Para avanzar en nuestra comprensión de los mecanismos subyacentes de la función cerebral sana y de las enfermedades neurológicas y psicológicas, el profesorado del Instituto de Neurociencia de NYU Langone dirige proyectos de investigación en cinco amplias áreas de la neurociencia que se solapan: neurociencia celular y molecular, neurociencia de sistemas, neurociencia cognitiva y conductual, neurociencia computacional y neurociencia traslacional y clínica.

Neurociencia celular y molecular

Las unidades básicas del sistema nervioso son tipos celulares exquisitamente especializados llamados neuronas y glía. Las neuronas, con sus extensas dendritas y axones, producen eventos eléctricos únicos y utilizan un sistema complejo y muy evolucionado para comunicarse entre sí. La glía es una familia diversa de células que desempeñan una serie de funciones de apoyo en todo el sistema nervioso.

Los neurocientíficos celulares y moleculares buscan una comprensión profunda de los procesos fundamentales dentro y entre las neuronas y la glía, que surgen de la interacción de un gran número de moléculas de señalización, canales iónicos y otros numerosos componentes afinados. Identifican nuevas dianas y vías que desempeñan papeles críticos en mecanismos neuronales básicos y complejos, como los que subyacen al aprendizaje y la memoria. Estos procesos y componentes a menudo están vinculados directamente a las enfermedades neurológicas y pueden resultar ser objetivos clínicamente relevantes para nuevos tratamientos farmacológicos.

Nuestros investigadores utilizan las técnicas más avanzadas, como la microscopía de dos fotones, el etiquetado in vivo de neuronas individuales específicas del tipo de célula y los análisis de microarrays, para investigar el desarrollo y la función del cerebro intacto y enfermo a nivel celular y molecular.

Neurociencia de Sistemas

En el cerebro humano hay aproximadamente 90.000 millones de neuronas. Cada neurona se conecta con muchas otras neuronas y, juntas, funcionan como una red para responder a la información del mundo exterior, controlar el movimiento y realizar una miríada de otras funciones complejas.

Los neurocientíficos de sistemas identifican cómo las neuronas forman redes; codifican o decodifican la información sobre el mundo exterior o nuestros estados internos; y, en última instancia, dan lugar a una amplia variedad de comportamientos, como la percepción sensorial, el control motor, la memoria, la atención y el lenguaje. Estas complejas funciones suelen verse afectadas en los trastornos neurológicos y psiquiátricos, lo que subraya la importancia de comprender cómo surgen de la actividad neuronal.

Nuestra facultad explora los principales sistemas del sistema nervioso, incluidos los sentidos visuales y auditivos, los centros de la memoria y las emociones, y las regiones motoras del cerebro, en modelos de salud y enfermedad.

Neurociencia cognitiva y del comportamiento

El cerebro da lugar a nuestros pensamientos, comportamientos, emociones y sentido del yo. Por así decirlo, toma decisiones, presta atención, aprende y conserva nuestros recuerdos. Los neurocientíficos cognitivos y conductuales desvelan los sustratos neuronales que subyacen a estos procesos mentales y profundizan en cómo se ven alterados en los trastornos neurológicos.

Nuestros científicos utilizan técnicas de imagen avanzadas, como la resonancia magnética funcional, en combinación con evaluaciones conductuales, intervenciones neuromoduladoras y modelos computacionales, para comprender mejor cómo el cerebro utiliza la información para producir recuerdos, lenguaje y procesos mentales.

Neurociencia computacional

La intrincada biofísica de las neuronas y la complejidad de los sistemas neuronales se prestan a la modelización matemática y a los enfoques informáticos.

Los modelos computacionales pueden construirse a nivel celular o de red para investigar qué aspectos son críticos para la función neuronal, la comunicación y, en última instancia, los comportamientos. Como en muchas áreas de la biología, la reciente explosión de datos procedentes de nuevas y sofisticadas técnicas de investigación también aumenta nuestra necesidad de mejorar el análisis y la representación de los datos a través de medios computacionales.

Los neurocientíficos computacionales avanzan en nuestra comprensión del procesamiento de la información en el cerebro y a menudo trabajan en tándem con los neurocientíficos experimentales para perfeccionar continuamente sus modelos.

Neurociencia clínica y de traducción

Traducir los descubrimientos de la investigación básica en aplicaciones clínicas es un reto importante en todos los campos de la ciencia biomédica. En la neurociencia, la necesidad de nuevas terapias para tratar trastornos de desarrollo, degenerativos, psiquiátricos y de otro tipo es especialmente grande.

Nuestros neurocientíficos traslacionales examinan cómo se relacionan los descubrimientos de la neurociencia básica con los estados de enfermedad, ponen a prueba las teorías de la progresión de la enfermedad y desarrollan estrategias novedosas para supuestas terapias. Paralelamente, nuestros neurocientíficos clínicos, procedentes de especialidades como la neurología, la psiquiatría, la neurocirugía, la radiología, la otorrinolaringología-cirugía de cabeza y cuello, y la anestesiología, aplican los enfoques más actuales para proporcionar una atención de primera línea a los pacientes.

También colaboramos estrechamente con la Oficina de Alianzas Terapéuticas, el Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales y la Unidad de Apoyo a la Investigación Clínica de la NYU Langone para probar y validar nuevos medicamentos, dispositivos y tratamientos con el fin de mejorar los resultados de los pacientes.