El circuito cerebral que enfoca la atención trae una amplia gama de entradas

neuronas que proyectan ACC visibles en la región LP del cerebro de un ratón. Crédito: Ning Leow/Instituto PIcower del MIT

En un nuevo estudio de seguimiento de circuitos en todo el cerebro, los científicos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT centraron la atención selectiva en un circuito que gobierna, adecuadamente, la atención selectiva. Los mapas integrales que produjeron ilustran cuán ampliamente el cerebro de los mamíferos incorpora e integra información para enfocar sus recursos sensoriales en sus objetivos.

Trabajando en ratones, el equipo rastreó miles de entradas en el circuito, un circuito de comunicación entre la corteza cingulada anterior (ACC) y el tálamo lateral posterior (LP). En los primates, el LP se llama pulvinar. Los estudios en humanos y primates no humanos han indicado que la interacción de estas dos regiones es fundamental para las funciones cerebrales, como poder concentrarse en un objeto de interés en una escena llena de gente, dijo el coautor principal del estudio, Yi Ning Leow, estudiante de posgrado. en el laboratorio de la autora principal Mriganka Sur, profesora de Newton en el Departamento de Ciencias del Cerebro y Cognitivas del MIT. La investigación ha implicado la disfunción en el circuito en los trastornos que afectan la atención, como el autismo y el TDAH.

El nuevo estudio del Journal of Comparative Neurology amplía lo que se sabe sobre el circuito al detallarlo en ratones, dijo Leow, lo que es importante mostrando que el circuito del ratón es muy similar a la versión de los primates, incluso si el LP es proporcionalmente más pequeño y menos evolucionado que el pulvinar.

«En estos modelos de roedores pudimos encontrar circuitos muy similares», dijo Leow. . «Entonces, posiblemente también podamos estudiar estas funciones de orden superior en ratones. Tenemos muchas más herramientas genéticas en ratones, por lo que podemos observar mejor este circuito».

El estudio, también codirigido por el ex estudiante del MIT Blake Zhou, por lo tanto, proporciona una hoja de ruta detallada en el modelo de ratón experimentalmente accesible para comprender cómo el ACC y el LP cooperan para producir atención selectiva. Por ejemplo, ahora que Leow y Zhou han localizado todas las entradas que están conectadas al circuito, Leow está accediendo a esas fuentes para espiar la información que transportan. Mientras tanto, ella está correlacionando ese flujo de información con el comportamiento.

«Este estudio sienta las bases para comprender uno de los componentes más importantes, pero más esquivos, de la función cerebral, a saber, nuestra capacidad para atender selectivamente una cosa de varios, así como cambiar la atención», dijo Sur.

Amplia información para un resultado enfocado

Usando técnicas de rastreo de circuitos mediadas por virus iniciadas por el coautor Ian Wickersham, profesor de Brain and Cognitive Sciences en el MIT, el equipo encontró distintas fuentes de información para el ACC y el LP. En términos generales, el estudio detallado encuentra que la mayoría de las entradas al ACC procedían de áreas de la corteza frontal que normalmente gobiernan la planificación dirigida a objetivos y de áreas visuales superiores. Mientras tanto, la mayor parte de las entradas al LP procedían de regiones más profundas capaces de proporcionar contexto, como las necesidades del mouse, la ubicación y las señales espaciales, información sobre el movimiento e información general de una combinación de sentidos.

Entonces a pesar de que centrar la atención puede parecer una cuestión de controlar los sentidos, dijo Leow, el circuito también atrae mucha otra información.

«Estamos viendo que no es solo sensorial, hay tantas entradas que también provienen de áreas no sensoriales, tanto subcorticales como corticales», dijo. «Parece estar integrando una gran cantidad de aspectos diferentes que podrían relacionarse con el estado de comportamiento del animal en un momento dado. Proporciona una forma de proporcionar una gran cantidad de contexto interno y especial para esa información sensorial».

Dados los distintos conjuntos de entradas para cada región, el ACC puede tener la tarea de centrar la atención en un objeto deseado, mientras que el LP modula cómo el ACC hace esos cálculos, teniendo en cuenta lo que sucede tanto dentro como fuera del animal. . Decodificar qué es esa información contextual entrante y qué le dice el LP al ACC son los próximos pasos clave, dijo Leow. Otro conjunto claro de preguntas que plantea el estudio son cuáles son las salidas del circuito. En otras palabras, después de integrar toda esta información, ¿qué hace con ella?

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Las dendritas pueden ayudar a las neuronas a realizar cálculos complicados Más información: Yi Ning Leow et al, Mapeo cerebral de entradas a la red de la corteza cingulada anterior del tálamo lateral posterior (LP/Pulvinar) del ratón , Revista de Neurología Comparada (2022). DOI: 10.1002/cne.25317 Proporcionado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre investigación, innovación y enseñanza del MIT.

Cita: El circuito cerebral que enfoca la atención trae una amplia gama de entradas (21 de abril de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-04-brain -circuit-focuses-attention-wide.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.