Los neurocientíficos del Sainsbury Wellcome Center han identificado un circuito en la corteza visual primaria V1 del cerebro que integra señales de movimiento de la cabeza y visual. El estudio, publicado hoy en neurona , aclara los mecanismos por los cuales las entradas visuales y vestibulares al cerebro se suman para permitir respuestas conductuales apropiadas.
A medida que avanza en la vida diaria, constantemente mueve la cabeza para mirar alrededor del mundo. Para dar sentido a la información que cae dentro de su mirada, necesita hacer un seguimiento de la posición de su cabeza; esto se logra con informaciónque proviene de sus órganos sensoriales vestibulares, que están en sus oídos internos.
El equipo de investigación identificó un sitio en la corteza visual primaria área V1 donde las señales vestibulares y las señales visuales convergen y luego determinaron que las señales vestibulares provienen de la corteza retrosplenial, un área del cerebro que se cree que codifica información crítica para la navegación espaciala través del mundo circundante.
El Director Asociado del Sainsbury Wellcome Center y director del proyecto, profesor Troy W. Margrie, comentó :
"Desde la década de 1950 nos hemos centrado en comprender cómo se representan la dirección y la velocidad de los estímulos sensoriales a nivel de la corteza sensorial primaria. Aquí mostramos que este proceso cortical depende del contexto e involucra señales 'internas' que informanel estado de movimiento del animal "
Para identificar primero las áreas dentro de V1 que podrían tener acceso a las señales de movimiento de la cabeza, los investigadores utilizaron sondas Neuropixels de última generación para registrar desde el cerebro de los ratones que fueron rotados pasivamente. Las grabaciones iniciales se realizaron en su totalidadoscuridad para garantizar que no haya entrada visual y los datos mostraron que las neuronas de la capa 6 L6 V1 transmiten información sobre el movimiento de la cabeza durante la rotación.
La segunda parte del estudio, utilizando grabaciones intracelulares, se centró en qué aspectos del movimiento de la cabeza podrían estar codificados por dicha actividad. Al lesionar los canales vestibulares y rotar a los animales a varias velocidades, mostraron que la gran mayoría de las neuronas V1 L6recibir entradas sinápticas cuya actividad proporciona una estimación confiable de la velocidad de la cabeza.
"Quizás la observación más sorprendente fue la medida en que estas señales se representaban en la red local. A pesar de explorar solo una pequeña fracción del espacio de estímulo vestibular, se encontró que casi todas las células respondían", comentó el profesor Margrie.
Para investigar la integración de las señales de movimiento visual y de la cabeza en las células V1 L6 individuales, se obtuvieron nuevamente grabaciones intracelulares de los ratones mientras se giraba más allá de un estímulo visual estático y luego se compararon con los datos de las rotaciones del ratón en la oscuridad. Se encontróque las neuronas L6 reciben un conjunto de entradas distintas de las que transmiten información de movimiento visual y que estas señales se suman linealmente para distinguir el movimiento interno del externo y su combinación.
La parte final del estudio se centró en una fuente potencial de las señales de movimiento de la cabeza. La corteza retrosplenial RSP, un área del cerebro involucrada en la navegación espacial, se propuso como un posible candidato debido a su conectividad monosináptica con V1 L6y su relevancia funcional propuesta. Para probar esta teoría, se utilizaron pseudovirus para expresar un indicador de calcio que permitía el registro óptico de las señales de salida de las neuronas RSP. Los datos mostraron que RSP proporciona una vía plausible para la integración de las señales de movimiento de la cabeza.
La profesora Margrie comentó en conclusión: "Dados nuestros hallazgos anatómicos anteriores y su papel en el procesamiento espacial, el RSP fue nuestra primera región candidata. Estos nuevos datos plantean la posibilidad de que se transmitan varios tipos de información espacial. En este sentido, L6 podríaservir como un lugar para la modulación dependiente del contexto de la señalización sensorial en la corteza ".
Esta investigación fue apoyada por el Consejo de Investigación Médica del Reino Unido, Wellcome Trust y The Gatsby Charitable Foundation.
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Materiales proporcionado por Centro de bienvenida de Sainsbury . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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