06/J290

Mecanismos cerebrales y su interacción con elementos trazas en la expresión lateralizada de la cognición.
Brain mechanisms regulating the lateralized expression of cognition and its interaction with environmental trace elements.

Director: ALVAREZ TORO, Edgardo Orozimbo
Correo Electrónico: ealvarez@fcm.uncu.edu.ar; edgardo1144@yahoo.com.ar

Co-Director: RATTI, Silvia G.

Integrantes: BANZAN, Arturo M.; ABREGO, Valeria A.; VIZIOLI, Nora M.; SOLER, María P.

Resumen Técnico: La propiedad de lateralidad cerebral se refiere a que en una determinada función biológica dependiente de circuitos neurales pareados en el cerebro, la regulación es diferencial, en el sentido que el circuito neural izquierdo no controla exactamente lo mismo que el circuito neural derecho. Se le considera una adquisición muy reciente en la evolución del cerebro; de esta manera la acción complementaria de ambas estructuras neurales garantiza la expresión adecuada de la función. Esta propiedad está presente en muchas funciones cerebrales en el humano, como la expresión del habla, la habilidad manual de la mano (destreza), la capacidad de procesar ruidos y música, etc., por mencionar solo unas pocas. No obstante, su mecanismo intrínseco aún es desconocido. Nuevas evidencias experimentales han mostrado que algunas funciones lateralizadas están bajo control genético, como es el caso del gen HSR (Hand Skill Relative) que se piensa controla la habilidad manual, la asimetría cerebral, la capacidad de lecto-escritura y la susceptibilidad a la esquizofrenia. El descubrimiento que este gen está improntado (imprinted) que es uno de los mecanismos regulatorios epigenético abrió grandes expectativas teóricas ya que se sabe que factores externos del ambiente son capaces de modular la expresión de estos genes. El presente proyecto, continúa la línea de investigación previa de este laboratorio. Tomando como base los resultados obtenidos de la caracterización fenotípica del gen HSR en una muestra de niños escolarizados en La Rioja, Argentina; donde se encontraron alteraciones de la expresión del HSR, se analizarán los siguientes aspectos: 1) Expansión de las implicaciones del estudio en niños, aplicando las principales características de las funciones lateralizadas en un modelo animal en ratas. 2) Evaluación de las conductas lateralizadas tipo HSR-símil en las ratas expuestas a un determinado factor ambiental, tales como los elementos traza en la dieta. 3) Evaluación si las conductas lateralizadas en la rata tienen una regulación epigenética, determinando en los animales tratados cambios en los patrones de metilación del ADN de tejidos específicos como el hipocampo y la corteza prefrontal. Con estas aproximaciones se espera comprender la regulación de los genes improntados y respaldar la generalidad de los mecanismos de lateralización en los animales y el hombre.

Summary: Brain laterality identifies a particular property of the central nervous system that is referred to a differential control of some specific superior function by its homologous left and right counterparts of the brain. It is differential in the sense that the left neural circuit does not regulate the same aspects than the right neural circuit. It is considered a very recent acquirement in the brain evolution; thus the complementary action of noise and music, and so on just to mention of few of them. Nevertheless, its intrinsic mechanisms are not completely understood. Recent evidence has shown that some well characterized lateralized behavior function appear to be under genetic control. Such is the case of the HSR gene (Hand Skill Relative), thought control handedness, brain asymmetry, writing-reading capacity and susceptibility to schizophrenia. Furhtermore, the discovery that the HSR gene is imprinted, .i.e. one of the mechanisms of epigenetic regulation, gave rise to important theoretical implications, since it is kwon that this imprinted genes are under modulation of environmental factors. Present research project continue with the same line of study of our laboratory. Considering previous data about the HSR study in school children of La Rioja (Province of Argentina), where it was found alterations of the phenotypic expression of the HSR, the following aspects will be analyzed: 1) Expand the implications of the study in children, applying the main characteristics of the laterized functions to animal models in rats. 2) Evaluate the lateralized behaviors analogous to a HSR-simile expression in rats exposed to a determined environmental factor, such trace element in the diet. 3) Evaluate if the lateralized behaviors in the rat have an epigenetic regulation, determining in the treated rats changes in the methylation DNA patterns inespecific brain tissue such as the hippocampus and the pre-frontal cortex. With these approaches it is expected to understand the regulation of imprinted genes and to support the generality behavioral lateralized mechanisms in animals and man.