Científicos de la Keck School of Medicine de la University of Southern California han identificado una organización en cuatro capas de tipos de neuronas en la región CA1 del hipocampo del ratón, un centro clave para la memoria, la navegación y la emoción. El estudio, publicado en Nature Communications en diciembre de 2025, utiliza imágenes avanzadas de ARN para cartografiar la actividad genética en decenas de miles de neuronas y revela bandas cambiantes de células especializadas que pueden ayudar a explicar diferencias conductuales y vulnerabilidades a enfermedades.
El hipocampo, crucial para formar recuerdos, la navegación espacial y aspectos del procesamiento emocional, ha sido conocido por variar funcionalmente a lo largo de sus subregiones. Un nuevo estudio del Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute (Stevens INI) en la Keck School of Medicine de USC informa sobre una estructura en capas previamente no vista dentro de la subregión CA1 del hipocampo del ratón.
Publicado en línea en Nature Communications el 3 de diciembre de 2025, la investigación describe cuatro bandas continuas de neuronas piramidales CA1, cada una distinguida por un patrón específico de expresión génica. El trabajo se basa en el anterior Hippocampus Gene Expression Atlas del equipo, que había sugerido que CA1 podría albergar subcapas ocultas de tipos celulares.
Utilizando una técnica de etiquetado de ARN llamada RNAscope combinada con microscopía de fluorescencia de alta resolución, los investigadores etiquetaron cuatro genes marcadores y examinaron tejido CA1 de ratón a resolución de una sola molécula. Según el estudio, cuantificaron aproximadamente 332.938 transcritos de ARN dentro de 58.065 células de la capa piramidal, creando un atlas celular detallado que delinea límites entre tipos de neuronas distintos a lo largo de todo el eje CA1.
Su análisis mostró que las neuronas CA1 están organizadas en cuatro láminas delgadas y continuas que se extienden a lo largo de la longitud rostrocaudal del hipocampo. Estas láminas forman capas laminares que difieren en grosor y posición dependiendo de la subregión CA1, en lugar de formar una mezcla uniforme de tipos celulares.
“Nuestro estudio muestra que las neuronas CA1 están organizadas en cuatro bandas delgadas y continuas, cada una representando un tipo de neurona diferente definido por una firma molecular única. Estas capas no están fijas en su lugar; en cambio, se desplazan sutilmente y cambian de grosor a lo largo de la longitud del hipocampo”, dijo el autor principal Michael S. Bienkowski, PhD, profesor asistente de fisiología y neurociencia y de ingeniería biomédica en la Keck School of Medicine de USC.
La coautora principal Maricarmen Pachicano, investigadora doctoral en el Center for Integrative Connectomics del Stevens INI, destacó la claridad visual de los datos: “Cuando visualizamos patrones de ARN génico a resolución de célula única, podíamos ver rayas claras, como capas geológicas en la roca, cada una representando un tipo de neurona distinto.”
Los autores informan que esta organización en capas ofrece un nuevo marco para entender por qué diferentes partes de CA1 apoyan diferentes comportamientos, incluyendo memoria, navegación y emoción, y por qué algunos tipos de neuronas parecen más vulnerables en trastornos como la enfermedad de Alzheimer y la epilepsia, en los que el hipocampo suele verse afectado tempranamente. Trabajos previos han mostrado que el hipocampo está entre las primeras regiones impactadas en la enfermedad de Alzheimer y también está implicado en la epilepsia y otras condiciones neurológicas.
El equipo integró sus resultados en un atlas actualizado de tipos celulares CA1 utilizando datos del Hippocampus Gene Expression Atlas. Según materiales de la Keck School of Medicine de USC, este recurso está disponible públicamente e incluye visualizaciones 3D interactivas que se pueden explorar a través de la aplicación de realidad aumentada Schol‑AR desarrollada en el Stevens INI.
Comparaciones con datos anatómicos y de expresión génica existentes sugieren que arreglos laminares similares pueden estar presentes en el hipocampo de primates y humanos, incluyendo variaciones comparables en el grosor de CA1, aunque los autores señalan que se necesitará trabajo adicional para definir cuán estrechamente coinciden los patrones humanos con los observados en ratones.
El estudio, que cita apoyo de agencias federales de financiación de investigación de EE.UU. incluyendo los National Institutes of Health y la National Science Foundation, fue liderado por Bienkowski y Pachicano, con autores adicionales incluyendo Shrey Mehta, Angela Hurtado, Tyler Ard, Jim Stanis y Bayla Breningstall.
