Los científicos del Instituto de Salk de Estudios Biológicos han demostrado que las regiones sensoriales en el cerebro se desarrollan de un modo fundamentalmente diferente que antes el pensamiento, un descubrimiento que puede aportar nuevos conocimientos sobre los trastornos visuales y de los nervios.O ‘ Leary ha realizado estudios pioneros en ‘arealization,’ la manera en la que neo-cortex, la importante región de la corteza cerebral, desarrolla espacios específicos dedicados a funciones particulares. En un importante artículo publicado en Science en 2000, mostró que dos genes reguladores eran críticamente responsables del modelo general de la neo-corteza y desde entonces ha mostrado diferentes roles para otros genes en este proceso. En este nuevo conjunto de experimentos de ratón, su laboratorio se centró en el sistema visual y descubrió un nuevo giro inesperado a la historia.
‘A fin de funcionar correctamente, es esencial que las áreas corticales se asignen correctamente, y es esta arquitectura que fue pensada para ser genéticamente preprogramada,’ dice O’Leary, titular de la Cátedra Vicente J. Coates en Neurobiología Molecular de Salk. “Para nuestra sorpresa, descubrimos que la entrada talámica juega un papel esencial mucho antes en el desarrollo del cerebro.”
La visión se transmite desde el mundo exterior a las áreas de procesamiento dentro del cerebro. El relevo comienza cuando la luz golpea la retina, una tira delgada de células detrás del ojo que detecta los niveles de luminosidad y color y codifica la información en señales eléctricas y químicas. A través de las células ganglionares de la retina, las señales son enviadas al Núcleo Geniculado Lateral (NGL), una estructura en el tálamo.
En el siguiente paso importante en el relevo, el NGL fija las señales en el área visual primaria (V1) en el neo-cortex, una estructura de varias capas que se divide en áreas funcionalmente y anatómicamente distintas. V1 comienza el proceso de extracción de información visual, que además se lleva a cabo por “orden superior” de las áreas visuales en el neo-cortex que son de vital importancia para la percepción visual. Como piezas de una máquina, las funciones de estas áreas son individuales e integradas. Daños en un área muy pequeña puede dar lugar a extrañas alteraciones visuales en las que una persona puede ser capaz de ver una pelota moviéndose, y aún no percibir que está en el movimiento.
El dogma actual sostiene que esta arquitectura básica está totalmente determinada por los genes, con la entrada ambiental que sólo desempeña un papel más tarde en el desarrollo. Uno de los ejemplos más famosos de esta idea es el trabajo ganador del Premio Nobel de los neurocientíficos visuales David Hubel y Torsten Wiesel, que demostró que existe un período crítico de sensibilidad en la visión. Su descubrimiento fue comúnmente interpretado como una advertencia de que sin la exposición a los estímulos visuales básicos tempranos en la vida, hasta un individuo con un cerebro sano será incapaz de ver correctamente.
Los descubrimientos posteriores en la plasticidad neuronal más optimistas sugirieron que la privación temprana puede superarse y en el cerebro pueden brotar hasta nuevas neuronas en áreas específicas. Sin embargo, esto todavía reforzaba la idea de que las influencias ambientales podrían modificar la arquitectura neuronal, pero solo la genética podría establecer cómo se distribuirán las áreas corticales.
En su nuevo estudio, sin embargo, O’Leary y los co-primeros autores del artículo, Shen-Ju Chou y Zoila Babot, investigadores postdoctorales en el laboratorio de O’Leary, muestran que la genética solo proporciona un amplio campo en la neo-corteza para áreas visuales.
En ratones desconectaron el enlace entre el tálamo y la corteza pero sólo después de que el desarrollo temprano cortical estaba completo, se llegó a la conclusión de que las áreas visuales de orden primaria y superior no pudieron diferenciar el uno del otro como deberían.
Básicamente, si el cerebro fuera una casa, los genes determinarían qué áreas fueron las habitaciones. La entrada talámica proporciona los detalles, distinguiendo lo que será el dormitorio principal, dormitorio infantil, un dormitorio de invitados y así sucesivamente. “El tamaño y la ubicación de las áreas dentro de la corteza total no cambia, pero sin la entrada talámica del NGL, no se realiza el proceso de diferenciación crítica que crea orden primaria y superior en las áreas visuales,” dice O’Leary.
Dado que la mayoría modalidades sensoriales: visión, audición, tacto, se encaminan a través de tálamo a la corteza, este experimento podría sugerir por qué cuando alguien carece de una modalidad sensorial desde el nacimiento, ese individuo tiene un tiempo más difícil tratando de restaurar la entrada sensorial que alguien que perdió el sentido más tarde en la vida. Pero, además, como dice O’Leary, ‘los cambios más sutiles de la entrada del tálamo en los seres humanos, también causarían probablemente cambios en la neo-corteza que podría tener un impacto sustancial en la capacidad de tratar la visión y otros sentidos, y dar lugar a un comportamiento anormal“.
O’Leary afirma que su laboratorio tiene planes de seguir estudiando las relaciones entre las zonas corticales para ver cómo se establecen en el cerebro y diversos trastornos del desarrollo, como el autismo. Medical Press
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