Axones contralaterales e ipsilaterales cruzando en el quiasma óptico / E. Herrera
Axones contralaterales e ipsilaterales cruzando en el quiasma óptico / E. Herrera

Un estudio realizado por el Instituto de Neurociencias de
Alicante (CSIC-UMH) y publicado hoy en ‘Science Advances’
aclara cómo ocurre la transmisión de imágenes desde la retina
al cerebro para ver en 3D, y ayuda a entender la lateralidad en
otros circuitos neuronales como el que permite la coordinación
de movimientos entre ambos lados del cuerpo

Un grupo de investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH)
con sede en Alicante, ha descubierto un programa genético esencial para la formación
de circuitos bilaterales, como el que hace posible la visión en 3D o la coordinación de los
movimientos en ambos lados del cuerpo. El hallazgo, llevado a cabo en ratones, se
publica en Science Advances.
Este nuevo estudio no solo aclara cómo tiene lugar la transmisión de imágenes desde la
retina al cerebro para poder ver en 3D, sino que también ayudará a entender cómo se
establece la lateralidad en otros circuitos neuronales como el que hace posible la
coordinación motora entre ambos lados del cuerpo, aclara Eloísa Herrera, investigadora
que lidera el trabajo.
El trabajo revela también el importante papel de la proteína Zic2 en la regulación de una
vía de señalización denominada Wnt, que es fundamental para el correcto desarrollo del
embrión y muy conservada entre especies, desde moscas de la fruta hasta humanos,
pasando por los ratones en los que se ha llevado a cabo este estudio.
Esta vía suele estar alterada en escenarios patológicos como la espina bífida u otros
trastornos asociados a un cierre incompleto del tubo neural además de en varios tipos
de cáncer. Los nuevos detalles descritos en este trabajo sobre la regulación de esta vía
a través de Zic2 ayudarán a comprender el origen de este tipo de patologías para tratar
de prevenir su aparición.
Visión en 3D
La capacidad para percibir el mundo en 3D y responder adecuadamente a los estímulos
externos depende en gran medida de un tipo de circuitos neuronales denominados
bilaterales, que comunican los dos hemisferios cerebrales y son esenciales para muchas
de las tareas que realizamos diariamente.
Estos circuitos bilaterales requieren tanto el cruce de una parte de las fibras nerviosas
al hemisferio cerebral contralateral del que proceden como la permanencia de la otra
mitad en su hemisferio de procedencia. “El programa genético que hemos identificado
asegura que una parte de las neuronas localizadas en la retina lleven la información
visual al hemisferio cerebral contrario, y la acción de una proteína denominada Zic2
apaga este programa en otro grupo de neuronas retinales para lograr que la señal visual
llegue también al mismo hemisferio”, explica Eloísa Herrera.
Hace años, el grupo de Herrera descubrió que la proteína Zic2 hace posible la
bilateralidad al conseguir que parte de las prolongaciones de las neuronas (axones)
permanezcan en el mismo hemisferio del que proceden. Y en este nuevo trabajo
describen que para lograr que los axones permanezcan en el mismo hemisferio, Zic2
apaga el programa genético que los hace cruzar al hemisferio opuesto.
“Este hallazgo nos ha permitido identificar el programa contralateral y observar que
comparte elementos comunes con una conocida vía de señalización, denominada Wnt,
involucrada en varios procesos del desarrollo embrionario”, resalta Eloísa Herrera, que
dirige el grupo Desarrollo y ensamblaje de los circuitos bilaterales en el sistema nervioso
del Instituto de Neurociencias (IN, CSIC-UMH) en Alicante.
Cruce de información
Este descubrimiento se ha llevado a cabo en la vía visual de ratones, que tiene gran
similitud con la vía visual de otros muchos mamíferos, incluida nuestra especie. Cada
uno de los dos nervios ópticos que conectan las retinas con el cerebro está formado por
multitud de fibras nerviosas. Los dos nervios ópticos confluyen en una estructura en
forma de X, denominada quiasma óptico, situada en la base del cerebro. Aquí tiene lugar
el cruce de información entre ambos hemisferios cerebrales que hace posible la visión
en 3D.
“Cada ojo envía información visual a ambos lados del cerebro gracias a que
aproximadamente la mitad de los axones de las neuronas localizadas en la retina cruzan
la línea media cerebral para conectar con el hemisferio contrario, mientras que la otra
mitad evita este cruce para proyectar en el hemisferio cerebral al mismo lado del que
proceden. Esta organización anatómica permite al cerebro fusionar las imágenes
ligeramente diferentes que recibe desde cada ojo para crear la sensación de
tridimensionalidad”, explica Herrera.
Es precisamente en el quiasma óptico donde la proteína Zic2 actúa como un interruptor
que apaga el programa genético que permite a los axones pasar al otro hemisferio
cerebral. Esta especie de cambio de vía es la que hace posible que a partir de dos
imágenes planas procedentes de la retina el cerebro cree una imagen tridimensional.
Referencia:
Cruz Morenilla-Palao, Maria Teresa López-Cascales, José P. López-Atalaya, Diana Baeza,
Luis Calvo-Diaz, Angel Barco, Eloísa Herrera. A Zic2-regulated switch in a noncanonical
Wnt/Beta-catenin pathway is essential for the formation of bilateral circuits. Sci. Adv.
2020; 6.
Enlace a un vídeo donde Eloísa Herrera explica más detalles este trabajo.

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