Las conexiones cerebrales tienen su propio ritmo

La activación de las áreas de la corteza cerebral aumenta progresivamente durante el desarrollo posnatal. En este estudio, los autores desentrañaron las bases genéticas para el establecimiento de dicha conectividad. Crédito: UNIGE Laboratoire Denis Jabaudon

La corteza cerebral, ubicada en la superficie del cerebro, maneja las funciones cognitivas, del lenguaje y complejas que nos permiten representar el mundo o proyectarnos hacia el futuro. Al ser capaz de categorizar y asociar los estímulos que recibe de nuestros cinco sentidos, la corteza vincula esta información para darle sentido. Para ello, diferentes tipos de neuronas establecen conexiones corticales durante el desarrollo embrionario y la vida posnatal temprana. ¿Cuál es el mecanismo biológico por el cual se crea este delicado ensamblaje? Un equipo de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, ha descifrado ahora este proceso: aunque las neuronas son anatómicamente distintas, sus programas genéticos siguen siendo muy similares. Resulta que las diferencias surgen durante la maduración molecular de estas neuronas, que deben seguir un ritmo preciso para establecer las conexiones adecuadas. Estos sorprendentes resultados se pueden descubrir en la revista Nature.

Las diversas funciones gestionadas por la corteza cerebral no se distribuyen al azar, sino que se organizan de acuerdo con un mapa preciso. Por ejemplo, las áreas visuales se ubican en la parte posterior de la cabeza, mientras que el tacto se representa en el lateral y el control motor en la parte delantera. Sin embargo, para realizar sus diferentes funciones, estas áreas deben comunicarse de manera efectiva. “Y esto se verifica continuamente: para atrapar una pelota, por ejemplo, las áreas visual y motora deben coordinarse”, explica Denis Jabaudon, profesor del Departamento de Neurociencias Básicas de la Facultad de Medicina de la UNIGE, que dirigió esta investigación. Estas conexiones son esenciales para que los seres humanos construyamos una visión coherente del mundo. Sin embargo, se deben tomar decisiones para que las asociaciones no sean erróneas y se seleccionen las asociaciones más útiles.

Una partición genética común reproducida a un ritmo diferente

Las conexiones entre áreas corticales son proporcionadas por llamadas ‘neuronas de proyección cortical interárea’ (ICPN), que envían señales eléctricas a su(s) objetivo(s) cortical(es). «Para que las áreas corticales se comuniquen, el sistema debe conectarse con precisión», señala Denis Jabaudon, «y para que esto suceda, se deben establecer diferentes tipos de conexiones en el lugar correcto y en el momento correcto». Para comprender cómo se produce este fenómeno, la Dra. Esther Klingler, investigadora del equipo de Denis Jabaudon, y sus colegas estudiaron cómo se establecen las conexiones entre las áreas responsables del tacto y las habilidades motoras en ratones después del nacimiento. «Para nuestra gran sorpresa, los programas genéticos de las dos poblaciones ICPN no eran diferentes en general, a pesar de sus diferencias anatómicas. Sin embargo, el ritmo que rige su expresión varió considerablemente».

Por lo tanto, las neuronas que hacen conexiones de un determinado tipo se desarrollan más rápidamente, mientras que otros se desarrollan más lentamente, se conectan a otras áreas corticales. «Nuestro trabajo sugiere que crear diversidad en las neuronas no siempre requiere una gran diversidad genética. Parece que en este caso, la partitura es similar, solo cambia el ritmo de la música».

Para confirmar su descubrimiento , los científicos modificaron la ejecución de este programa genético al expresar, durante un largo período de tiempo, un gen que normalmente se expresa solo al comienzo del proceso. Luego, los ratones mostraron una conectividad sensoriomotora anormal, así como una exploración inusual de su entorno. Este único cambio interrumpió todo el sistema.

La relación tacto-movimiento es lo primero

Por lo tanto, distintos tipos de neuronas tienen distintos ritmos de maduración, que se reflejan en el orden en que aparecen las conexiones entre las áreas del cerebro. . “En los ratones, la exploración activa del entorno solo surge progresivamente durante las dos primeras semanas de vida, en correspondencia con el orden de las conexiones entre las áreas cerebrales correspondientes”, explica Denis Jabaudon. «El desarrollo secuencial de estas diferentes neuronas permite que las habilidades sensoriales surjan de acuerdo con un programa similar: el ratón recién nacido primero necesita mamar y, por lo tanto, primero desarrollará la relación táctil y luego se moverá, desarrollará habilidades motoras que son procesadas por otros cerebrales». áreas». Paso a paso, la corteza aprende a establecer conexiones solo cuando son necesarias para poder procesar la información correctamente. En el cerebro también hay un tiempo y un lugar para todo.

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Las células madre cerebrales tienen buena memoria Más información: Denis Jabaudon, Controles temporales sobre la diversidad del destino de las neuronas de proyección cortical interareal, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04048-3. www.nature.com/articles/s41586-021-04048-3 Información de la revista: Nature

Proporcionado por la Universidad de Ginebra Cita: Las conexiones cerebrales tienen su propio ritmo (9 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-brain-tempo.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.