Circuitos Neuronales y Comportamiento

Circuitos Neuronales y Comportamiento

Circuitos Neuronales y Comportamiento

 

Investigadora Principal: Juliana M Rosa

 

 

Investigación y Objetivos:

 

Nuestro grupo investiga los principios fisiológicos que rigen el procesamiento de la información sensorial en el sistema nervioso central (SNC). Nos interesa comprender cómo los circuitos sensoriales transforman los estímulos externos/internos en respuestas neuronales y comportamientos adaptativos, y cómo estos circuitos se reorganizan en condiciones de lesión o patología.

 

Para abordar esta cuestión, estudiamos la contribución integrada de múltiples tipos celulares, incluyendo neuronas y subtipos gliales (especialmente los astrocitos) a la excitabilidad, plasticidad y dinámica de las redes neuronales. Nos enfocamos especialmente en los mecanismos de interacción neurona-astrocito que permiten ajustar la transmisión sensorial y sostener la estabilidad de los circuitos.

 

Nuestro objetivo final es identificar estrategias de intervención que promuevan la restauración funcional de circuitos sensoriales dañados tras lesiones o patologías del SNC, combinando enfoques neurobiológicos avanzados con herramientas de manipulación celular.

 

 

Principales líneas de investigación:

 

1. Fisiología de los sistemas sensoriales: estudio de la integración y procesamiento de la información sensorial y mecanismos de control de la excitabilidad de los circuitos.

2. Plasticidad y reorganización de circuitos neuronales: análisis de los cambios en los circuitos sensoriales tras lesiones o patologías del SNC, identificando posibles vías que determinen la recuperación funcional.

3. Evaluación y desarrollo in vivo de terapias avanzadas basadas en biomateriales, manipulación optogenética y farmacogenética en la reconexión y reactivación de los circuitos sensoriales y motores.

 

 

Técnicas:

 

- Imagen funcional de circuitos: in vivo (microscopia miniaturizada, microscopia de dos fotones, fotometría) y ex vivo (imagen de calcio).
- Manipulación genética y control opto/farmacogenético: sistemas Cre-Lox, vectores AAV, DREADDs, optogenética, FosTrap y sensores fluorescentes.
- Electrofisiología: registros in vivo y ex vivo (registro de campo, multielectrodo y patch-clamp).
- Neuroanatomía y análisis de conectividad: trazadores virales, inmunohistoquímica y microscopía avanzada.
- Evaluación de comportamiento sensoriomotor: análisis cuantitativo de respuestas y paradigmas específicos por modalidad sensorial y motora.
- Procesamiento y análisis computacional: programación para análisis de datos neurofisiológicos y de imagen.

 

 

Equipo:

 

- Juliana M Rosa (Principal Investigator, Group Leader)
- Marina Sánchez-Petidier (Juan de la Cierva Postdoctoral Researcher)
- Verónica Barranco Maresca (PhD candidate)
- Andrea Misol Ortiz (PhD candidate)
- María del Lamo Atencia (PhD candidate)
- Alexandra Veiga (PhD candidate, University of Minho, Portugal, co-supervisor with Joao Oliveira)

 

 

Proyectos activos:

 

1. Astro-Coding: Astrocyte contribution to neuronal ensembles encoding sensory modalities at the somatosensory cortex. Proyectos de Generación de Conocimiento - Convocatoria 2024. PID2024-155348NB-I00. Fechas: 01/09/2025 - 31-08-2028. Principal investigator: Juliana M Rosa

 

2. DevNeuroAstro: Developmental Programs and Functional Impact of Neuron-Astrocyte Interactions in Sensory Circuit Formation and Behaviour. Programa Prometeo. CIPROM/2024/52. Fechas: 01/10/2025-31/08/2029. Project leader: Guillermina López Bendito (Instituto de Neurociencias de Alicante), Investigador Principal: Juliana M. Rosa.

 

3. Astro-Strategy: Manipulación de los astrocitos con potencial neurotóxico en médula y estimulación cerebral profunda como diana terapéutica para la recuperación motora y funcional tras la LM: una estrategia doble. Junta de Castilla La Mancha. Fechas: 01/06/2024-31/05/2027. Investigadores Principales: IP1: Juliana M. Rosa, IP2: Juan Aguilar.

 

4. Piezo4Spine: Piezo-driven theramesh: A revolutionary multifaceted actuator to repair the injured spinal cord. European Innovation Council. (Hospital Nacional de Parapléjicos). Fechas: 01/01/2022-31/12/2026. Coordinación: M. Serrano Tejada. Investigador Principal, Líder SESCAM: Juliana M. Rosa.

 

5. Project. ASTRO-sense: Astrocytic discrimination of sensory modalities in the somatosensory cortex. Proyectos de Generación de Conocimiento - Convocatoria 2021. PID2021-126609NA-I00. Fechas: 01/09/2022-28/02/2026. Investigador Principal: Juliana M. Rosa.

 

6. Validación preclínica de las MDSCs como biomarcador predictivo de la capacidad de remielinización en la esclerosis múltiple. Concurso Donación a la Investigación de la Asociación Española de Lucha contra la Esclerosios Múltiple (AELEM). Hospital Nacional de Parapléjicos. Fechas: 01/09/2025-31/08-2027. Coordinador: Diego Clemente. Tipo de participación: miembro de equipo.

 

7. Ramon y Cajal Program. RYC2019-026870-I. Fundación Hospital Nacional de Parapléjicos. Fechas: 01/05/2021- 30/04/2026. Investigador Principal: Juliana M. Rosa.

 

8. Juan de la Cierva Program. JDC2022-049856-I. Fundación Hospital Nacional de Parapléjicos. Fechas: 01/01/2023- 31/12/2025. Investigadora: Marina Sánchez Petidier. Host: Juliana M. Rosa.

 

 

 

Publicaciones seleccionadas:

(Para más información ver ORCID: 0000-0003-0857-3746)

 

1. Rosa JM* and Aguilar J. (2025) Rethinking Sensory Information Processing: The Essential Role of Astrocytes. Journal of Neurochemistry. *Corresponding (Q1)

 

2. Zaforas M, Benayas E, Madroñero-Mariscal R, Domínguez-Bajo A, Fernández-López E, Hernández-Martín Y, González-Mayorga A, Alonso-Calviño E, Hernández ER, López-Dolado E, Rosa JM, Aguilar J, Serrano MC. (2025) Graphene oxide scaffolds promote functional improvements mediated by scaffold-invading axons in thoracic transected rats. Bioactive Materials (D1)

 

3. Zaforas M, Miguel-Quesada C, Fernández-López E, Alonso-Calviño E, Barranco-Maresca V, Misol-Ortiz A, Aguilar J, Rosa JM*. (2024 ). Protocol for stimulating specific rodent limb receptive fields while recording in vivo somatosensory-evoked activity. STAR Protoc. *Corresponding

 

4. Miguel-Quesada C, Herrera-Pérez S, Zaforas M, Lines J, Fernández-López E, Alonso-Calviño E, Araque A, Aguilar J, Rosa JM*. (2023) Astrocytes adjust the dynamic range of cortical network activity to control modality-specific sensory information processing. Cell Reports  *Corresponding (D1)

 

5. Domínguez-Bajo A*; Rosa JM*; et al. (2021) Nanostructured gold electrodes promote neural maturation and network connectivity. Biomaterials. *co-first authors (D1)

 

6. Rosa JM* et al. (2021) TLR-4 pathway impairs synaptic number and cerebrovascular functions through astrocyte activation following traumatic brain injury. British J Pharmacology, *corresponding (D1)

 

7. Zaforas M*, Rosa J.M.*, et al. (2021). Cortical layer-specific modulation of neuronal activity after sensory deprivation due to spinal cord injury. Journal of Physiology. *co-first authors (Q1)

 

8. Rosa JM* et al. (2021) TLR-4 pathway impairs synaptic number and cerebrovascular functions through astrocyte activation following traumatic brain injury. British J Pharmacology, *corresponding (D1)

 

9. Parada E et al (2019) Early toll-like receptor 4 blockade reduces ROS and inflammation triggered by microglial pro-inflammatory phenotype in rodent and human brain ischaemia models. Brit J Pharm, 2019. (D1)

 

10. Rosa JM, Morrie RD, Baertchs HC, Feller M. (2016). Contributions of Rod and Cone Pathways to Retinal Direction Selectivity Through Development, Journal of Neuroscience  (Q1)

 

11. Rosa JM, Ruhle S, Ding H, Lagnado L. (2016) Crossover Inhibition Generates Sustained Visual Responses in the Inner Retina, Neuron  (D1)

 

12. Rosa JM, Bos R, Sack GS, Fortuny C, Agarwal A, Bergles DE, Flannery JG, Feller M. (2016) Neuron-glia interaction in developing retina mediated by neurotransmitter spillover, eLife (D1)

 

13. Rosa JM and Feller MB. (2014) Neurodevelopment: A novel role for activity in shaping retinal circuits. Current Biology  (D1)

 

14. Esposti F, Johnston J, Rosa JM, Leung K, Lagnado L. (2013) Olfactory stimulation selectively modulates OFF patway in the zebrafish retina. Neuron  (D1)

 

15. Darios, F; et al. (16/11). (2009) Sphingosine targets synaptobrevin and activates synaptic vesicle exocytosis Neuron. (D1)