La asignatura de Neurofisiología Celular ofrece un análisis en profundidad de las características celulares y moleculares de las neuronas. Entre los temas principales se incluyen los componentes celulares del sistema nervioso, el desarrollo del SNC y la organización y función de las regiones sinápticas y no sinápticas de las neuronas. El curso examina las funciones de las estructuras presinápticas y postsinápticas, la polaridad axonal y dendrítica, y la dinámica de las vesículas sinápticas, profundizando en los mecanismos subyacentes a la plasticidad sináptica y al aprendizaje. Los estudiantes también estudiarán las respuestas ante lesiones, los procesos de reparación y las diferencias en la capacidad regenerativa entre el SNC y el SNP. El curso concluye con un análisis de las uniones comunicantes en la comunicación neural, el desarrollo y la enfermedad.
* Principales componentes celulares del sistema nervioso. Clasificación de las neuronas según métodos tradicionales y enfoques novedosos.
* Vías migratorias durante el desarrollo del SNC. Desarrollo de la polaridad neuronal y especificación de axones y dendritas. Regulación del transporte intracelular axonal y dendrítico: vías de transporte neuronal, citoesqueleto y tipos y funciones de las proteínas motoras.
* Estructura en mosaico de las neuronas I: la zona presináptica y sus funciones. Liberación cuántica y microdominios de Ca en la presinapsis. Recambio de vesículas sinápticas y arquitectura presináptica.
* Estructura en mosaico de las neuronas II: la zona postsináptica y sus funciones. Estructura y función de las espinas dendríticas. Formación y mantenimiento de la zona postsináptica. Separación de fases y proteínas de andamiaje, reordenamientos del citoesqueleto. Transporte y recambio de receptores de neurotransmisores. Comparación de las características postsinápticas excitatorias e inhibitorias.
* Estructura en mosaico de las neuronas III: el axón y el segmento inicial axonal. Formación, estructura y funciones del segmento inicial axonal (AIS) y del nódulo de Ranvier. Vaina de mielina en el SNP y el SNC.
* Reparación y regeneración en el sistema nervioso central y periférico tras una lesión mecánica. Eventos proximales y distales tras la sección axonal; señales retrógradas y anterógradas. Diferencias en la regeneración axonal en el SNP y el SNC. Reacciones de la astroglía, formación de la cicatriz glial.
* Diferentes formas de plasticidad neuronal y sus principales manifestaciones: componentes presinápticos y postsinápticos. Plasticidad sináptica a corto y largo plazo. Aprendizaje asociativo: plasticidad dependiente de la sincronización de los picos, LTP y LTD. Plasticidad intrínseca y homeostática, adaptación dependiente de la actividad a nivel sináptico y celular.
* Uniones comunicantes (GJ) en el sistema nervioso: funciones y roles patológicos. Estructura y composición de las GJ y los hemicanales. Importancia funcional de las GJ durante el desarrollo, la maduración sináptica y las funciones de red. Las GJ en condiciones patológicas.
Al finalizar el curso, el alumno será capaz de identificar los principales componentes celulares del sistema nervioso y describir las características específicas de las neuronas, incluida su clasificación mediante enfoques tanto tradicionales como modernos. Los alumnos serán capaces de distinguir entre las funciones presinápticas y postsinápticas y comparar las propiedades estructurales y funcionales de estas áreas. Además, el alumno será capaz de comprender la formación, la estructura y la función del segmento inicial axonal (AIS) y del nódulo de Ranvier en la comunicación neural, así como de evaluar diferentes formas de plasticidad neuronal. Los estudiantes también serán capaces de describir los procesos de reparación y regeneración del sistema nervioso tras una lesión, destacando las diferencias entre el SNC y el SNP. Por último, el alumno será capaz de analizar la estructura y la función de las uniones comunicantes, incluyendo su papel en el desarrollo, las funciones de red y las afecciones patológicas.
El curso tendrá lugar durante el semestre de primavera de 2024/25, con sesiones organizadas una vez a la semana a lo largo de 8 sesiones. Cada sesión tendrá una duración de 2,5 horas, incluyendo dos breves descansos. La asistencia es obligatoria. Los estudiantes húngaros asistirán presencialmente en el Edificio Sur del Campus de Lágymányos, mientras que los estudiantes internacionales podrán participar en línea a través de Teams.
Se espera una participación activa para mejorar la comprensión de los contenidos del curso. Antes de cada sesión se pondrán a disposición de los estudiantes los apuntes de las clases, junto con lecturas recomendadas de libros de texto o artículos de revisión. Los estudiantes deberán revisar estos materiales con antelación para adquirir una comprensión inicial de los temas. Se llevarán a cabo debates en grupo en las salas de trabajo en equipo de Teams para profundizar en la comprensión; los temas de debate se facilitarán con antelación para que los estudiantes puedan prepararse individualmente.
Se requiere una formación previa en biología, como una licenciatura en Biología o en un campo relacionado, para poder seguir plenamente el contenido del curso. Este curso está especialmente recomendado para estudiantes interesados en los fundamentos moleculares y celulares de las funciones neuronales, por lo que es esencial contar con conocimientos básicos de biología molecular y celular general.
1) Byrne, Heidelberger, Waxham: «De las moléculas a las redes: una introducción a la neurociencia celular y molecular». Eds.: J. H. Byrne, R. Heidelberger, M. N. Waxham. Academic Press, 3.ª ed., 2014. ISBN: 978-0-12-397179-1
2) Purves (ed.): Neurociencia. 6.ª edición, 2018. Oxford University Press. ISBN 9781605353807
3) Artículos de revisión científica (facilitados a través de la plataforma Canvas / Teams del curso)
El curso combina clases magistrales con actividades interactivas en grupo para facilitar una comprensión profunda de la neurofisiología celular. Cada sesión combina el aprendizaje pasivo y el activo siguiendo un enfoque estructurado:
1. Preparación previa a la clase: Los alumnos revisan con antelación los apuntes y las lecturas recomendadas, lo que permite una participación más activa y eficaz. Los temas de debate se facilitan con antelación para facilitar la preparación individual.
2. Clases magistrales: Los conceptos fundamentales se imparten a través de clases híbridas (que se grabarán en Teams). Los temas clave se presentan en debates en grupo (véase el punto siguiente) y, a continuación, se sintetizan en una visión general de la clase, guiada por el profesor.
3. Debates en grupo en salas de trabajo: Los debates colaborativos en Teams permiten a los estudiantes interactuar con sus compañeros, plantear preguntas y profundizar en la comprensión, y están estructurados para fomentar la participación activa de todos.
4. Recursos complementarios en línea: Los libros de texto, las grabaciones de las clases y los recursos adicionales respaldan el aprendizaje fuera del aula y preparan a los estudiantes para el examen oral.
Este enfoque basado en retos, centrado en el estudiante y potenciado por la tecnología garantiza que los estudiantes adquieran tanto conocimientos teóricos como perspectivas prácticas, preparándolos para estudios avanzados e investigación. Los debates en grupo fomentan las competencias transversales y promueven el aprendizaje intercultural. Se hace hincapié en un entorno inclusivo a través de una participación equitativa, materiales de apoyo para diversos estilos de aprendizaje y la apertura del profesor a los comentarios, creando un espacio acogedor en el que todos los estudiantes puedan beneficiarse de su participación activa.
Extracto académico