Un nuevo estudio realizado por neurocientíficos del Picower Institute for Learning and Memory del MIT revela cómo las neuronas del cerebro organizan la información visual que reciben. Este hallazgo se centra en el área de la corteza visual primaria, donde no todas las neuronas responden a la información visual, a pesar de recibir múltiples señales a través de miles de conexiones sinápticas.
Según Mriganka Sur, profesor de neurociencia en el Picower Institute, los investigadores están interesados en determinar qué entradas llevan a las neuronas a participar en los procesos computacionales del cerebro. Las neuronas participan en los circuitos cerebrales al “disparar” un potencial de acción eléctrica.
Investigación en el procesamiento visual
El estudio, publicado en iScience, fue dirigido por el postdoctorado Kyle Jenks. El equipo utilizó técnicas de imagen para observar cómo los cuerpos celulares de las neuronas y sus sinapsis individuales respondían mientras los ratones visualizaban imágenes en movimiento. Esta investigación incluye tanto neuronas que responden a estímulos visuales como aquellas que no lo hacen.
“Reunimos muchos aspectos que se habían estudiado de forma aislada y los analizamos en un solo trabajo”, comenta Jenks. “Podemos comparar cómo la neurona y sus espinas responden a los mismos estímulos, tanto en neuronas visualmente receptivas como en aquellas que no lo son”.
Reglas sobre la organización sináptica
El equipo de Jenks manipuló genéticamente neuronas para que sus espinas dendríticas brillaran cuando aumentaba la actividad sináptica. Esto les permitió rastrear cómo las respuestas de las neuronas se correlacionaban con la actividad de sus espinas mientras los ratones observaban patrones visuales.
Entre sus hallazgos, el equipo identificó varias reglas clave en la organización sináptica:
1. La distancia del soma es crucial: En neuronas que respondían a estímulos visuales, la actividad de las espinas se correlacionaba más con la del soma cuanto más cerca estaban de este.
2. Agrupamiento local: Las espinas en neuronas activas formaban grupos de respuesta correlacionada, especialmente dentro de un rango de 5 micrones.
Implicaciones de los hallazgos
3. Diferenciación entre dendritas: Las dendritas apicales, que reciben entradas diversas, mostraron más espinas visualmente receptivas en comparación con las basales, que manejan más información visual bruta.
4. Importancia de la selectividad de orientación: Se determinó que la selectividad de una espina hacia la orientación de su estímulo preferido era el factor más relevante en su correlación con la actividad del soma.
Los resultados de este estudio tienen implicaciones significativas para entender los circuitos neuronales en la corteza visual y pueden servir de base para investigar mutaciones genéticas que afecten la conexión neuronal y la visión. Además, podrían ayudar en la modelización de cómo las neuronas integran entradas sinápticas en sus procesos computacionales.
