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INSTITUTO DE INVESTIGACIONES BIOLÓGICAS
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División Neurociencias

DEPARTAMENTO DE NEUROCIENCIAS INTEGRATIVAS Y COMPUTACIONALES

Unidad Asociada a la Facultad de Ciencias - Neuroanatomía Comparada

 

 

Perfiles:

 

Responsable: Dr. Angel Caputi.

Nuestras investigaciones se centran en los procesos de integración y procesamiento de señales por el sistema nervioso a distintos niveles de organización. Dos aspectos de particular énfasis en nuestro trabajo son: a) la codificación y representación de imágenes y b) el estudio de los procesos de integración sensorio-motora.

Elegimos ejemplos biológicos apropiados buscando las características que permitan el ataque de cada problema concreto desde cuatro puntos de vista: estructural, funcional, ontogénico y evolutivo.

Utilizamos diversas técnicas experimentales: a) estudiamos las propiedades celulares intrínsecas y sinápticas in vitro, b) analizamos los circuitos celulares mediante tecnicas histológicas y registros electrofisiológicos intra- y extra-celulares in vivo e in vitro, y c) determinamos las tareas cumplidas por dichos circuitos y los algoritmos involucrados en las mismas combinando dichas técnicas con estudios comportamentales. Exploramos la transición entre distintos niveles de organización y/o integración combinando técnicas y por medio de modelos computacionales.

Es política del Departamento el apoyo e impulso de líneas de investigación independientes a cargo los investigadores en desarrollo (grados 3 y 4) de modo de promover su progreso académico y su identidad como creadores de conocimiento original. Los detalles de perfil, líneas de investigación, proyectos, publicaciones y actividad docente, correspondientes a los grupos de trabajo dirigidos por las Dras Castelló y Olivera se encuentran en sus respectivos dominios web.

Participamos activamente en la docencia orientando estudiantes de post-grado. y dictando clases en cursos de la especialidad. En los últimos 3 años un estudiante ha completado su Doctorado y dos su Maestría. Estos últimos han recibido el Premio E. Prodanov a la mejor Tesis de Maestría del año (http://www.pedeciba.edu.uy/biologia/indice.php).

 

Responsable: Dra. María Castelló.

Cómo se construyen, mantienen y evolucionan los circuitos neurales, son problemas centrales de la línea de investigación principal del Laboratorio “Desarrollo y Evolución Neural” (LDEN; en formación desde 2007). Utilizamos como modelo biológico a los peces eléctricos de descarga débil americanos y africanos y nos propusimos los siguientes objetivos:


1) Describir el desarrollo anátomo-funcional del sistema electromotor-electrosensorial y global del sistema nervioso central (Pereira et al., 2007; Iribarne y Castelló, 2014; Radmilovich et al., 2016).


2) Estudiar los mecanismos involucrados en el crecimiento relativo de estructuras neurales que procesan la información electrosensorial, particularmente el papel de la información entrante y de la proliferación celular. Describimos la distribución de zonas proliferativas del sistema nervioso a lo largo del desarrollo postnatal, incluyendo la adultez (Olivera-Pasilio et al., 2014, Iribarne y Castelló, 2014; Radmilovich et al., 2016). Colaboramos con D. Peterson (Rosalind Franklin University, North Chicago, USA) para optimizar en nuestro medio la doble marcación de células proliferantes con los análogos de la timidina CldU e IdU) para caracterizar la composición celular de las zonas proliferativas. La colaboración con K Grant (CNRS, Gif sur Yvette, Francia y F.Kirschbaum (Humbolt University, Berlín, Alemania) nos permitió comenzar a utilizar a los mormíridos como modelo experimental (Radmilovich et al., 2016) e instalar una estación de reproducción de peces eléctricos en cautiverio en el IIBCE (04/2016), en la que logramos reproducir Camylomormyrus compresirostris.


3) Demostrar la capacidad neurogénica de los nichos proliferativos neurales en la vida adulta (Lasserre, 2014; Olivera, 2014; Olivera et al., 2017).


4) Desde 2015 nos proponemos la caracterización 1) fenotípica de las células madre y amplificadoras transitorias, en colaboración con M. Radmilovich (F. de Medicina, UdelaR) y 2) genómico/proteómica de señales intrínsecas y extrínsecas a las células madre y amplificadoras transitorias.


A través de estos estudios esperamos contribuir a profundizar el conocimiento del desarrollo y plasticidad del cerebro.
Recientemente, iniciamos una línea de investigación sobre enseñanza de las ciencias en colaboración con la Universidad Balear (EDU2015-64642-R (MINECO / FEDER) y el Consejo de Formación en Educación (ANEP, FSED_3_2016_1_134692).

 

 

Responsable: Dra. Silvia Olivera.

Formamos parte de un grupo interinstitucional de investigadores (IIBCE, Institut Pasteur Montevideo, Facultad de Medicina) que estudia los mecanismos moleculares que llevan a la muerte neuronal progresiva en enfermedades neurodegenerativas de creciente incidencia y alto costo socioeconómico. Creemos que el conocimiento del origen y mecanismos del proceso de neurodegeneración permitirá desarrollar estrategias preventivas o curativas. Focalizamos nuestros estudios en las células gliales pues la visión reduccionista de la neurodegeneración, que centra el proceso en la neurona y en los genes y proteínas que regulan su muerte, no explica la génesis ni la progresión de las enfermedades neurodegenerativas. Las células gliales interactúan estrechamente con las neuronas degenerantes, están afectadas en la mayoría de las enfermedades neurodegenerativas y podrían condicionar su comienzo y/o progresión. Por ello, nuestras preguntas claves son: ¿cómo contribuyen las células gliales a la instalación y mantenimiento de un proceso patológico progresivo cuyo resultado final es la degeneración neuronal?, ¿existe un fenotipo glial que explica tal proceso?, de ser así ¿éste puede ser identificado y modulado con fines terapéuticos? Hemos identificado componentes de circuitos autotóxicos progresivos característicos de la neurodegeneración, aislamos e identificamos las células AbAs ("aberrant astrocytes") de altísima neurotoxicidad e iniciamos el estudio de las células gliales en enfermedades desmielinizantes y del neurodesarrollo. Estamos estudiando la repercusión sobre el inicio y progresión de la neurodegeneración de fármacos de diseño selectivos para las AbAs, el efecto del transplante de AbAs a animales sanos y como los astrocitos repercuten sobre la desmielinización perinatal o producida por deficiencia de hierro.

 

Profiles:

 

Principal Investigator: Dr. Angel Caputi.

Our research focuses on the processes of integration and signal processing by the nervous system at different levels of organization. Two areas of particular emphasis in our work are: a) encoding and representation of images and b) the study of the processes of sensorimotor integration.

We choose appropriate biological models looking for those that allow the attack of each concrete problem from four viewpoints: structural, functional, ontogenetic and evolutionary. We use various experimental techniques: a) the study of the intrinsic cellular and synaptic properties in vitro, b) the analysis of neural circuits using histological and electrophysiological techniques mainly intra-and extra-cellular, in vivo and in vitro, recordings, and c) the determination of the tasks and algorithms performed by these circuits combining these techniques with behavioral studies. We also explore the transition between different levels of organization and/or integration by combining experimental and computational models.

Our Department policy is to support and promote independent lines of research by researchers in development (grades 3 and 4) in order to promote academic progress and their identity as creators of original knowledge.

We actively participate in guiding teaching graduate students teaching classes and specialty courses. In the last three years one student was graduated as PhD and two students finish their Masters studies. These two received the Prodanov award (PEDECIBA) to the best Master Thesis of the year (http://www.pedeciba.edu.uy/biologia/indice.php).

 

Principal Investigator: Dra. María Castelló.

How the neural circuits are built, maintained and evolved are central problems of the main research line of the Laboratory "Development and Neural Evolution" (LDEN, in formation since 2007). We used as a biological model American and African weakly electric fish, and we proposed the following objectives:


1) To describe the anatomo-functional development of the electromotor-electrosensory and global system of the central nervous system (Pereira et al., 2007, Iribarne and Castelló, 2014, Radmilovich et al., 2016).


2) To study the mechanisms involved in the relative growth of neural structures that process electrosensory information, particularly the role of incoming information and cell proliferation. We described the distribution of proliferative zones of the nervous system throughout postnatal development, including adulthood (Olivera-Pasilio et al., 2014, Iribarne and Castelló, 2014; Radmilovich et al., 2016). We collaborated with D. Peterson (Rosalind Franklin University, North Chicago, USA) to optimize in our institute the double thymidine analog labeling technique to characterize the cellular composition of proliferative zones. The collaboration with K Grant (CNRS, Gif sur Yvette, France and F.Kirschbaum (Humbolt University, Berlin, Germany) allowed us to start using the mormyrids as an experimental model (Radmilovich et al., 2016) and to install a breeding station at the IIBCE (04/2016), in which we were able to reproduce Camylomormyrus compresirostris.


3) Demonstrate the neurogenic capacity of neural proliferative niches in adult life (Lasserre, 2014, Olivera, 2014, Olivera et al., 2017).


4) Since 2015 we propose the 1) phenotypic characterization of transient stem cells and amplifiers, in collaboration with M. Radmilovich (F. de Medicina, UdelaR) and 2) genomic / proteomic of signals intrinsic and extrinsic to stem cells and amplifiers Transitory.


Through these studies we hope to contribute to deepen the knowledge of the development and plasticity of the brain.
Recently, we started a research line on teaching science in collaboration with the Balearic University (EDU2015-64642-R (MINECO / FEDER) and the Education Training Council (ANEP, FSED_3_2016_1_134692).

 

Principal Investigator: Dra. Silvia Olivera.

We are members of an interinstitutional group (IIBCE, Institut Pasteur Montevideo, School of Medicine) of scientists that study the molecular mechanisms underlying the progressive neuronal death occurring in neurodegenerative diseases of increasing incidence and high social and econonomic costs. We believe the knowledge of the origin and mechanisms of the neurodegenerative process will colaborate with the design and development of preventive and curative strategies. We focuse our studies on glial cells since the neurocentric point of view that center the neurodegenerative process on the neuron and the genes and proteins that regulate its death, did not explain neither the genesis nor the progression of neurodegenerative diseases. Glial cells closely interact with degenerating neurons, are affected in most of neurodegenerative diseases and might condition its onset and/or progression. Our main questions are: how glial cells contribute to the installation and maintainement of a progressive pathological process that finally results in neuronal degeneration?, does exist a glial phenotype that explain such process? and, if this is the case, such glial phenotype could be identified and modulated for terapeuthical purposes? Up to now, we have identified components of progressive autotoxic loops that are characteristic features of neurodegeneration, isolated and identified highly neurotoxic AbA (aberrant astrocytes) cells, and initiated the study of glial cells on some demyelinating and neurodevelopmental diseases. Now, we are studying the influence of designed drugs selective for AbAs on neurodegeneration onset and progression, the effect of AbAs transplant on healthy animals, and how astrocytes influence perinatal or iron deficiency-induced demyelination.

actualizado el 11-08-2017.