Antes de abrir los ojos, se preparan para ver
Simulación computacional de ondas retinianas en redes neuronales modelo. Crédito: Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Las simulaciones computacionales de un equipo de investigación de KAIST demostraron que las ondas de actividad neuronal espontánea en las retinas de los ojos aún cerrados en los mamíferos desarrollan conexiones horizontales de largo alcance en la corteza visual durante las primeras etapas de desarrollo.
Este nuevo hallazgo, presentado en la edición del 19 de agosto de Journal of Neuroscience como artículo de portada, ha resuelto un enigma de larga data para comprender la neurociencia visual con respecto a la organización temprana de las arquitecturas funcionales en la corteza visual de los mamíferos antes de la apertura de los ojos, especialmente la conectividad horizontal de largo alcance conocida como circuito de «función específica».
Para preparar al animal para ver cuando abre los ojos, los circuitos neuronales en el sistema visual del cerebro deben comenzar a desarrollarse antes. Sin embargo, el desarrollo adecuado de muchas regiones del cerebro involucradas en la visión generalmente requiere información sensorial a través de los ojos.
En la corteza visual primaria de los taxones de mamíferos superiores, las neuronas corticales de sintonía funcional similar a una característica visual están conectadas unidas por circuitos horizontales de largo alcance que juegan un papel crucial en el procesamiento de la información visual.
Sorprendentemente, estas conexiones horizontales de largo alcance en la corteza visual primaria de los mamíferos superiores emergen antes del inicio de la experiencia sensorial, y el El mecanismo subyacente a este fenómeno sigue siendo esquivo.
Para investigar este mecanismo, un grupo de investigadores dirigido por el profesor Se-Bum Paik del Departamento de Bioingeniería y Cerebro de KAIST implementó simulaciones computacionales de vías visuales tempranas utilizando datos obtenido de los circuitos de la retina en animales jóvenes antes de que se abrieran los ojos, incluidos gatos, monos y ratones.
A partir de estas simulaciones, los investigadores descubrieron que las ondas espontáneas prop La activación en mosaicos retinianos ON y OFF puede inicializar el cableado de conexiones horizontales de largo alcance mediante la coactivación selectiva de neuronas corticales de sintonía funcional similar, mientras que las actividades aleatorias equivalentes no pueden inducir tales organizaciones.
Las simulaciones también mostraron que Las conexiones horizontales de largo alcance surgidas pueden inducir las actividades corticales modeladas, haciendo coincidir la topografía de los mapas funcionales subyacentes incluso en organizaciones de tipo sal y pimienta observadas en roedores. Este resultado implica que el modelo desarrollado por el profesor Paik y su grupo puede proporcionar un principio universal para el mecanismo de desarrollo de conexiones horizontales de largo alcance tanto en mamíferos superiores como en roedores.
El profesor Paik dijo: «Nuestro modelo proporciona una comprensión más profunda de cómo las arquitecturas funcionales en la corteza visual pueden originarse a partir de la organización espacial de la periferia, sin experiencia sensorial durante los primeros períodos de desarrollo. Creemos que nuestros hallazgos será de gran interés para los científicos que trabajan en una amplia gama de campos como la neurociencia, la ciencia de la visión y la biología del desarrollo».
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Un único factor biológico predice distintas organizaciones corticales en especies de mamíferos Más información: Jinwoo Kim et al. Las ondas retinales espontáneas pueden generar conectividad horizontal de largo alcance en Visual Cortex, The Journal of Neuroscience (2020). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0649-20.2020 Información de la revista: Journal of Neuroscience
Proporcionado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) Cita: Before eyes open, they get ready to see (25 de agosto de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-eyes-ready.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.