El modelo matemático de un equipo de KAIST muestra que el mosaico topográfico de los mapas corticales se origina a partir de proyecciones ascendentes desde la periferia.
Los investigadores han explicado cómo los mapas topográficos estructurados regularmente en la corteza visual del cerebro podrían surgir espontáneamente para procesar de manera eficiente la información visual. Esta investigación proporciona un nuevo marco para comprender las arquitecturas funcionales en la corteza visual durante las primeras etapas del desarrollo.
Un equipo de investigación de KAIST dirigido por el profesor Se-Bum Paik del Departamento de Ingeniería Biológica y Cerebral ha demostrado que la organización ortogonal de los mosaicos retinianos en la periferia se refleja en la corteza visual primaria e inicia la topografía agrupada de áreas visuales superiores enel cerebro.
Este nuevo hallazgo proporciona información avanzada sobre los mecanismos que subyacen a una estrategia biológica de los circuitos cerebrales para el ordenamiento eficiente de los módulos sensoriales. El estudio fue publicado en Informes de celda el 5 de enero
En los mamíferos superiores, la corteza visual primaria está organizada en varios mapas funcionales para la sintonización neuronal, como el dominio ocular, la selectividad de orientación y la selectividad de frecuencia espacial. Se han observado correlaciones entre las topografías de diferentes mapas, lo que implica sus organizaciones sistemáticas para la eficienciamosaico de módulos sensoriales a través de áreas corticales.
Estas observaciones han sugerido que puede existir un principio común para desarrollar mapas funcionales individuales. Sin embargo, no está claro cómo tales organizaciones topográficas podrían surgir espontáneamente en la corteza visual primaria de varias especies.
El equipo de investigación descubrió que la organización ortogonal en la corteza visual primaria del cerebro se origina a partir de la organización espacial en las proyecciones feedforward ascendentes. El equipo demostró que ya existe una relación ortogonal entre los módulos sensoriales en los mosaicos retinianos, y que estose refleja en la corteza visual primaria para iniciar la topografía agrupada.
Al analizar los datos de mosaicos de células ganglionares de la retina en gatos y monos, los investigadores encontraron que la estructura de las aferencias de alimentación directa ON-OFF está organizada en un mosaico topográfico, análogo a la intersección ortogonal de los mapas de sintonización cortical.
Además, el análisis del equipo de datos previamente publicados recopilados en gatos también mostró que la dominancia ocular, la selectividad de orientación y la selectividad de frecuencia espacial en la corteza visual primaria están correlacionadas con los perfiles espaciales de las entradas de la retina, lo que implica que el mosaico eficiente de la corticalLos dominios pueden originarse a partir de patrones retinianos estructurados regularmente.
El profesor Paik dijo: "Nuestro estudio sugiere que la estructura de la periferia con un cableado de alimentación directa simple puede proporcionar la base para un mecanismo mediante el cual se ensamblan los primeros circuitos visuales".
Continuó: "Este es el primer informe de que las entradas retinianas organizadas espacialmente desde la periferia proporcionan un modelo común para los módulos sensoriales multimodales en la corteza visual durante las primeras etapas de desarrollo. Nuestros hallazgos tendrían un impacto significativo en nuestra comprensión de laestrategia de desarrollo de los circuitos cerebrales para un procesamiento eficiente de la información sensorial ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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