Las neuronas forman redes complicadas en el cerebro, pero sus conexiones no pueden ser aleatorias (al menos no del todo). Los cerebros funcionan de manera similar entre todos los miembros de especies individuales, y esa funcionalidad depende en gran medida de la organización de las neuronas. Además, varias regiones del cerebro tienen funciones predecibles, e incluso hay partes del cerebro donde células específicas llevan a cabo funciones especializadas ( las células de lugar son un ejemplo interesante).
¡Excelente! Sabemos que las neuronas pueden organizarse en redes muy complejas, pero ¿cómo? Necesitan encontrarse, de alguna manera.
Lo mejor que puedo adivinar es que:
En el primer caso, habría un mecanismo para buscarse unos a otros. En el segundo, habría un mecanismo para permanecer en un lugar (y crecer desde allí). ¿Cuáles son los nombres de dichos mecanismos? ¿Cómo averiguo más sobre ellos?
P: Sabemos que las neuronas pueden organizarse en redes muy complejas, pero ¿cómo?
La respuesta es su primera suposición: las neuronas encuentran otras neuronas objetivo con señales químicas específicas.
P: ¿Cuáles son los nombres de dichos mecanismos?
Este proceso se denomina guía de axones , mediante el cual los conos de crecimiento de los axones en desarrollo se dirigen para alcanzar sus objetivos. Este proceso depende de una serie de señales celulares y moleculares. Los primeros axones que crecen en cualquier región particular del cerebro se denominan axones pioneros y son los que más dependen de estas señales. Los axones posteriores pueden seguir (y divergir) de los axones anteriores por la interacción de las moléculas de adhesión celular en sus superficies. El desarrollo dendrítico también es importante para su pregunta, pero las dendritas tienden a no viajar tan lejos.
Estas son algunas de las moléculas que sabemos que participan en la guía del axón:
La lista continúa, y esta es un área de investigación activa. Cada una de estas señales es reconocida por uno o más receptores específicos en la neurona en desarrollo, que al reconocer la molécula del ligando atrae o repele el axón (o ambos, según el contexto). El reconocimiento puede funcionar ya sea de corto alcance (por contacto directo con un ligando) o de largo alcance (p. ej., mediante la detección de un gradiente de concentración), dependiendo de la señal molecular.
Para obtener más información, puede leer Sanes et al., Desarrollo del sistema nervioso .
Esta es una muy buena pregunta.
Hay señales químicas específicas, por ejemplo:
1.) Proteínas LRR, que ayudan a enviar señales a las neuronas entre sí. Se trata de proteínas transmembrana que se caracterizan por su repetición rica en leucina. Sirven como una especie de etiquetas de proteínas para otras neuronas. Estas proteínas también son conocidas en el reconocimiento de patógenos en nuestro sistema inmunológico.
2.) También tenemos Neurexinas. Esta es una proteína presináptica que ayuda a conectar las neuronas en la sinapsis. Se sabe que se unen a una familia de proteínas, las Neuroliginas. Las neurexinas también se han implicado anteriormente en el autismo/shizofrenia. La falla de las conexiones correctas probablemente conduzca a un equilibrio incorrecto de las conexiones excitatorias e inhibidoras, lo que da como resultado disfunciones en los circuitos neuronales y, en consecuencia, tales enfermedades.
https://en.wikipedia.org/wiki/Neurexina (wikipedia)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23931994 (investigación)
(http://) books.google.nl/books?id=qMe5BgAAQBAJ&pg=PA152&lpg=PA152&dq=neurons+predetermined+paths&source=bl&ots=LsYBkr431V&sig=ewc2geKBL1QUYogPXPh21tGC5Ww&hl=nl&sa=X&ved=0ahUKEwiTqJ3Z-YHOAhWLVxQKHcN2DI84ChDoAQgrMAI#v=onepage&q=neurons%20predetermined% 20caminos&f=falso (libro)
(http://) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17868438 (investigación)
Estos sitios podrían ayudar en futuras investigaciones (aparentemente no puedo publicar más de 2).
Probablemente hay muchas más proteínas involucradas, pero estas son las principales que conozco y las que he estudiado en mi educación. Los científicos también suelen afirmar que no hay un camino predeterminado, sino más bien un reordenamiento de los caminos neuronales (sugiero visitar el tercer enlace del sitio web, filosofía de la psicología, página 152).
Espero que esto te haya ayudado con tu pregunta, y si tienes más preguntas sobre cómo funcionan estas moléculas con la señalización en profundidad, estaré encantado de responderlas.
bli