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Área de Neurobiología

Información

Los proyectos del área de Neurobiología están enfocados al estudio del sistema nervioso a nivel celular y su organización dentro de circuitos funcionales que procesan la información y median en el comportamiento.

A la fecha, las investigaciones se han concentrado en el entendimiento de mecanismos de acción de enfermedades neurodegenerativas. Asimismo se ha investigado acerca del aprendizaje y la memoria mediante estudios conductuales y neuroquímicos de los efectos de distintos tipos de alojamiento animal. Además, se investiga sobre modelos animales de depresión y ansiedad, así como sobre las modificaciones epigenéticas relacionadas con el cuido materno en animales. Además, se ha desarrollado un programa de simulación computacional de las conductas de ratas para reducir su uso en investigaciones.

Propiamente la investigación en el Área de Neurobiología se inició con estudios sobre la enfermedad de Parkinson (EP) utilizando un modelo animal en ratas. Esto para evaluar los efectos antiparkinsonianos de extractos vegetales (específicamente de la planta Mucuna urens), tanto a nivel conductual como neuroquímico. También se evaluó la actividad neuroprotectora de dichos extractos en la línea célular PC-12. En este momento se están realizando estudios en diferentes líneas celulares para tratar de entender y caracterizar el mecanismo de acción del extracto crudo y de algunas de sus fracciones.

Desde el año 2006 se incorporó una línea de investigación enfocada en el estudio conductual y neuroquímico de los efectos de distintos tipos de alojamiento de animales: aislamiento, enriquecimiento ambiental y social, en diferentes estados del desarrollo animal. Se han estudiado los efectos de dichos alojamientos diferenciales sobre procesos complejos como el aprendizaje y la memoria, utilizando diversos paradigmas conductuales. Actualmente, se han desarrollado proyectos dirigidos al estudio de los efectos del alojamiento sobre la plasticidad neuronal a diferentes edades.

Se han hecho también estudios sobre las modificaciones epigenéticas relacionadas con diferencias individuales que presentan los animales en respuesta a algunas pruebas conductuales, como la prueba de nado forzado. Adicionalmente, se estudia el cuido materno y los efectos neuroconductuales que diferentes patrones de esta conducta provocan en las crías. Actualmente se encuentra en desarrollo un nuevo proyecto de investigación dirigido al estudio del Condicionamiento al Miedo que evaluará si el alojamiento tiene un efecto cuando el animal es expuesto al condicionamiento al miedo y si la reversión de ese alojamiento puede modificar la respuesta del animal cuando se encuentre en ese mismo contexto.

De acuerdo con las políticas sobre el uso de animales de laboratorio, definidas por el International Council for Laboratory Animal Science (ICLAS), destinadas , entre otros, a la reducción en el uso de animales de experimentación y a su reemplazo, si se pudiera por otros modelos o técnicas experimentales, desde el año 2009 se está trabajando en el desarrollo de un programa de simulación computacional que representa las conductas típicas de ratas adultas en el laberinto en cruz elevado (EPM, por sus siglas en inglés). Este estudio pretende, entre otras, “generar” grupos control que puedan ser contrastados con grupos experimentales principalmente sujetos al reto farmacológico con sustancias relacionadas al tratamiento de desórdenes como la ansiedad.

Para el 2012, se proyecta iniciar con otra de las posibles alternativas metodológicas a los modelos in vivo, el modelo celular (in vitro). Además de cumplir con las funciones éticas antes señaladas, los modelos in vitro ofrecen la oportunidad de ampliar los estudios en neurociencias por medio de la incorporación de nuevas técnicas y ofreciendo nuevas oportunidades de investigación. Esta nueva línea dará sus primeros pasos en nuestro país con un modelo de estrés que busca entender los mecanismos moleculares que subyacen a las diversas patologías asociadas con el estrés crónico. Asimismo, el uso de modelos in vitro nos daría las herramientas principales para la investigación con líneas celulares humanas y la utilización de células madre, una de las tecnologías con más auge en este momento y con tremendo potencial biomédico.

Desde sus inicios, y con el transcurso de los años, en el Área de Neurobiología se han utilizado varias técnicas y tecnologías para el desarrollo de cada proyecto de investigación:

Para el análisis de la conducta de los animales se han utilizado dos programas de cómputo, el Etholog (software libre) y el ANY-MAZE, con los que se ha logrado ampliar el número de conductas analizadas y se ha mejorado la precisión y la exactitud en la medición de las mismas.

A nivel de laboratorio, se ha desarrollado la técnica cromatográfica para el análisis de neurotransmisores cerebrales. Actualmente se utiliza un cromatógrafo líquido de alta resolución con detección electroquímica (HPLC-EC, por sus siglas en inglés), para el análisis de Dopamina, Norepinefrina, Serotonina y sus metabolitos, en diferentes regiones cerebrales como la corteza cerebral, el hipocampo y el estriado; y se analizan, además, con un equipo de HPLC con detección fluorimétrica, otros neurotransmisores de gran importancia para la función cerebral: el glutamato, el GABA y la glutamina.

Y también se realizan estudios morfológicos a nivel cerebral en regiones específicas, utilizando un criostato y diferentes técnicas de tinción. Se hace también inmunohistología, con la que se realizan análisis de proteínas cerebrales por medio de microscopía confocal (en colaboración con en el CIEMIC/UCR) y fluorimétrica (en colaboración con el CIET/UCR).

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