Callosal inputs generate side-invariant receptive fields in the barrel cortex
Investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, han llevado a cabo un estudio que ha confirmado, mediante estudios fisiológicos, que se produce una doble representación entre hemisferios que permite la percepción de continuidad, sin interrupciones entre ambos lados del cuerpo, en la información sensorial que recibe. Este trabajo, publicado en Science Advances, aborda una hipótesis que se conoce como Midline Fusion Theory, que establece que las áreas del cerebro que codifican la información sensorial próximas a la línea media del cuerpo envían un gran número de conexiones que cruzan al otro hemisferio.
Para llevar a cabo este estudio, los investigadores han utilizado el sistema de los bigotes del ratón, ya que estos pelos rígidos son excelentes receptores táctiles que permiten estimular con mucha precisión tanto las zonas laterales como las zonas de la línea media y, además, es posible observar con detalle qué parte del hemisferio responde al estímulo. Los expertos pudieron comprobar que cuando se estimula un determinado bigote del hocico del ratón cercano a la línea media, no solo se produce respuesta en una ubicación contralateral determinada, sino que, un tercio de las neuronas de la región homóloga del hemisferio opuesto responden exactamente igual. Esto explica como el cerebro es capaz de generar esa continuidad espacial táctil entre ambos lados del cuerpo. Además, gracias a la técnica de registro de neuronas utilizada (in vivo patch-clamp), los investigadores también comprobaron que, cuando se produce la respuesta táctil, en el hemisferio opuesto (ipsilateral respecto a la estimulación táctil) a través de las neuronas que cruzan el cuerpo calloso, no solo recibe la respuesta que causa la activación de las neuronas, sino que, milisegundos después, también recibe la inhibición necesaria para controlar la respuesta. Así, se ha conseguido describir de forma precisa el circuito completo que comunica ambos hemisferios cerebrales: la información percibida ante un estímulo sensorial viaja a través del cuerpo calloso y es procesada específicamente en una región muy concreta de la corteza somatosensorial primaria, en el ratón los barriles de la fila A (RowA).
Los expertos utilizaron lidocaína para bloquear toda la información procedente de un lado del hocico del ratón con el fin de comprobar qué sucedía cuando el animal solo podía procesar la información sensorial de un lado. Una vez más, comprobaron que la información viaja a través de la fila A conectando ambos hemisferios. Para validar estos resultados, imitaron lo que habían llevado a cabo, a nivel sensorial, en los bigotes del ratón con técnicas de optogenética. El experimento consistió en estimular directamente con luz la corteza cerebral para observar la respuesta de las neuronas de las filas A y, efectivamente, observaron que la respuesta coincidía y daba lugar al mismo fenómeno. De esta manera han descubierto que el estriado dorsolateral no solo recibe la información táctil, sino que procesa la información táctil bilateral, de ambos hemisferios.
Para llevar a cabo este estudio, los investigadores han utilizado el sistema de los bigotes del ratón, ya que estos pelos rígidos son excelentes receptores táctiles que permiten estimular con mucha precisión tanto las zonas laterales como las zonas de la línea media y, además, es posible observar con detalle qué parte del hemisferio responde al estímulo. Los expertos pudieron comprobar que cuando se estimula un determinado bigote del hocico del ratón cercano a la línea media, no solo se produce respuesta en una ubicación contralateral determinada, sino que, un tercio de las neuronas de la región homóloga del hemisferio opuesto responden exactamente igual. Esto explica como el cerebro es capaz de generar esa continuidad espacial táctil entre ambos lados del cuerpo. Además, gracias a la técnica de registro de neuronas utilizada (in vivo patch-clamp), los investigadores también comprobaron que, cuando se produce la respuesta táctil, en el hemisferio opuesto (ipsilateral respecto a la estimulación táctil) a través de las neuronas que cruzan el cuerpo calloso, no solo recibe la respuesta que causa la activación de las neuronas, sino que, milisegundos después, también recibe la inhibición necesaria para controlar la respuesta. Así, se ha conseguido describir de forma precisa el circuito completo que comunica ambos hemisferios cerebrales: la información percibida ante un estímulo sensorial viaja a través del cuerpo calloso y es procesada específicamente en una región muy concreta de la corteza somatosensorial primaria, en el ratón los barriles de la fila A (RowA).
Los expertos utilizaron lidocaína para bloquear toda la información procedente de un lado del hocico del ratón con el fin de comprobar qué sucedía cuando el animal solo podía procesar la información sensorial de un lado. Una vez más, comprobaron que la información viaja a través de la fila A conectando ambos hemisferios. Para validar estos resultados, imitaron lo que habían llevado a cabo, a nivel sensorial, en los bigotes del ratón con técnicas de optogenética. El experimento consistió en estimular directamente con luz la corteza cerebral para observar la respuesta de las neuronas de las filas A y, efectivamente, observaron que la respuesta coincidía y daba lugar al mismo fenómeno. De esta manera han descubierto que el estriado dorsolateral no solo recibe la información táctil, sino que procesa la información táctil bilateral, de ambos hemisferios.
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