Un enfoque comparativo para estudios cuantitativos de recuento celular en cerebros de mamíferos muy diferentes

Se descubrió que la plasticidad estructural cerebral puede ser notablemente diferente entre mamíferos. Por tanto, se requiere un análisis cuantitativo sistemático para ser revelado. Nuestro análisis sistemático de cerebros muy diferentes puede dar resultados comparables para situarlos en un contexto filogenético.

Para empezar, toma un plato de 12 pozos del frigorífico de 20 grados Celsius que contiene las secciones de cerebro flotante y retira unas rodajas en una placa de Petri llena de solución PBS. Selecciona las secciones y colócalas en una diapositiva. Tras teñir histológicamente las secciones, identifica los niveles cerebrales basándose en características neuroanatómicas específicas.

Defínyelo en niveles 1 a 4, usando el mismo número de secciones en serie de 40 micrómetros de grosor, y elige tres secciones coronales espaciadas de igual forma de cada nivel cerebral y realiza una tinción inmunohistoquímica. Abre el software Neurolucida en la estación de trabajo y coloca la lámina bajo el microscopio usando el objetivo seleccionado para contar células. A baja ampliación, delinea la capa cortical 2 usando la herramienta de contorno a mano libre en el menú Trazado del software.

Traza el perímetro para obtener la longitud de la capa cortical 2, incluyendo tanto paleocorteza como neocorteza. Selecciona los símbolos preferidos para contar celdas desde la barra de herramientas Marcadores. Contar las células tipo 1 identificadas por un soma pequeño con forma bipolar y un diámetro soma que varía de 3 a 9 micrómetros en cada región de interés.

Contar células tipo 2 identificadas por un soma más grande con arborización dendrítica compleja y un diámetro del soma que oscila entre 9 y 18 micrómetros. Ahora, recopila los datos para el análisis filogenético de la paleocorteza, la neocorteza y la corteza cerebral obtenidos combinando datos de la paleocorteza y la neocorteza. Recoge el perímetro de la capa cortical 2 medido en milímetros y visible en la barra de herramientas de mediciones de contorno en un archivo de hoja de cálculo.

En la misma hoja de cálculo, recoge el número de celdas de Tipo 1 y de Tipo 2 visibles en la barra de herramientas de marcadores. Calcula y registra el número total de células añadiendo células de tipo 1 y tipo 2 para cada cerebro, región y nivel cerebral usando tres secciones por nivel, para un total de 12 secciones por muestra. Utiliza los valores recogidos para calcular la densidad lineal de celdas para cada sección de cada región dividiendo el número de celdas por el perímetro en milímetros.

Calcula el porcentaje de celdas Tipo 1 y Tipo 2 dividiendo el número de celda Tipo 1 o Tipo 2 por el número total de celdas y multiplicando por 100. A continuación, calcula el porcentaje de células Tipo 1 y Tipo 2 en cada muestra usando la fórmula. Obtén el valor medio de estos porcentajes entre los cuatro especímenes considerados por especie usando la función media en la hoja de cálculo.

Utilizar la densidad celular lineal para realizar análisis filogenéticos y emplear el total de células contadas en cada sección coronal para estimar el número total de neuronas inmaduras por hemisferio. Calcula el valor mediano de densidad de las 12 secciones consideradas por muestra usando la función mediana en la hoja de cálculo. Utiliza la mediana como medida central porque la muestra por grupo es relativamente pequeña y algunos grupos presentan distribuciones asimétricas.

Utiliza la herramienta de contorno a mano alzada en el software Neurolucida para trazar una línea a lo largo del diámetro del soma perpendicular al eje principal. Mide al menos 100 células DCX positivas seleccionadas al azar de ambos tipos en cada especie utilizando 25 células por muestra en cada región cerebral para obtener el rango de diámetro del soma para células tipo 1 y tipo 2. Ahora, crea una lista de las especies analizadas en el bloc de notas usando sus nombres científicos.

Sube la lista al árbol temporal de la web. org y exportar como un archivo NWK. En Mesquite Project Software, sube el archivo NWK, integra los datos y guarda el archivo resultante como PDF.

Finalmente, en la hoja de datos creada anteriormente, añade una columna que contenga el tamaño cerebral de cada especie. Calcula el logaritmo natural de las densidades celulares positivas del DCX y el logaritmo natural del tamaño del cerebro. Realiza un análisis estadístico en el software estadístico elegido y descarga los archivos obtenidos.

Introduce los residuos en una nueva columna de la hoja de datos para que se pueda crear un gráfico residual. Las células DCX positivas en la corteza cerebral de todas las especies estudiadas mostraron consistentemente una disposición topográfica que forma una monocapa a lo largo de la capa cortical 2, incluyendo predominantemente células pequeñas, unipolares o bipolares, y una fracción menor de células complejas grandes. Las células coexpresaban PSAN-NCAM y DCX sin expresión de Ki67.

Y contenía una subpoblación de células complejas que expresaban NeuN. La densidad lineal de las neuronas corticales inmaduras variaba mucho entre especies. Los análisis comparativos filogenéticos mostraron que el grupo de Laurasiatheria tenía una mayor densidad de neuronas corticales inmaduras que los Euarchontoglires.

Se observó una fuerte covarianza entre la densidad neuronal cortical inmadura y el volumen cerebral. Y entre la densidad neuronal inmadura cortical y el perímetro de la capa neocortical 2. Nuestros hallazgos pueden revelar compensaciones evolutivas entre diferentes tipos de plasticidad y también entre distintas regiones cerebrales.