En un artículo publicado en línea antes de la impresión el 25 de mayo de 2016 en Naturaleza , los investigadores de la Universidad Médica de Carolina del Sur MUSC informan que, durante la estimulación sensorial, los aumentos en el flujo sanguíneo no están "sintonizados" con precisión a la actividad neuronal local, desafiando la visión de larga data de que las respuestas neuronales vasculares y locales están estrechamenteacoplado.
Muchas técnicas de imágenes cerebrales que se basan en cambios en el flujo y la oxigenación de la sangre, incluidas las imágenes de resonancia magnética funcional fMRI, suponen que los cambios vasculares reflejan un cambio proporcional en la actividad neuronal local.
"Debido a que no hay suficiente sangre para enviar a todas partes en el cerebro al mismo tiempo con los niveles óptimos de oxígeno y glucosa necesarios para apoyar la actividad neuronal, es ampliamente aceptado que el cerebro tiene un mecanismo de autorregulación incorporadopara aumentar el flujo sanguíneo a las regiones con mayor actividad ", dice Prakash Kara, Ph.D., Profesor Asociado en el Departamento de Neurociencias del MUSC y autor principal del artículo de Nature.
¿Pero qué tan precisa es esta autorregulación? Con una resolución típicamente de aproximadamente un milímetro, la señal fMRI representa el flujo sanguíneo promediado a través de muchos vasos sanguíneos. Utilizando imágenes de dos fotones con resolución a escala de micrones en un modelo animal, el equipo MUSC estudióflujo sanguíneo en vasos individuales simultáneamente con actividad neuronal.
En los mamíferos superiores, las neuronas en la corteza visual se organizan en columnas, cada una de las cuales se especializa en responder a una orientación de estímulo específica. Por ejemplo, las neuronas que responden a un estímulo "horizontal" residen en una columna y las de "vertical"en otra. Cuando las neuronas especializadas en una de estas columnas responden a un estímulo horizontal, por ejemplo, se esperaría que los vasos sanguíneos cercanos respondan igualmente dilatando y aumentando el flujo sanguíneo localmente si las respuestas vasculares y neurales son realmente congruentes.
En cambio, Kara y sus colegas demostraron que, si bien el flujo sanguíneo aumentó con la actividad neuronal, también aumentó en respuesta a ciertos estímulos sensoriales que no evocaron la actividad neuronal local.
Para dar cuenta de esta "dilatación excedente" y el aumento resultante en el flujo sanguíneo, Kara y sus colegas han ideado una hipótesis: "La dilatación de los vasos sanguíneos provocada por la actividad neuronal selectiva local no sigue siendo completamente local", dice Kara.un vaso en el interior del cerebro, la dilatación se propaga a lo largo de las paredes del vaso en un vaso de superficie y luego baja a otros vasos que ingresan a las columnas vecinas ".
Por lo tanto, parece que no existe una correlación estrecha entre el flujo sanguíneo y la actividad neuronal local, por lo que las técnicas de imagen hemodinámica como la resonancia magnética funcional solo pueden revelar una representación "borrosa" de la actividad neuronal subyacente.
Las noticias para fMRI podrían entonces mezclarse. La buena noticia es que la respuesta vascular más fuerte coincidió con la actividad neuronal cercana más fuerte, lo que sugiere que la fMRI tiene mucho que decirnos sobre la función general de un área del cerebro. La mala noticia esque mapear con precisión los circuitos neuronales podría estar siempre fuera del alcance de fMRI.
Pero Kara advierte que se necesita mucho más trabajo, particularmente en la generalización de este principio de "dilatación excedente" y el flujo sanguíneo que se produce en respuesta a otras formas de estímulos sensoriales. "Nuestro equipo acaba de dar el primer paso, aunque es importanteuno, para desenredar la precisión espacial del acoplamiento neurovascular usando imágenes de muy alta resolución ", dice Kara.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Medicina de Carolina del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :