Propagació en el tàlem de dues ràfegues d'activitat espontània de calci en codi de colors sobre el camp de barrils de l'escorça somatosensorial en escala d
Investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández, han descubierto
un nuevo mecanismo por el que los sistemas sensoriales se comunican entre sí en
etapas tempranas del desarrollo. Este mecanismo controla la plasticidad de las
cortezas cerebrales que procesan la información sensorial tras la pérdida de un
sentido. El trabajo, que supone un avance significativo para comprender los
mecanismos implicados en la plasticidad de la corteza cerebral ante la pérdida de una
modalidad sensorial, aparece publicado en la revista Nature Communications.
El cerebro tiene una capacidad extraordinaria de adaptación tras una pérdida
sensorial. Por ejemplo, es bien conocido que en personas ciegas de nacimiento, la
corteza privada de información visual es más pequeña y otras cortezas sensoriales,
como la somatosensorial (que procesa información táctil de diferentes zonas
corporales) se agrandan. Estos mecanismos de plasticidad que operan entre
modalidades sensoriales compensan funcionalmente al individuo con capacidades
sensoriales aumentadas. Pero, ¿cómo y dónde ocurren estos procesos? ¿qué los
desencadena? Contestar a estas preguntas es fundamental para entender cómo se
producen estos mecanismos de adaptación y encontrar medidas de intervención más
exitosas a la hora de recuperar el sentido perdido.
La investigadora del CSIC Guillermina López-Bendito explica que “el tálamo es la
primera estación cerebral donde convergen los estímulos de los distintos sistemas
sensoriales en su viaje a la corteza, así que pensamos que podría tener una función
clave en los procesos de plasticidad cortical tras la pérdida sensorial”.
Mediante la combinación de estudios de imagen de calcio, biología celular, molecular y
genética, llevados a cabo en ratones, los investigadores del Instituto de Neurociencias
han podido demostrar la existencia de oleadas de actividad espontánea de calcio que
comunican a nivel del tálamo embrionario los distintos sistemas sensoriales: visual,
auditivo y somatosensorial.
“Estas ráfagas de información en forma de actividad neural mantienen los sistemas
sensoriales en homeostasis y permiten el desarrollo normal de las áreas corticales. Sin
embargo, si se produce una pérdida de un órgano sensorial, estas olas de actividad
neuronal en el tálamo cambian, desencadenando la expresión de genes específicos en
el tálamo y, por último, adaptaciones en las áreas corticales”, añade Guillermina
López-Bendito. “Demostramos que en ratones ciegos de nacimiento, la actividad
espontánea en el tálamo somatosensorial cambia de patrón y produce la inducción de
un gen especifico que hace que la corteza somatosensorial se agrande y todo ello
inmediatamente después del nacimiento”, concluye la investigadora.
Los resultados del trabajo, que ha sido desarrollado en colaboración con el Friedrich
Miescher Institute de Basilea (Suiza), exponen por primera vez cuál es el mecanismo
por el cual las áreas sensoriales de la corteza se ajustan a los cambios de información
sensorial, y abren una nueva vía a posibles intervenciones terapéuticas en el futuro.
Verónica Moreno-Juan, Anton Filipchuk, Noelia Antón-Bolaños, Cecilia Mezzera, Henrik
Gezelius, Belen Andrés, Luis Rodriguez-Malmierca, Rafael Susín, Olivier Schaad, Takuji
Iwasato, Roland Schüele, Michael Rutlin, Sacha Nelson, Sebastien Ducret, Miguel
Valdeolmillos, Filippo M. Rijli y Guillermina López-Bendito. Prenatal thalamic waves regulate
cortical area size prior to sensory processing. NATURE COMMUNICATIONS | 7:14172 |
DOI: 10.1038/ncomms14172

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