Al mirar a los ojos de los ratones y rastrear sus movimientos oculares, los investigadores hicieron un descubrimiento inesperado: la corteza visual, una región del cerebro que se sabe que procesa la información sensorial, desempeña un papel clave en la promoción de la plasticidad de lo espontáneo innatoEl estudio, publicado en Nature, fue dirigido por investigadores de la Universidad de California, San Diego UCSD y la Universidad de California, San Francisco UCSF y financiado por el Instituto Nacional del Ojo NEI, parte delInstitutos Nacionales de Salud.
"Este estudio muestra elegantemente cómo el análisis del movimiento ocular arroja más luz sobre la plasticidad cerebral, una capacidad que está en el centro de la capacidad del cerebro para adaptarse y funcionar. Más específicamente, muestra cómo la corteza visual continúa sorprendiendo y asombrando", dijo Houmam Araj, Ph.D., director del programa en el NEI.
Sin que nos demos cuenta, nuestros ojos están en constante movimiento. A medida que giramos nuestras cabezas y a medida que el mundo que nos rodea se mueve, dos reflejos oculares se activan para compensar este movimiento y estabilizar las imágenes proyectadas en nuestras retinas, las sensibles a la luztejido en la parte posterior de nuestros ojos. El reflejo optocinético hace que los ojos se desplacen horizontalmente de lado a lado, por ejemplo, mientras observamos el paisaje a través de una ventana de un tren en movimiento. El reflejo vestibulo-ocular ajusta la posición de nuestro ojo acompensar los movimientos de la cabeza. Ambos reflejos son cruciales para la supervivencia. Estos mecanismos nos permiten ver el tráfico mientras conducimos por un camino lleno de baches o un halcón en vuelo para ver a un ratón corriendo para cubrirse.
Los dos reflejos se producen automáticamente como resultado de las señales del tronco encefálico, una parte evolutivamente más antigua del cerebro. Estos reflejos también se coordinan con precisión entre sí. Cuando uno de los dos reflejos se ve afectado por la edad o el alcohol, por ejemploPor ejemplo, el otro compensa. Esta orquestación requiere plasticidad adaptativa, dijo el investigador principal del estudio, Massimo Scanziani, Ph.D., quien en el momento del estudio era profesor de neurobiología en la UCSD antes de mudarse a la UCSF. Scanziani colaboró con el primer estudioautor, Bao-hua Liu, Ph.D., un post-doctorado en UCSD y Andrew Huberman, Ph.D., ahora profesor asociado en la Universidad de Stanford.
Scanziani y sus colegas buscaron comprender los orígenes de esta plasticidad adaptativa estudiando los movimientos oculares en ratones antes y después de deshabilitar su reflejo ocular vestibular. En su modelo de ratón, deshabilitar el reflejo vestibulo-ocular aumenta el reflejo optocinético. Miden elaumente manteniendo la cabeza del ratón quieta y luego presente al ratón estímulos visuales en forma de rayas horizontales en blanco y negro que giran alrededor del ratón. Una cámara registra los movimientos oculares del animal. Los movimientos oculares más contundentes indican un aumento en la actividad del reflejo optocinético.
Para evaluar el papel de la corteza visual en la plasticidad de estos reflejos, los investigadores aplicaron una técnica llamada optogenética, que utiliza la luz para encender o apagar las células objetivo. Los investigadores apuntaron a las neuronas inhibidoras en la corteza visual para "encenderlas".silenciando así esa región del cerebro. Silenciar la corteza visual condujo a una reducción significativa en la actividad del reflejo optocinético, lo que sugiere que es la corteza visual la que interviene en la plasticidad entre los reflejos optocinético y vestibulo-ocular.
Luego, los investigadores trataron de aprender más sobre cómo la corteza visual modula los reflejos. Durante mucho tiempo se ha observado que una colección de proyecciones neurales de la corteza visual se extiende a las células del tronco encefálico que regulan los comportamientos motores innatos. Los científicos lesionaron estosproyecciones y nuevamente observó una disminución en el reflejo optocinético. Tales hallazgos sugieren que las proyecciones neurales son las estructuras anatómicas por las cuales la corteza visual ajusta la plasticidad del reflejo optocinético, dijo Scanziani.
Los hallazgos arrojan nueva luz sobre el papel de la corteza de los mamíferos en la organización del movimiento ocular, según Scanziani. "La mayoría de nuestros reflejos están codificados en el tronco encefálico, pero desde un punto de vista evolutivo, la capacidad de la corteza para modificar estos reflejos se expande"El repertorio conductual de uno como las circunstancias lo requieren", dijo. "Si alguna vez has notado cómo las personas en una audiencia tienden a toser después de que termina una actuación musical en solitario, has visto esta habilidad para modificar los reflejos en acción. Es una habilidad queparece haber sido un atributo importante para la supervivencia. Después de todo, cuando te estás escondiendo de un tigre, sería el peor momento para toser ".
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Materiales proporcionado por NIH, Instituto Nacional del Ojo NEI . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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