Una colaboración internacional de neurocientíficos ha publicado hoy un artículo en Naturaleza demostrando la amplitud de la comunicación neuronal en la corteza visual utilizando una combinación de métodos para rastrear las proyecciones de neuronas individuales a través del cerebro.
En los modelos clásicos del sistema visual, la información fluye desde la corteza visual 'primaria' V1 a áreas aguas abajo más especializadas que se centran, por ejemplo, en el movimiento o la forma de la imagen. Sin embargo, los detalles de cómo las células individuales transportan esta información sonno se entiende.
El profesor Tom Mrsic-Flogel, uno de los autores principales del artículo y líder del proyecto en Biozentrum, Universidad de Basilea y Director del Centro Sainsbury Wellcome comentó :
"Comprender la anatomía a escala fina mediante la cual las neuronas individuales distribuyen señales a sus objetivos es un paso crucial para forjar la relación entre la estructura y la función neuronales"
Hasta ahora, no había quedado claro si la transferencia de información desde la corteza visual primaria era en gran medida "una neurona - un área objetivo", o si las neuronas individuales distribuían sus señales en múltiples áreas aguas abajo.
Si bien la investigación, realizada por neurocientíficos del Centro Sainsbury Wellcome para Circuitos y Comportamiento Neural, en conjunto con Cold Spring Harbor y Biozentrum, confirmó la existencia de proyecciones dedicadas a ciertas áreas corticales; los científicos descubrieron que estas eran la excepción y quela mayoría de las neuronas primarias de la corteza visual transmiten información a múltiples objetivos.
Justus M. Kebschull, uno de los primeros autores del artículo en Cold Spring Harbor comentó :
"Nuestros hallazgos revelan que las neuronas individuales en la corteza visual se proyectan a varios objetivos en la neocorteza. Esto significa que sus señales se distribuyen ampliamente y que las neuronas individuales contribuyen a múltiples cálculos paralelos a través de la neocorteza".
en el Naturaleza artículo, el equipo describe los dos métodos complementarios que utilizaron para mapear los patrones de proyección. En primer lugar, utilizaron el trazado axonal basado en fluorescencia de todo el cerebro al etiquetar las neuronas en la corteza visual derecha de cada ratón con GFP y luego proyectar imágenes axonales mediantetomografía en serie de dos fotones en todo el cerebro.
Luego se usó el Atlas de referencia cerebral del ratón Allen para identificar las áreas en las que se observaron las terminaciones axonales. Se encontró que las neuronas de la corteza visual primaria V1 del ratón tenían un alto grado de diversidad de proyección y la mayor parte de la capa individual 2/3Se descubrió que las neuronas distribuyen información a múltiples áreas en lugar de proyectarse a un solo objetivo. Estas neuronas se denominan 'neuronas transmisoras'.
En segundo lugar, los investigadores utilizaron la secuenciación de ADN de alto rendimiento de las neuronas genéticamente codificadas MAPseq para determinar si las neuronas emisoras estaban dirigidas a áreas corticales al azar, o si se dirigen preferentemente o evitan subconjuntos específicos de áreas, lo que indica un mayorestructura de orden.
Miles de neuronas V1 individuales fueron marcadas de forma única con secuencias de ARN aleatorias, en esencia códigos de barras. Cada neurona marcada luego transporta el código de barras a sus propios procesos axonales, donde pueden leerse a lo largo de la secuenciación de un área objetivo disecada para determinar la proyecciónobjetivos de esa neurona específica a áreas visuales superiores.
El profesor Anthony Zador, otro autor principal y líder de proyecto en Cold Spring Harbor Laboratory, explica la técnica revolucionaria :
"Las secuencias de ARN, o 'códigos de barras', que entregamos a las neuronas individuales son inequívocamente únicas y esto nos permite determinar si las neuronas individuales, en oposición a regiones enteras, se adaptan a objetivos específicos".
Esta técnica reveló que la mayoría de las neuronas V1 se proyectan a áreas visuales superiores de manera no aleatoria. Se identificaron seis motivos de proyección que reflejan varias subclases de neuronas de proyección para la transferencia de información divergente desde V1 a áreas visuales superiores.
Los investigadores afirman que los resultados del estudio "sugieren una especialización funcional de subpoblaciones de células de proyección más allá del mapeo 'una neurona - un área objetivo'.
"La siguiente pieza del rompecabezas será comprender qué hace cada uno de estos motivos de proyección para el procesamiento visual y la percepción y cómo se establecen estos patrones de conectividad de largo alcance durante el desarrollo", concluyó la profesora Mrsic-Flogel.
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU.; Brain Research Foundation; IARPA; Simons Foundation; Paul Allen Distinguished Investigator Award; Boehringer Ingelheim Fonds; Genentech Foundation; European Research Council y Swiss National Science Foundation.
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Materiales proporcionado por Centro de bienvenida de Sainsbury . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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