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Tuesday, February 02, 2016

HUMAN NEURAL PRUNING



HUMAN NEURAL PRUNING
Humans are born with an immense number of neurons and neural interconnections, associated to 2 pruning (remodeling), important neuronal processes. The first begins at birth and ends around 5 years. Later, during adolescence   it is performed the second and final human neuronal pruning (which can last up to 30 years: Bianchi et al. Synaptogenesis and development of pyramidal neurondendritic morphology in the neocortex chimpanzee Resembles humans PNAS, 2013), leading to a new generation of neurons and interconnections conforming the final adult brain. According to most experts this second pruning (which decreases considerably the number of neurons and neural connections in the prefrontal cortex), creates a distortion of adolescent mental acuity and memory including the perception of inner voices. A process that can last up to 1 year. Although these neural pruning is done in almost all mammals, we lack   information to know if our cousins ​​the chimpanzees enjoy a second neural pruning similar to ours. We think not, because a chimpanzee is  born with 70% of his brain formed (humans are born with only 25% of his brain formed). If our hypothesis is correct, this second neural pruning missing in chimpanzees could solve certain questions: is the second human neuronal pruning an evolutionary expression of a genetic change that conform the final configuration of the human cerebral cortex? If so, the chances of inducing cognitive-intellectual current changes in the brains of chimpanzees (similar to what occurred in humans), would be open. An outstanding job (candidate to breakthrough of the year: 2016), conducted by the American geneticists: Steven McCarroll(Harvard University) and Bete Stevens (Boston Children Hospital), focused on discovering the genetic causes of human schizophrenia, has almost shown that excessive human neuronal pruning during adolescence (less frequently in other ages), would be the cause of schizophrenia. The authors note that   genes  and  involved molecular mechanisms in pruning, are located in the locus of the Major Histocompatibility Complex (MHC), affecting various alleles (genes), linked to the complement (C4), having these widely varying levels of brain   expression, in which each common C4 allele may be associated with schizophrenia, especially if there is a tendency to overexpress C4A. The C4 protein is usually located in neuronal synapses, dendrites, axons and brain bodies. At least, in mice, there is a definitive evidence of elimination of synapses mediated by C4 during the postnatal period. In humans, C4 excessive activity prunes too many neurons (histological findings found in brains of humans with schizophrenia). Thus, a genetic variant of C4 seems to facilitate an aggressive cut of neural connections that could start a schizophrenic process.

REMODELACIONES  (PODAS) NEURONALES HUMANAS

Los  humanos nacen con un inmenso número de neuronas e interconexiones  neurales,  proceso asociado a 2 podas (remodelaciones) neuronales  importantes. La primera se inicia al nacer y termina alrededor de los  5 años. Más tarde,  durante la adolescencia se realiza la segunda y última poda neuronal  humana (que puede durar hasta los 30 años: Bianchi et al : Synaptogenesis and development of pyramidal neuron dendritic morphology in the chimpanzee neocortex resembles humans. PNAS, 2013),   dando  paso a  una nueva generación de neuronas e interconexiones definitivas conformantes del cerebro adulto. Según la  mayoría de especialistas esta segunda poda (que disminuye de modo importante el número de   neuronas y conexiones neurales de la corteza prefrontal), origina en  adolescentes una distorsión  de la agudeza mental y  la memoria incluyendo  la percepción de voces internas. Un proceso que  puede durar hasta 1 año. Aunque estas podas neuronales se realizan en casi todos los mamíferos, adolecemos de información para saber si nuestros primos: los chimpancés disfrutan de una segunda poda neuronal semejante a la nuestra. Creemos que no, porque un chimpancé nace con un 70% de su cerebro formado (los humanos nacen con apenas  25% de su cerebro formado). Si nuestra hipótesis fuese correcta,  esta segunda poda neuronal faltante en  chimpancés podría resolver  ciertas  interrogantes: ¿es la segunda poda neuronal humana, la expresión evolutiva de un cambio genético que promovió el crecimiento del tamaño  y   nueva configuración neuronal de la corteza cerebral humana? Si  fuese  así,  las posibilidades de  inducir cambios cognitivo-intelectuales en  cerebros de  chimpancés actuales (semejante al ocurrido en  humanos), estarían  abiertas.  Un destacado  trabajo (candidato a breaktrough del año 2016), de los genetistas americanos: Steven McCarroll (Universidad de Harvard) y Bete Stevens, (Boston Children Hospital), focalizado en descubrir las causas  genéticas de la esquizofrenia  humana, ha casi demostrado  que una excesiva poda neuronal  humana durante  la adolescencia (con menor frecuencia en otras edades), sería la causa de la esquizofrenia.  Los autores señalan que los genes y mecanismos moleculares comprometidos están ubicados en  el  locus del Complejo  Mayor  de  Histocompatibilidad  (CMH), afectando a diversos alelos (genes), estructurales, ligados al   complemento  (C4), teniendo estos  niveles ampliamente variables de  expresión   cerebral, en el que  cada alelo C4 común podría asociarse con la esquizofrenia, si existiese una tendencia a sobrexpresar  C4A. La proteína C4,  se localiza normalmente  en las sinapsis neuronales, dendritas, axones y cuerpos cerebrales. En ratones existen pruebas definitivas de eliminación de sinapsis mediada por   C4, durante el periodo postnatal. Una excesiva  actividad de   C4 en humanos podaría demasiadas neuronas (hallazgo histológico comprobado en cerebros  de humanos  con  esquizofrenia. Así, una   variante genética de C4, facilitaría un agresivo corte de conexiones neuronales que podrían iniciar un proceso esquizofrénico.  

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