En el estado de reposo, es decir, en ausencia de estímulos externos o de tareas realizadas por el individuo, ciertos grupos de neuronas presentan una actividad síncrona resultante de conexiones con otras áreas cerebrales. El mapeo de estas diferentes conexiones está compuesto por redes funcionales llamadas "de reposo" y constituye el conectoma funcional.
Estas redes, que están involucradas en funciones como la consolidación de la memoria o el reprocesamiento de datos visuales o auditivos, evolucionan a lo largo de la vida y pueden ser alteradas por enfermedades neurológicas. Por lo tanto, estos factores deben tenerse en cuenta para interpretar correctamente imágenes de IRM funcional (IRMf), especialmente cuando se trata de establecer un tratamiento para pacientes con enfermedades neurológicas o víctimas de un ACV.
Un equipo del Centro de Resonancia Magnética Biológica y Médica (CRMBM, CNRS/Universidad de Aix-Marsella), en colaboración con el Instituto de Neurociencias de los Sistemas (INS, Universidad de Aix-Marsella/Inserm), ha realizado un estudio piloto que revela el impacto del sexo, la edad y la alternancia día/noche en la conectividad cerebral de ratones en reposo, observada mediante IRMf.
La IRMf, sensible a las variaciones locales de flujo y oxigenación de la sangre inducidas por la activación de las neuronas, permite evidenciar las redes de neuronas activadas simultáneamente en el estado de reposo. Ratones adultos machos y hembras, de 5 y 14 meses de edad, fueron examinados mediante IRMf de reposo en cuatro momentos del ciclo día/noche (10h00, 16h00, 21h00, 04h00).
(A-B) Estudio mediante IRMf de los efectos del ciclo día/noche, del sexo y la edad en el conectoma funcional de reposo del ratón. Los ratones son estudiados a 2 edades diferentes (5 y 14 meses) y en 4 momentos del ciclo día/noche (10h00, 16h00, 21h00, 04h00), en un escáner IRM.
(C) La red sensoriomotora implicada en la percepción sensorial y la actividad motora es una de las redes funcionales conocidas, encontrada en el estudio del CRMBM.
(D) Ejemplo que muestra el efecto del sexo en una de las nuevas redes identificadas por el CRMBM: aumento de la actividad cerebral en las estructuras relacionadas con la memoria en machos en comparación con hembras a 5 meses, independientemente de la condición de iluminación. CL = condición luminosa, CN = condición nocturna, Hippo = hipocampo, Mes = mesencéfalo, Th = tálamo, Vis = corteza visual, Cerv = cerebelo.
© Armelle Lokossou, CRMBM/INS.
Los resultados han revelado 16 redes funcionales en el estado de reposo, de las cuales 5 son nuevas, y demuestran la influencia de las variables estudiadas en el conectoma funcional de los ratones. Así, las imágenes de IRMf mostraron que la actividad de una red implicada en la memorización era más fuerte en los ratones machos que en las hembras (todos de 5 meses), independientemente de las condiciones de luz.
Por otra parte, en las ratonas de 14 meses (la experiencia no pudo ser realizada con machos), se observa un aumento significativo de la actividad de la glándula pineal durante los periodos de oscuridad. La glándula pineal controla la producción de melatonina, hormona que juega un papel central en la regulación de los ritmos biológicos.
Este primer estudio demuestra la necesidad de tener en cuenta, en la interpretación de las imágenes de IRMf en reposo, parámetros como la edad, el sexo y la alternancia día/noche de los ratones usados en la investigación como modelos de estudio de las alteraciones del conectoma funcional en enfermedades como la epilepsia o la enfermedad de Alzheimer.
Referencias:
Impact of the day/night cycle on functional connectome in ageing male and female mice.
Houéfa Armelle Lokossou, Giovanni Rabuffo, Monique Bernard, Christophe Bernard, Angèle Viola, Teodora-Adriana Perles-Barbacaru.
NeuroImage, 15 de abril de 2024, 120576.
https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120576
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