En fases embrionàries, els estímuls tàctils activen al mateix temps vies neuronals tàctils i visuals que, després de nàixer, es divideixen per a processar tots dos sentits per separat, segons un estudi de l’Institut de Neurociències (IN, CSIC–UMH).
Un estudi liderat per Guillermina López-Bendito, investigadora en l’Institut de Neurociències d’Alacant (IN), centre mixt del CSIC i la Universitat Miguel Hernández, mostra en ratolins que els circuits del tacte i de la vista no són independents en l’embrió, sinó que estan entremesclats. Aquest estudi, publicat a la revista Science, indica que és en nàixer quan aquests circuits se separen i les respostes als estímuls sensorials passen a ser independents. Qualsevol retard en el desenvolupament d’aquesta separació provoca una organització incorrecta dels circuits visuals que es manté en la vida adulta.
En un estudi previ, el laboratori de López-Bendito va demostrar que els estímuls tàctils activen els circuits cerebrals destinats a processar aquest tipus d’informació abans del naixement. “Però volíem determinar si ho fan de manera independent o si es produeix de manera temporal un solapament amb altres sentits. Aquest nou estudi llança dades fascinants de com els sentits se segreguen en els primers dies de vida”, assenyala Guillermina López-Bendito.
En aquest treball, la primera autora del qual és Teresa Guillamón-Vivancos, han pogut comprovar per primera vegada in vivo en ratolins que, durant el desenvolupament embrionari, un estímul tàctil no sols desencadena la resposta esperada en l’escorça somatosensorial primària (una de les zones del cervell que s’ocupa del sentit del tacte) sinó que, sorprenentment, també dona lloc a una resposta en l’escorça visual primària de tots dos hemisferis.
“Aquesta resposta multimodal (és a dir, que abasta més d’un sentit) es va observar en embrions de ratolí analitzats en l’últim dia de gestació, però va desaparéixer amb el naixement. A continuació, comprovem si la desaparició d’aquesta resposta multimodal podria estar relacionada amb l’arribada de senyals de la retina a l’escorça cerebral i altres estructures del cervell. Les nostres dades demostren que els circuits somatosensoriales i visuals no se segreguen per defecte, sinó que requereixen l’arribada d’ones d’activitat des de la retina per a fer-ho”, explica Teresa Guillamón-Vivancos.
Separació de circuits sensorials
Aquest procés fonamental de separació dels circuits sensorials ocorre durant una finestra de temps pròxima al naixement i en una estructura del cervell denominada colícul superior. Fent un símil ferroviari, en nàixer, en aquesta estructura els sentits se separen seguint vies diferents. El canvi de via el faciliten les ones d’activitat de la retina, que actuen com a ferroviaris que dirigeixen els estímuls de cada modalitat sensorial a l’escorça corresponent, perquè puguem percebre’ls per separat.
De fet, el bloqueig d’aquestes ones de la retina prolonga la configuració multimodal (entremesclada) dels sentits en la vida posterior al naixement, amb el que el colícul superior conserva una identitat mixta tàctil-visual i sorgeixen defectes en l’organització espacial del sistema visual.
Aquest treball amplia la comprensió de la funció de les ones d’activitat de la retina en revelar el seu paper decisiu en l’adquisició de l’especificitat de la modalitat sensorial, que va més enllà del paper clàssic ja conegut en el refinament postnatal dels circuits visuals.
Una altra important aportació d’aquest treball és haver constatat l’existència d’una finestra temporal limitada per a la segregació dels sistemes visuals dels circuits somatosensorials. De manera que qualsevol retard en aquesta segregació provocarà canvis duradors en l’organització dels circuits visuals.
“Els nostres resultats destaquen la perspectiva ontogenètica, on el colícul superior exerceix un control mestre durant les primeres etapes del desenvolupament de l’organisme sobre l’especificació cortical i la configuració dels circuits visuals. Per tant, creiem que una comprensió més profunda del desenvolupament funcional de les estructures filogenèticament antigues és crucial per a entendre com es forma l’escorça cerebral i s’especifiquen les seues àrees funcionals”, destaca López-Bendito.
Referència:
Teresa Guillamón-Vivancos, Mar Aníbal-Martínez, Lorenzo Puche-Aroca, Juan Antonio Moreno-Bravo, Miguel Valdeolmillos, Francisco J. Martini, Guillermina López-Bendito. Input-dependent segregation of visual and somatosensory circuits in the mouse superior colliculus. Science. DOI: 10.1126/science.abq296
Imatge: Activitat cortical espontània en nàixer en un ratolí (esquerra) i en un ratolí en el qual les ones retinianes es van bloquejar (dreta). Font: IN (CSIC-UMH).