RESUMO

Resumen La aparición de convulsiones es frecuente durante el periodo neonatal debido a las características de inma durez funcional del cerebro es este periodo. La aparición de estas convulsiones puede llevar a un diagnóstico de epilepsia neonatal, que suele estar asociado a alteracio nes estructurales del cerebro durante el neurodesarrollo. Aproximadamente el 50% de las personas con epilepsia activa padecen al menos un trastorno médico comórbi do, y esto hace que cambie la evolución de la epilepsia. La presencia de trastornos neurológicos que preceden a la aparición de la epilepsia indica que alteraciones es tructurales y/o funcionales del cerebro subyacentes pue den ser causa de la predisposición a padecer epilepsia y de los procesos comórbidos de manera independiente. En esta revisión describimos los procesos cerebrales estructurales y funcionales que subyacen a la aparición de epilepsia neonatal y sus comorbilidades.

Abstract The occurrence of seizures is frequent during the neonatal period due to the functional immaturity of the brain.The presence of these seizures may lead to a diagnosis of neonatal epilepsy, which is usually as sociated with structural alterations of the brain during neurodevelopment. Approximately 50% of people with active epilepsy have at least one comorbid medical di sorder, and the existence of a comorbid process changes the course of the epilepsy. The presence of neurologic disorders preceding the onset of epilepsy indicates that underlying neurobiological alterations may indepen dently cause the predisposition to epilepsy and comor bid processes. In this review we describe the structural and functional brain processes underlying the onset of neonatal epilepsy and its comorbidities.

RESUMO

The occurrence of seizures is frequent during the neonatal period due to the functional immaturity of the brain.The presence of these seizures may lead to a diagnosis of neonatal epilepsy, which is usually associated with structural alterations of the brain during neurodevelopment. Approximately 50% of people with active epilepsy have at least one comorbid medical disorder, and the existence of a comorbid process changes the course of the epilepsy. The presence of neurologic disorders preceding the onset of epilepsy indicates that underlying neurobiological alterations may independently cause the predisposition to epilepsy and comorbid processes. In this review we describe the structural and functional brain processes underlying the onset of neonatal epilepsy and its comorbidities.

La aparición de convulsiones es frecuente durante el periodo neonatal debido a las características de inmadurez funcional del cerebro es este periodo. La aparición de estas convulsiones puede llevar a un diagnóstico de epilepsia neonatal, que suele estar asociado a alteraciones estructurales del cerebro durante el neurodesarrollo. Aproximadamente el 50% de las personas con epilepsia activa padecen al menos un trastorno médico comórbido, y esto hace que cambie la evolución de la epilepsia. La presencia de trastornos neurológicos que preceden a la aparición de la epilepsia indica que alteraciones estructurales y/o funcionales del cerebro subyacentes pueden ser causa de la predisposición a padecer epilepsia y de los procesos comórbidos de manera independiente. En esta revisión describimos los procesos cerebrales estructurales y funcionales que subyacen a la aparición de epilepsia neonatal y sus comorbilidades.

Assuntos

RESUMO

Resumen La pandemia COVID-19 se extendió por todo por a la enorme capacidad del coronavirus SARS-CoV-2 para transmitirse entre humanos. El COVID-19 es una amenaza para la salud pública mundial. La entrada de este virus en las células se ve muy facilitada por la presencia de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en la membrana celular. Hoy en día no tenemos un conocimiento preciso de cómo se expresa este receptor en el cerebro durante el desarrollo humano y, como consecuencia, no sabemos si las células neurales en desarrollo son susceptibles de ser infectadas a través de la transmisión de madre a feto. Revisamos en este artículo los conocimientos sobre la expresión de ACE2 en el cerebro humano en desarrollo, con especial atención a la etapa fetal. Esta etapa corresponde al periodo de formación de la corteza cerebral. La posibilidad de infección por SARS-CoV-2 durante el periodo fetal puede alterar el desarrollo normal de la corteza cerebral. Así pues, aunque se han publicado pocos casos demostrando la transmisión vertical de la infección por SARS-CoV-2, el gran número de jóvenes infectados puede representar un problema sanitario que necesite seguimiento, por la posibilidad de que se originen alteraciones cognitivas y anomalías en el desarrollo de los circuitos corticales, que pueden representar predisposición a padecer problemas mentales a lo largo de la vida.

Abstract The COVID-19 pandemic spread around the world due to the enormous transmission of the SARS-CoV-2 among humans. COVID-19 represents a threat to global public health. The entry of this virus into cells is greatly facilitated by the presence of angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) in the cell membrane. Today we do not have a precise understanding of how this receptor expresses in the brain during human development and, as a consequence, we do not know whether neural cells in the developing brain are susceptible to infection. We review the knowledge about ACE2 expression in the developing human brain, with special attention to the fetal stage. This stage corresponds to the period of the cerebral cortex formation. Therefore, SARS-CoV-2 infection during the fetal period may alter the normal development of the cerebral cortex. Although few cases have been published demonstrating vertical transmission of SARS-CoV-2 infection, the large number of infected young people may represent a problem which requires health surveillance, due to the possibility of cognitive alterations and abnormalities in the development of cortical circuits that may represent a predisposition to mental problems later in life.

RESUMO

The COVID-19 pandemic spread around the world due to the enormous transmission of the SARSCoV-2 among humans. COVID-19 represents a threat to global public health. The entry of this virus into cells is greatly facilitated by the presence of angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) in the cell membrane. Today we do not have a precise understanding of how this receptor expresses in the brain during human development and, as a consequence, we do not know whether neural cells in the developing brain are susceptible to infection. We review the knowledge about ACE2 expression in the developing human brain, with special attention to the fetal stage. This stage corresponds to the period of the cerebral cortex formation. Therefore, SARS-CoV-2 infection during the fetal period may alter the normal development of the cerebral cortex. Although few cases have been published demonstrating vertical transmission of SARS-CoV-2 infection, the large number of infected young people may represent a problem which requires health surveillance, due to the possibility of cognitive alterations and abnormalities in the development of cortical circuits that may represent a predisposition to mental problems later in life.

La pandemia COVID-19 se extendió por todo por a la enorme capacidad del coronavirus SARS-CoV-2 para transmitirse entre humanos. El COVID-19 es una amenaza para la salud pública mundial. La entrada de este virus en las células se ve muy facilitada por la presencia de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en la membrana celular. Hoy en día no tenemos un conocimiento preciso de cómo se expresa este receptor en el cerebro durante el desarrollo humano y, como consecuencia, no sabemos si las células neurales en desarrollo son susceptibles de ser infectadas a través de la transmisión de madre a feto. Revisamos en este artículo los conocimientos sobre la expresión de ACE2 en el cerebro humano en desarrollo, con especial atención a la etapa fetal. Esta etapa corresponde al periodo de formación de la corteza cerebral. La posibilidad de infección por SARS-CoV-2 durante el periodo fetal puede alterar el desarrollo normal de la corteza cerebral. Así pues, aunque se han publicado pocos casos demostrando la transmisión vertical de la infección por SARS-CoV-2, el gran número de jóvenes infectados puede representar un problema sanitario que necesite seguimiento, por la posibilidad de que se originen alteraciones cognitivas y anomalías en el desarrollo de los circuitos corticales, que pueden representar predisposición a padecer problemas mentales a lo largo de la vida.

Assuntos

RESUMO

Most of the studies on neurochemical mapping, connectivity, and physiology in the hypothalamic region were carried out in rats and under the columnar morphologic paradigm. According to the columnar model, the entire hypothalamic region lies ventrally within the diencephalon, which includes preoptic, anterior, tuberal, and mamillary anteroposterior regions, and sometimes identifying dorsal, intermediate, and ventral hypothalamic partitions. This model is weak in providing little or no experimentally corroborated causal explanation of such subdivisions. In contrast, the modern prosomeric model uses different axial assumptions based on the parallel courses of the brain floor, alar-basal boundary, and brain roof (all causally explained). This model also postulates that the hypothalamus and telencephalon jointly form the secondary prosencephalon, separately from and rostral to the diencephalon proper. The hypothalamus is divided into two neuromeric (transverse) parts called peduncular and terminal hypothalamus (PHy and THy). The classic anteroposterior (AP) divisions of the columnar hypothalamus are rather seen as dorsoventral subdivisions of the hypothalamic alar and basal plates. In this study, we offered a prosomeric immunohistochemical mapping in the rat of hypothalamic cells expressing tyrosine hydroxylase (TH), which is the enzyme that catalyzes the conversion of L-tyrosine to levodopa (L-DOPA) and a precursor of dopamine. This mapping was also combined with markers for diverse hypothalamic nuclei [agouti-related peptide (Agrp), arginine vasopressin (Avp), cocaine and amphetamine-regulated transcript (Cart), corticotropin releasing Hormone (Crh), melanin concentrating hormone (Mch), neuropeptide Y (Npy), oxytocin/neurophysin I (Oxt), proopiomelanocortin (Pomc), somatostatin (Sst), tyrosine hidroxilase (Th), and thyrotropin releasing hormone (Trh)]. TH-positive cells are particularly abundant within the periventricular stratum of the paraventricular and subparaventricular alar domains. In the tuberal region, most labeled cells are found in the acroterminal arcuate nucleus and in the terminal periventricular stratum. The dorsal retrotuberal region (PHy) contains the A13 cell group of TH-positive cells. In addition, some TH cells appear in the perimamillary and retromamillary regions. The prosomeric model proved useful for determining the precise location of TH-positive cells relative to possible origins of morphogenetic signals, thus aiding potential causal explanation of position-related specification of this hypothalamic cell type.

RESUMO

Resumen La neurociencia moderna aborda el problema de funcionamiento global del cerebro para poder comprender los procesos neurobiológicos que subyacen a las funciones mentales, y especialmente, a la consciencia. La actividad cerebral está basada en el intercambio de información entre neuronas a través de contactos llamados sinapsis. Las neuronas forman redes de conexión entre ellas (circuitos), que están dedicados a procesar una parcela específica de información (visual, auditiva, motora…). Los circuitos establecen redes entre ellos, combinando diferentes modalidades de información para generar lo que conocemos como actividad mental. El estudio de las conexiones entre regiones corticales, que se ha llamado conectoma, está siendo abordado mediante técnicas de neuroimagen como la resonancia magnética nuclear, que aportan datos sobre la densidad de conexiones del cerebro. La capacidad del cerebro de crear nuevas conexiones en función de la experiencia (plasticidad cerebral), sugiere que el conectoma es una estructura dinámica en constante interacción con estímulos externos e internos. La pregunta sobre si el conocimiento del conectoma de un individuo nos per mitiría predecir su conducta parece que todavía no tiene respuesta clara, porque no conocemos los parámetros físicos que ligan la complejidad de las conexiones del cerebro con la aparición de las funciones mentales y de la consciencia. Por el momento, parece que la compleja e impredecible conducta no es el simple resultado de procesos lineales de interacción neuronal. La incertidumbre prima al determinismo, lo que abre la puerta a la posibilidad de un mecanismo cuántico para explicar la consciencia.

Abstract Modern neuroscience addresses the problem of the global functioning of the brain in order to understand the neurobiological processes that underlie mental functions, and especially, consciousness. Brain activity is based on the exchange of infor mation between neurons through contacts or synapses. Neurons form networks of connection between them (circuits), which are dedicated to processing a specific type of information (visual, auditory, motor…). The circuits establish networks among themselves, combining different modalities of information to generate what we know as mental activity. The study of connections between cortical regions, which has been called connectome, is being approached through neuroimaging techniques such as nuclear magnetic resonance that provide data on the density of connections in the brain. The brain's ability to create new connections based on experience (brain plasticity) suggests that the connectome is a dynamic structure in constant interaction with external and internal stimuli. The question about whether knowledge of an individual's connectome would allow us to predict his or her behavior seems to have no clear answer yet, because we do not know the physical parameters that link the complexity of the brain's connections with the appearance of mental functions and consciousness. At the moment, it seems that the complex and unpredictable behavior is not the simple result of linear processes of neuronal interaction. Uncertainty prevails over determinism, which opens the door to the possibility of a quantum mechanism to explain consciousness.

RESUMO

Modern neuroscience addresses the problem of the global functioning of the brain in order to understand the neurobiological processes that underlie mental functions, and especially, consciousness. Brain activity is based on the exchange of information between neurons through contacts or synapses. Neurons form networks of connection between them (circuits), which are dedicated to processing a specific type of information (visual, auditory, motor ...). The circuits establish networks among themselves, combining different modalities of information to generate what we know as mental activity. The study of connections between cortical regions, which has been called connectome, is being approached through neuroimaging techniques such as nuclear magnetic resonance that provide data on the density of connections in the brain. The brain's ability to create new connections based on experience (brain plasticity) suggests that the connectome is a dynamic structure in constant interaction with external and internal stimuli. The question about whether knowledge of an individual's connectome would allow us to predict his or her behavior seems to have no clear answer yet, because we do not know the physical parameters that link the complexity of the brain's connections with the appearance of mental functions and consciousness. At the moment, it seems that the complex and unpredictable behavior is not the simple result of linear processes of neuronal interaction. Uncertainty prevails over determinism, which opens the door to the possibility of a quantum mechanism to explain consciousness.

La neurociencia moderna aborda el problema de funcionamiento global del cerebro para poder comprender los procesos neurobiológicos que subyacen a las funciones mentales, y especialmente, a la consciencia. La actividad cerebral está basada en el intercambio de información entre neuronas a través de contactos llamados sinapsis. Las neuronas forman redes de conexión entre ellas (circuitos), que están dedicados a procesar una parcela específica de información (visual, auditiva, motora ...). Los circuitos establecen redes entre ellos, combinando diferentes modalidades de información para generar lo que conocemos como actividad mental. El estudio de las conexiones entre regiones corticales, que se ha llamado conectoma, está siendo abordado mediante técnicas de neuroimagen como la resonancia magnética nuclear, que aportan datos sobre la densidad de conexiones del cerebro. La capacidad del cerebro de crear nuevas conexiones en función de la experiencia (plasticidad cerebral), sugiere que el conectoma es una estructura dinámica en constante interacción con estímulos externos e internos. La pregunta sobre si el conocimiento del conectoma de un individuo nos permitiría predecir su conducta parece que todavía no tiene respuesta clara, porque no conocemos los parámetros físicos que ligan la complejidad de las conexiones del cerebro con la aparición de las funciones mentales y de la consciencia. Por el momento, parece que la compleja e impredecible conducta no es el simple resultado de procesos lineales de interacción neuronal. La incertidumbre prima al determinismo, lo que abre la puerta a la posibilidad de un mecanismo cuántico para explicar la consciencia.

Assuntos

RESUMO

Inherited metabolism disorders are serious childhood diseases that lead to significant cognitive impairment and regression of psychomotor development. The pathophysiology of the neural progressive deterioration is usually associated with severe neuroinflammation and demyelination, and as a consequence, neurodegeneration. At the moment they have no adequate treatment and require early and aggressive therapeutic approaches, which entail high mortality rates and, very frequently, low degrees of functional improvement and survival. Bone marrow transplantation and bone marrow mesenchymal cells grafts are therapeutic and experimental therapies that improve the course of these diseases through different mechanisms of action: enzyme replacement, membrane exchange and regulation of the inflammatory process.

Los trastornos heredados del metabolismo son enfermedades graves de la infancia que cursan con un gran deterioro cognitivo y del desarrollo psicomotor. La fisiopatología del progresivo deterioro del sistema nervioso suele estar asociada a una severa neuroinflamación y desmielinización, y como consecuencia, neurodegeneración. Por el momento no tienen cura y precisan de actitudes terapéuticas precoces y agresivas, que conllevan altas tasas de mortalidad y, muy frecuentemente, escasos grados de mejoría funcional y supervivencia. El trasplante de médula ósea y de células mesenquimales de médula ósea son terapias de elección y experimentales que consiguen mejorar el curso de estas enfermedades mediante diferentes mecanismos de acción: remplazo de enzima deficiente, intercambio de membranas y regulación del proceso inflamatorio.

Assuntos

RESUMO

Los trastornos heredados del metabolismo son enfermedades graves de la infancia que cursan con un gran deterioro cognitivo y del desarrollo psicomotor. La fisiopatología del progresivo deterioro del sistema nervioso suele estar asociada a una severa neuroinflamación y desmielinización, y como consecuencia, neurodegeneración. Por el momento no tienen cura y precisan de actitudes terapéuticas precoces y agresivas, que conllevan altas tasas de mortalidad y, muy frecuentemente, escasos grados de mejoría funcional y supervivencia. El trasplante de médula ósea y de células mesenquimales de médula ósea son terapias de elección y experimentales que consiguen mejorar el curso de estas enfermedades mediante diferentes mecanismos de acción: remplazo de enzima deficiente, intercambio de membranas y regulación del proceso inflamatorio.

Inherited metabolism disorders are serious childhood diseases that lead to significant cognitive impairment and regression of psychomotor development. The pathophysiology of the neural progressive deterioration is usually associated with severe neuroinflammation and demyelination, and as a consequence, neurodegeneration. At the moment they have no adequate treatment and require early and aggressive therapeutic approaches, which entail high mortality rates and, very frequently, low degrees of functional improvement and survival. Bone marrow transplantation and bone marrow mesenchymal cells grafts are therapeutic and experimental therapies that improve the course of these diseases through different mechanisms of action: enzyme replacement, membrane exchange and regulation of the inflammatory process.

Assuntos

RESUMO

Los trastornos del espectro autista (TEA) son una alteración funcional de la corteza cerebral, que presenta anomalías estructurales del neurodesarrollo que afectan fundamentalmente a la función sináptica y el patrón de conexiones dentro y entre columnas corticales. Desde su aspecto etiológico, el TEA tiene una importante carga genética, considerándose un desorden derivado de una combinación de mutaciones "de novo", asociadas a una predisposición derivada de variaciones comunes heredadas. Las principales anomalías genéticas asociadas a TEA implican genes que codifican proteínas de la sinapsis. Así, en pacientes con TEA se han descrito alteraciones del desarrollo inicial de las sinapsis en los circuitos de conexión entre áreas corticales de procesamiento complejo. La complejidad molecular observada en la predisposición a desarrollar un TEA, junto con la diversidad de fenotipos estructurales neuronales, ha hecho que los modelos animales reproduzcan solo parcialmente el TEA. Para avanzar en el estudio experimental se hace pues necesario desarrollar modelos más representativos, como son los modelos celulares derivados de células humanas. En las últimas décadas, el desarrollo de la biología de las células madre nos da medios para acceder a paradigmas experimentales sobre células derivadas de individuos con TEA. Actualmente, los modelos de células plutipotentes inducidas (IPs) derivadas de células humanas permiten profundizar en el estudio de las bases moleculares y celulares del TEA. Sin embargo, presentan problemas inherentes derivados de la manipulación experimental que conlleva la reprogramación de la expresión génica, por lo que otros modelos celulares se están también postulando como válidos.

Autism Spectrum Disorders (ASD) are a functional alteration of the cerebral cortex, which presents structural neurodevelopmental anomalies that affect synaptic function and the pattern of connections within and between cortical columns. From its etiological aspect, ASD has an important genetic load, considering a polygenic disorder, derived from a combination of "de novo" genetic mutations, associated to a predisposition derived from common inherited variations. The main genetic anomalies associated with ASD involve genes that encode proteins of the synapse. Thus, in patients with ASD, alterations in the initial development of the synapses have been described in the connection circuits between complex processing cortical areas. The molecular complexity observed in the predisposition to develop an ASD, together with the diversity of structural phenotypes, has made animal models reproduce only partially the ASD. To advance in the experimental study it is therefore necessary to develop representative models, such as cellular models derived from human cells. In recent decades, the advances in stem cell biology give us a way to apply experimental paradigms in cells derived from individuals with ASD. Currently, induced pluripotent cells (IPs) derived from human adult cells allow deepening the study of molecular and cellular bases of the neuronal development in humans, as well as the anomalies in this development, which give rise to disorders such as ASD. However, they present inherent problems derived from the experimental manipulation that involves the reprogramming of gene expression, therefore other models are also been explored.

Assuntos

RESUMO

Autism Spectrum Disorders (ASD) are a functional alteration of the cerebral cortex, which presents structural neurodevelopmental anomalies that affect synaptic function and the pattern of connections within and between cortical columns. From its etiological aspect, ASD has an important genetic load, considering a polygenic disorder, derived from a combination of "de novo" genetic mutations, associated to a predisposition derived from common inherited variations. The main genetic anomalies associated with ASD involve genes that encode proteins of the synapse. Thus, in patients with ASD, alterations in the initial development of the synapses have been described in the connection circuits between complex processing cortical areas. The molecular complexity observed in the predisposition to develop an ASD, together with the diversity of structural phenotypes, has made animal models reproduce only partially the ASD. To advance in the experimental study it is therefore necessary to develop representative models, such as cellular models derived from human cells. In recent decades, the advances in stem cell biology give us a way to apply experimental paradigms in cells derived from individuals with ASD. Currently, induced pluripotent cells (IPs) derived from human adult cells allow deepening the study of molecular and cellular bases of the neuronal development in humans, as well as the anomalies in this development, which give rise to disorders such as ASD. However, they present inherent problems derived from the experimental manipulation that involves the reprogramming of gene expression, therefore other models are also been explored.

Los trastornos del espectro autista (TEA) son una alteración funcional de la corteza cerebral, que presenta anomalías estructurales del neurodesarrollo que afectan fundamentalmente a la función sináptica y el patrón de conexiones dentro y entre columnas corticales. Desde su aspecto etiológico, el TEA tiene una importante carga genética, considerándose un desorden derivado de una combinación de mutaciones "de novo", asociadas a una predisposición derivada de variaciones comunes heredadas. Las principales anomalías genéticas asociadas a TEA implican genes que codifican proteínas de la sinapsis. Así, en pacientes con TEA se han descrito alteraciones del desarrollo inicial de las sinapsis en los circuitos de conexión entre áreas corticales de procesamiento complejo. La complejidad molecular observada en la predisposición a desarrollar un TEA, junto con la diversidad de fenotipos estructurales neuronales, ha hecho que los modelos animales reproduzcan solo parcialmente el TEA. Para avanzar en el estudio experimental se hace pues necesario desarrollar modelos más representativos, como son los modelos celulares derivados de células humanas. En las últimas décadas, el desarrollo de la biología de las células madre nos da medios para acceder a paradigmas experimentales sobre células derivadas de individuos con TEA. Actualmente, los modelos de células plutipotentes inducidas (IPs) derivadas de células humanas permiten profundizar en el estudio de las bases moleculares y celulares del TEA. Sin embargo, presentan problemas inherentes derivados de la manipulación experimental que conlleva la reprogramación de la expresión génica, por lo que otros modelos celulares se están también postulando como válidos.

Assuntos