Simulación de la corteza somatosensorial de un roedor. / CRÉDITO: Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH).

Un estudio realizado por investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel
Hernández (UMH), ha demostrado que, durante la etapa embrionaria, la actividad
eléctrica espontánea del tálamo prepara a la corteza cerebral para recibir información
del sentido del tacto después del nacimiento. El hallazgo ha sido publicado en la revista
Science, y se ha llevado a cabo en roedores, en una extensa región de su corteza
somatosensorial que contiene la representación de los bigotes del hocico de los ratones,
sensorialmente equivalentes a nuestras manos.
Como explica Guillermina López-Bendito, investigadora del Instituto de Neurociencias
que ha liderado el trabajo, "nuestros datos revelan que los patrones embrionarios de la
actividad eléctrica del tálamo, la estructura cerebral a través de la cual pasa la
información sensorial a la corteza, organizan la arquitectura del mapa somatosensorial
cortical. El desarrollo de este mapa implica la formación de las columnas corticales
funcionales en embriones, impulsada por la actividad en forma de ondas que se
propagan espontáneamente desde el tálamo. Creemos que este patrón de actividad
tiene lugar durante las etapas embrionarias y prepara las áreas corticales para recibir
información de los sentidos después del nacimiento".
Asimismo, los investigadores apuntan que dado que las ondas talámicas no son
exclusivas del núcleo somatosensorial sino que se propagan a otros núcleos sensoriales,
como el visual o el auditivo, los principios de organización de los mapas corticales descritos en este trabajo pueden ser comunes a los otros sistemas sensoriales durante
el desarrollo embrionario.
A juicio de López-Bendito, "es muy probable que este mecanismo involucrado en la
formación de los mapas sensoriales que hemos descubierto en roedores pueda
extrapolarse a los humanos, porque la organización de la corteza se conserva
evolutivamente entre especies".
"Nuestros resultados indican que la actividad talámica espontánea durante la fase
embrionaria es esencial para el desarrollo normal del cerebro, definiendo lo que en
neurobiología se denomina período crítico, es decir, un período de tiempo en el que los
cambios plásticos son posibles pero después del cual las alteraciones serían
irreparables", explica la investigadora.
Además de señalar un nuevo mecanismo para regular el desarrollo cerebral, como el
patrón de actividad embrionaria intrínseca en una estructura subcortical, este trabajo
puede tener repercusiones a largo plazo en la comprensión de ciertas patologías. Por
ejemplo, en algunos trastornos del neurodesarrollo, como el autismo o el síndrome del
cromosoma X frágil, las alteraciones en la estructura cortical se asocian con alteraciones
del procesamiento sensorial.
Corteza sensorial
La superficie del cuerpo humano está representada en la corteza cerebral en una banda
transversal localizada en la parte superior media de los hemisferios cerebrales. Esta
banda se denomina corteza sensorial y en ella hay representado un “mapa” en el que
cada región del cuerpo ocupa una extensión distinta, dependiendo de su uso y
sensibilidad. Por ejemplo, las manos son las partes del cuerpo que tienen la mayor
extensión en la corteza somática. La representación en 3D de ese mapa forma el
conocido homúnculo sensorial.
Cada región del cuerpo representada en la corteza somatosensorial está conectada a su
superficie corporal correspondiente mediante vías neuronales que mantienen una
relación topográfica estricta a lo largo del sistema nervioso. En este camino desempeña
un papel clave, el tálamo, una “estación de relevo” y centro de integración sináptica para
un primer procesamiento de las señales sensoriales que llegan desde el exterior en su
trayecto hacia la corteza cerebral. La información que llega al tálamo se transmite a la
corteza con una extraordinaria precisión, sin perder la relación topográfica de cada
punto de la piel. Esto nos permite discriminar qué punto de nuestro cuerpo está
recibiendo un estímulo externo. Una topografía tan precisa es la base del sentido del
tacto y es esencial para la supervivencia de la especie.
Noelia Antón-Bolaños, Alejandro Sempere-Ferràndez, Teresa Guillamón-Vivancos, Francisco J.
Martini, Leticia Pérez-Saiz, Henrik Gezelius, Anton Filipchuk, Miguel Valdeolmillos, Guillermina
López-Bendito. Prenatal activity from thalamic neurons governs the emergence of
functional cortical maps in mice. Science. DOI 10.1126/science.aav7617 (2019)

 

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