Un estudio del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha demostrado que las estructuras del cerebro donde se ubica el sentido del tacto son completamente funcionales en la etapa embrionaria de los mamíferos. Este trabajo puede tener repercusiones a largo plazo en la comprensión de algunos trastornos del desarrollo neuronal, como el autismo o el síndrome del cromosoma X frágil, alteraciones en la estructura cortical que afectan al procesamiento sensorial.

Fuente: Instituto de Neurociencias UMH-CSIC

Este descubrimiento se ha llevado a cabo en el laboratorio de Guillermina López Bendito, ubicado en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH. El estudio se ha realizado en roedores, en una extensa región de su corteza somatosensorial que procesa la información de los bigotes del hocico de los ratones, sensorialmente equivalentes a nuestras manos. Según la investigadora, es muy probable que este mecanismo involucrado en la formación de los mapas sensoriales descubierto en roedores pueda extrapolarse a los humanos, porque la organización de la corteza se conserva evolutivamente entre especies.

El trabajo, publicado en Science, muestra que las columnas corticales ya están definidas y son completamente funcionales antes del nacimiento gracias a la actividad eléctrica espontánea del tálamo embrionario. Esta estructura guía la formación de las columnas corticales funcionales y el mapa somatotópico en la corteza inmadura antes de que la experiencia sensorial externa sea una fuente efectiva de información. Para ello, genera patrones de actividad espontánea (llamados ondas) que envía a la corteza en desarrollo. Aunque algunos estudios resaltan el papel de los factores genéticos para formar estas columnas, la mayoría apuntan a que esta disposición se logra como resultado de la experiencia sensorial durante la vida postnatal.

La corteza somatosensorial es un área del cerebro que procesa la información sensorial de la piel, los músculos y las articulaciones. Cada área de la corteza somatosensorial corresponde a partes específicas del cuerpo y está conectada a las mismas 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 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.

Los datos del estudio apuntan a 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. Además, señala que, dado que las ondas talámicas 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.

Hasta ahora se pensaba que los circuitos neuronales se construían sobre una huella genética y que la experiencia sensorial postnatal terminaba definiendo los mapas. Según la investigadora, este trabajo cuestiona esta visión porque demuestra la existencia de estos mapas antes del nacimiento. Sus 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, un período de tiempo en el que los cambios plásticos son posibles, pero después del cual las alteraciones serían irreparables.

Estos resultados derivan del trabajo llevado a cabo por el laboratorio de López Bendito en los proyectos de investigación financiados por el European Research Concil (ERC-2014-CoG-647012) y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (BFU2015-64432-R). Guillermina López Bendito, recibió en 2018 la Distinción al mérito científico de la Generalitat Valenciana y el premio Joseph Altman en Neurociencia del Desarrollo otorgado por la Sociedad Japonesa de Neurociencia. Anteriormente, fue reconocida como investigadora notable en el campo de las Neurociencias por las organizaciones internacionales y europeas IBRO, FENS y EMBO.

Más información en https://youtu.be/8o_5N3cDbMM

Fuente: Instituto de Neurociencias UMH-CSIC