la biología de la mente (3ª ed.). Nueva York: WW Norton. ISBN 978-0-393-92795-5.
- Eric R. Kandel; James H. Schwartz; Thomas M. Jessell, eds. (2000). Principios de la ciencia neuronal (4ª 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.
enlaces externos
- Imagen de histología: 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"
- Neuropil: base de datos centrada en células
- Imagen de histología: 3_08 en el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Oklahoma
- "Neuropil — Circuitos neuronales" - Neurociencia . 2da 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 .