embriones humanos, tacto, vista, sentidos
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| Actividad cortical espontánea al nacer en un ratón de control (izquierda) y un ratón en el que las ondas retinianas se bloquearon mediante inyección de carbenoxolona en el ojo (derecha). Fuente: Instituto de Neurociencias (IN, CSIC-UMH) |
En etapas embrionarias, los estímulos táctiles activan simultáneamente las vías neurales táctiles y visuales. Poco después del nacimiento, ambas vías se reorganizan para permitir el procesamiento separado del tacto y la visión.
19 agosto 2022.- En etapas embrionarias, los estímulos táctiles activan simultáneamente las vías neurales táctiles y visuales. Poco después del nacimiento, ambas vías se reorganizan para permitir el procesamiento separado del tacto y la visión. Las ondas de actividad emitidas por la retina alrededor del nacimiento impulsan la separación del tacto y la vista, según un estudio del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC publicado en Science.
Esta separación ocurre en una estructura cerebral llamada colículo superior que actúa como distribuidor de circuitos o vías neurales. Cualquier retraso en el desarrollo de esta separación provoca una incorrecta organización de los circuitos visuales que se mantiene en la vida adulta.
Un nuevo estudio del laboratorio de la Dra. Guillermina López-Bendito demuestra, en ratones, que los circuitos del tacto y la vista no son independientes en el embrión, sino que están entremezclados. Es al nacer cuando estos circuitos se separan y las respuestas a los estímulos sensoriales se independizan.
En un estudio anterior, el laboratorio de López-Bendito demostró que los estímulos táctiles activan circuitos cerebrales diseñados para procesar este tipo de información antes del nacimiento. "Pero queríamos determinar si lo hacen de forma independiente o si hay una superposición temporal con otros sentidos. Este nuevo estudio proporciona datos fascinantes sobre cómo se segregan los sentidos en los primeros días de vida", dice Guillermina López-Bendito, quien dirigió la investigación.
En este trabajo, liderado por Teresa Guillamón-Vivancos, han demostrado por primera vez in vivo en ratones que durante el desarrollo embrionario un estímulo táctil no solo desencadena la respuesta esperada en la corteza somatosensorial primaria (una de las áreas del cerebro que se ocupa del sentido del tacto), pero sorprendentemente también da lugar a una respuesta en la corteza visual primaria de ambos hemisferios.
"Esta respuesta multimodal (es decir, que abarca más de un sentido) se observó en embriones de ratón analizados el último día de gestación, pero desapareció con el nacimiento. Luego probamos si la desaparición de esta respuesta multimodal podría estar relacionada con la llegada de señales de la retina a la corteza cerebral y otras estructuras cerebrales. Nuestros datos muestran que los circuitos somatosensoriales y visuales no se secretan por defecto, sino que requieren la llegada de ondas de actividad desde la retina para hacerlo", explica Teresa Guillamón-Vivancos.
SEPARACIÓN DE VÍAS
Este proceso fundamental de separación de circuitos sensoriales ocurre durante una ventana de tiempo cercana al nacimiento, en una estructura cerebral llamada colículo superior. Haciendo un símil ferroviario, al nacer los sentidos se separan en el colículo superior, siguiendo caminos diferentes. El cambio de vía lo facilitan las ondas de actividad de la retina, que actúan como vías férreas que dirigen los estímulos de cada modalidad sensorial a la corteza correspondiente, para que podamos percibirlos por separado.
De hecho, el bloqueo de estas ondas retinianas prolonga la configuración multimodal (entremezclada) de los sentidos después del nacimiento, lo que da como resultado que el colículo superior retenga una identidad mixta táctil-visual y surjan defectos en la organización espacial del sistema visual.
Este trabajo promueve la comprensión de la función de las ondas de actividad de la retina al revelar su papel decisivo en la adquisición de la especificidad de la modalidad sensorial, ampliando el papel clásico conocido en el refinamiento posnatal de los circuitos visuales.
Otra contribución importante de este trabajo es el hallazgo de una ventana temporal limitada para la segregación de los sistemas visual y somatosensorial. Así, cualquier retraso en esta segregación dará lugar a cambios duraderos en la organización de los circuitos visuales.
"Nuestros resultados resaltan la perspectiva ontogenética, donde el colículo superior ejerce un control maestro durante las primeras etapas del desarrollo del organismo sobre la especificación cortical y la configuración de los circuitos visuales. Por lo tanto, creemos que una comprensión más profunda del desarrollo funcional de las estructuras filogenéticamente antiguas es crucial para entender cómo se forma la corteza cerebral y especifica sus áreas funcionales”, destaca el Dr. López-Bendito.
Fuente: Teresa Guillamón-Vivancos et al. Input-dependent segregation of visual and somatosensory circuits in the mouse superior colliculus, Science 18 Aug 2022, Vol 377, Issue 6608, pp. 845-850, DOI: 10.1126/science.abq2960
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