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División Neurociencias

DEPARTAMENTO DE NEUROCIENCIAS INTEGRATIVAS Y COMPUTACIONALES

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.
Tres aspectos tienen particular énfasis en nuestro trabajo son: a) la codificación y representación de imágenes, b) el estudio de los procesos de integración sensorio-motora y c) los procesos cognitivos asociados a la percepción y capacidad de decisión perceptual. En forma colateral cooperamos con investigadores en ingeniería en el desarrollo de sistemas de registro y sistemas autónomos biomiméticos.
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.
Participamos activamente en la docencia de postgrado orientando tesis organizando cursos y conduciendo clases y seminarios.

 

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.

Three aspects that have particular emphasis in our work are: a) the codification and representation of images, b) the study of sensory-motor integration processes and c) the cognitive processes associated with perceptual perception and decision-making capacity.

In a collateral way we cooperate with researchers in engineering in the development of research devices and autonomous biomimetic systems.

We look for appropriate biological examples looking for the characteristics that allow the attack of each concrete problem from four points of view: structural, functional, ontogenetic and evolutionary.

We use several experimental techniques: a) the study of intrinsic and synaptic cellular properties in vitro, b) the analysis of cellular circuits by histological techniques and intra- and extra-cellular electrophysiological recordings in vivo and in vitro, and c) the characterization of the tasks performed by such circuits and the algorithms involved in them combining these techniques with behavioral studies. We explore the transition between different levels of organization and / or integration combining techniques and by means of computer models.

We actively participate in postgraduate teaching, organizing theses, organizing courses and conducting classes and seminars.

 

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 11-01-2018.

Integrantes

Dr. Angel Caputi

Profesor Titular de Investigación.

acaputi@iibce.edu.uy

Dra. Maria Castelló

Profesor Agregado de Investigación. Responsable de grupo en formación.

mcastello@iibce.edu.uy

Dra. Silvia Olivera

Profesor Adjunto de Investigación. Responsable de grupo en formación.

solivera@iibce.edu.uy

Dr. Pedro Aguilera

Profesor Adjunto de Investigación. Responsable de grupo en formación.

paguilera@iibce.edu.uy

Mag. Alejo Rodríguez-Cattáneo

Investigador Ayudante / Horas Docentes y de Investigación. Estudiante de Doctorado PEDECIBA. Becario ANII.

arodriguez@iibce.edu.uy

Mag. Carolina Pereira

Estudiante de Doctorado PEDECIBA. Becaria ANII.

cpereira@iibce.edu.uy

Mag. Pablo Díaz-Amarilla

Investigador Ayudante / Horas Docentes y de Investigación. Estudiante Doctorado Pedeciba Biología.

pdiaz@iibce.edu.uy

Lic. Sabina Cervetto

Investigador Asistente / Horas Docentes y de Investigación. Estudiante Maestria.

scervetto@iibce.edu.uy

Dr. Diego Lombardo

Investigador Honorario. Estudiante Maestria PROINBIO.

dlombardo@iibce.edu.uy

Lic. Marcela Piffaretti

Investigadora Honoraria. Estudiante Maestria.

mpiffaretti@iibce.edu.uy

Mag. Eugenia Isasi

Estudiante Maestria Pedeciba Biología. Becaria ANII.

eisasi@iibce.edu.uy

Lic. Marcie Jiménez

Estudiante Maestria Pedeciba Biología. Becaria ANII.

mjimenez510@gmail.com

Lic. Valentín Cóppola

Estudiante Maestria Pedeciba Biología. Becario ANII.

vcoppola@iibce.edu.uy

Lic. Emiliano Trias

Investigador Asistente / Horas Docentes y de Investigación. Estudiante Maestria Pedeciba Biología. Becario ANII.

etrias@iibce.edu.uy

Prof. Lucia van der Berg

Investigadora Honoraria. Pasante ANEP.

 

Bach. María Noel Sarlabós

Investigadora Honoraria. Pasante de Grado.

msarlabos@iibce.edu.uy

Lic. Valentina Olivera Pasilio

Investigadora Honoraria. Estudiante de Maestría PEDECIBA.

volivera@iibce.edu.uy

Bach. Mariana Perata

Investigadora Honoraria. Pasante Licenciatura.

mperata@iibce.edu.uy

actualizado el 17-8-2017.

Líneas de investigación:

El eje del trabajo científico del Departamento es el análisis de los procesos de integración y procesamiento de señales por el sistema nervioso a distintos niveles de organización e integración. La unidad desarrolla su actividad en 5 líneas de investigación, tres corresponden al tronco central, son dirigidas por A. Caputi y se enfocan en el momento actual en los siguientes proyectos:

 

1.- Procesamiento de imágenes por el sistema nervioso. Responsable A. Caputi.

 

2.- Dinámica neuronal y codificación neural. Responsable A. Caputi.

 

3.- Funciones simbólicas en el hombre y su correlato EEG. Responsable A. Caputi.

 

4.- Evolución y Desarrollo del sistema nervioso de los peces. Responsable M. Castelló.

 

5.-Biología de los astrocitos y daño toxico de los mismos. Responsable, Silvia Olivera, en colaboración con el Dr. Luis Barbeito del Instituto Pasteur.

 

actualizado el 11-05-2012.

Proyectos

 

actualizado el 11-05-2012.

Publicaciones 2014 - 2018

Caputi AA. (in press). Active electroreception in weakly electric fish. Oxford Research Encyclopedia of Neuroscience. DOI 10.1093/acrefore/9780190264086.013.106.

Oreggioni J,  Caputi AA, Silveira F. (in press). Biopotential Monitoring. Encyclopedia of Biomedical Engineering. doi.org/10.1016/B978-0-12-801238-3.64161-2.

Ferreiro MJ, Pérez C, Marchesano M, Ruiz S, Caputi, A Aguilera, P, Cantera R. (in press) Drosophila melanogaster white mutants w1118 undergo retinal degeneration. Frontiers in Neuroscience 11: 732.

Caputi A A. 2017. The bioinspiring potential of weakly electric fish. Bioinspiration & biomimetics. 12(2): 025004.

Rodríguez-Cattaneo A, Pereira C, Caputi A. 2017. Waveform Sensors: The Next Challenge in Biomimetic Electroreception. Int J Biosen Bioelectron. 2(6): 00047.

Rodríguez-Cattaneo A, Aguilera PA, Caputi AA. 2017. Waveform sensitivity of electroreceptors in the pulse weakly electric fish Gymnotus omarorum.. Journal of Experimental Biology. 220(Pt 9):1663-1673.

Wanddell JC, Rodriguez Cattaneo A, Caputi AA, Crampton W. 2016. Electric organ discharges and near-field spatiotemporal patterns of the electromotive force in a sympatric assemblage of Neotropical electric knifefish. Journal of Physiology (Paris). 110(3 Pt B):164-181.

Olivera-Pasilio V, Lasserre M, Castelló M. 2017. Cell proliferation, migration and neurogenesis in the adult brain of the pulse type weakly electric fish, Gymnotus omarorum. Front. Neurosci. doi: 10.3389/fnins.2017.00437.

Olivera Bravo S, Isasi E, Fernández A, Casanova G, Rosillo JC, Barbeito L.  2016.  Astrocytes Disfunction in Developmental Neurometabolic Diseases. Eds.: Rommy von Berhnardi Montgomery, Kenneth Muller. Editorial: Springer. Chapter 11. v.: 949, p.: 227 - 243  LIBRO: Glia Cells IN Health and Deseases of the Central Nervous System. ISSN/ISBN: 9783319407623; http://www.springer.com/series/5584 Series Title Advances in Experimental Medicine and Biology. 

Radmilovich M, Barreiro I, Iribarne L, Grant K, Kirschbaum F, Castelló ME. 2016. Post-hatching brain morphogenesis and cell proliferation in the pulse-type mormyrid Mormyrus rume proboscirostris. J. Physiol. .110:245-258.

Rosillo JC, Torres M, Olivera-Bravo S, Casanova G, García-Verdugo JM, Fernández AS. 2016. Telencephalic-Olfactory Bulb Ventricle Wall Organization in Austrolebias charrua: Cytoarchitecture, Proliferation Dynamics, Neurogenesis and Migration. Neuroscience. 336: 63–80.

Olivera-Bravo S, Barbeito L. 2015. A role of astrocytes in mediating postnatal neurodegeneration in Glutaric acidemia-type 1. FEBS Lett. 589:3492-7.

Olivera-Bravo S, Ribeiro CA, Isasi E, Trías E, Leipnitz G, Díaz-Amarilla P, Woontner M, Beck C, Goodman SI, Souza D, Wajner M, Barbeito L. 2015. Striatal neuronal death mediated by astrocytes from the Gcdh-/- mouse model of glutaric acidemia type I. Hum Mol Genet. ;24:4504-4515.

Romanelli G, Olivera-Bravo S, Santiñaque FF, Soto E, Javiel G, López-Carro B, Folle GA, Mimbacas A. 2015. P-Selectin as a Platelet Activation Marker and Cardiovascular Risk Prediction Factor: Differences between its Two Isoforms Using Flow Cytometry and Elisa Analyses. Jacobs Journal of Hematology, http://www.jacobspublishers.com/images/Hematology/J_J_Hemato_1_3_017.pdf

Nogueira J, Caputi A. 2014. Pharmacological study of the one spike spherical neuron phenotype in Gymnotus omarorum." Neuroscience 258:347-354.

Olivera-Pasilio V, Peterson DA, Castelló ME. 2014. Cellular composition and spatial distribution of adult brain proliferative zones in the teleost, Gymnotus omarorum. Front. Neuroanat. doi: 10.3389/fnana.2014.00088.

Iribarne L, Castelló ME. 2014. Postnatal brain development of the pulse type, weakly electric gymnotid fish Gymnotus omarorum. J. Physiol. http://dx.doi.org/10.1016/j.jphysparis.2014.05.001.

LIBROS

Casanova Larrosa G, Rosillo JC, Olivera-Bravo S, Fernández AS. 2015. Comparative Anatomy and Prolifertive Zones of Adult Austrolebais Brain, Capítulo 13, pp 231-251. En: Annual Fishes: Life History Strategy, Diversity, and Evolution, editado por Nibia Berois,Graciela García, Rafael O. de Sá. CRC Taylor & Francis. USA.

 

actualizado el 8-01-2018.

Orientación de estudiantes:

Pasantías de Grado

Esteban Cilleruelo. (en curso). Ingenieria eléctrica. Orientador: Angel Caputi.

Pasantías de Postgrado

Tesis de Maestría:

Valentina Olivera. (en curso). "Desarrollo postnatal de los circuitos neurales involucrados en el procesamiento de la información sensorial en Gymnotus omarorum: caracterización de nichos proliferativos y estudio del destino de células recientemente generadas" PEDECIBA-BIOLOGÍA Biología Celular y Molecular. Orientadora: María Castelló. Co-Orientador: Dr. Daniel Peterson.

Marcie Jiménez. 2014. "Caracterización ultraestructural de subpoblaciones astrocitarias seleccionadas". Estudiante de Maestría en Biología Celular y Molecular, PEDECIBA Biología, UdelaR. Orientadora: Silvia Olivera.

Valentín Cóppola. (en curso). "Estrés de retículo como mecanismo patogénico en la neurodegeneración". Estudiante de Maestría en Biología Celular y Molecular, PEDECIBA Biología, UdelaR. Orientadores: Silvia Olivera y Luis Barbeito.

Tesis Doctorado:

Pablo Díaz Amarilla. 2017. "Significación patogénica de una población de astrocitos aberrantes en la médula espinal del modelo animal de esclerosis lateral amiotrófica SO1G93A". Estudiante de doctorado, PEDECIBA BIOLOGIA, Opción Biología Celular y Molecular. Orientador: Luis Barbeito. Co-orientadora: Silvia Olivera.

Emiliano Trías. 2014. "Microambiente celular neurodegenerativo" Estudiante de Doctorado en Neurociencias, PEDECIBA Biología, UdelaR. Orientador: Luis Barbeito.

actualizado el 21-02-2013.

Docencia:

En los 3 últimos años departamento ha organizado 3 cursos de postgrado en el marco PEDECIBA y sus investigadores han participado como docentes en multiples cursos de grado y postgrado nacionales y extranjeros, entre los cuales destacamos la Escuela Regional de Neurociencias.

En el momento actual estamos desarrollando el curso anual PEDECIBA Seminarios de Neurobiología Humana (poner link a pagina del curso).

 

http://unesdoc.unesco.org/images/0015/001519/151938s.pdf

actualizado el 11-05-2012.

Otros:

Ciencia en el aire, Dr. Angel Caputi, peces eléctricos.

PROGRAMA EMITIDO POR RADIO LA TERCERA EL 7 DE ENERO 2014. DR. ANGEL CAPUTI. MONTEVIDEO URUGUAY SOBRE LOS PECES ELÉCTRICOS Y SU CORRELACIÓN CON EL COMPORRTAMIENTO CEREBRAL.

http://www.ivoox.com/ciencia-aire-dr-angel-caputi-peces-audios-mp3_rf_2705590_1.html http://www.emn.fr/z-dre/bionic-robots-workshop/index.php?page=video-angel-caputi" target="_blank"

 

 

Plenary Talk :
From signal carriers to perception: peripheral constraints of reality representation

Entrevistas televisivas de divulgación de las investigaciones realizadas

Canal 5 TV abierta (poner link)

Canal 10 TV abierta (poner link)

Canal 20 cable Montevideo (poner link)

Canal 6 cable Pando (poner link)

 

Material de Divulgación: http://unesdoc.unesco.org/images/0015/001519/151938s.pdf

actualizado el 13-01-2013.

Galería de Fotos

 

En Construcción

actualizado el 27-12-2016

Contactos:

Angel Caputi
Mail: acaputi@iibce.edu.uy

Teléfono: (598) 24871616 int. 111.

 

Silvia Olivera
Mail: solivera@iibce.edu.uy

Teléfono: (598) 24871616 int. 171.


actualizado el 27-12-2016.