Los investigadores de la Ruhr-Universität Bochum han obtenido nuevos conocimientos sobre la cuestión de cómo la estimulación magnética transcraneal TMS afecta la interconectividad funcional de las neuronas. Para la visualización, emplearon tintes fluorescentes que proporcionan información sobre la actividad de las neuronas por la luz.técnica, mostraron en un modelo animal que TMS predispone las conexiones neuronales en la corteza visual del cerebro para procesos de reorganización.
TMS se está utilizando como tratamiento para una serie de enfermedades cerebrales como la depresión, la enfermedad de Alzheimer y la esquizofrenia, pero ha habido poca investigación sobre cómo funciona exactamente TMS. El equipo del profesor asociado Dr. Dirk Jancke del Laboratorio de Imagen Óptica enBochum describe sus nuevos descubrimientos en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS .
Examinando los efectos en mapas corticales en la corteza visual
Los investigadores han investigado cómo TMS afecta la organización de los llamados mapas de orientación en la parte visual del cerebro. Esos mapas están en parte determinados genéticamente y en parte por la interacción con nuestro entorno. En la corteza visual, por ejemplo, las neuronasresponden a los bordes de contraste de ciertas orientaciones, que generalmente constituyen límites de objetos Las neuronas que responden preferiblemente a los bordes de una orientación específica se agrupan estrechamente, mientras que los grupos de neuronas con otras preferencias de orientación se ubican gradualmente más lejos, formando un mapa sistemático en todas las orientaciones.
El equipo empleó TMS de alta frecuencia y comparó el comportamiento de las neuronas con los estímulos visuales con una orientación angular específica antes y después del procedimiento. El resultado: después de la estimulación magnética, las neuronas respondieron de manera más variable, es decir, su preferencia por una orientación particularfue menos pronunciado que antes del TMS. "Se podría decir que después del TMS las neuronas estaban algo indecisas y, por lo tanto, potencialmente abiertas a nuevas tareas", explica Dirk Jancke. "Por lo tanto, razonamos que el tratamiento nos proporciona una ventana de tiempo parala inducción de procesos plásticos durante los cuales las neuronas pueden cambiar su preferencia funcional ".
Un breve entrenamiento visual remodela los mapas
Luego, el equipo investigó el impacto de un entrenamiento visual pasivo después del tratamiento con TMS. 20 minutos de exposición a imágenes de una orientación angular específica condujeron al agrandamiento de aquellas áreas del cerebro que representan la orientación entrenada ". Por lo tanto, el mapa en"La corteza visual ha incorporado el sesgo en el contenido de información de la estimulación visual anterior al cambiar su diseño en poco tiempo", dice Jancke. "Tal procedimiento, que es un entrenamiento sensorial o motor dirigido después de TMS para modificar el patrón de conectividad del cerebro- podría ser un enfoque útil para las intervenciones terapéuticas, así como para formas específicas de entrenamiento sensorial-motor ", explica Dirk Jancke.
desafíos metodológicos
La estimulación magnética transcraneal es un procedimiento indoloro no invasivo: se coloca un solenoide sobre la cabeza y el área del cerebro en cuestión puede activarse o inhibirse mediante ondas magnéticas. Hasta ahora se sabe poco sobre el impacto del procedimiento enun nivel de red celular, porque el fuerte campo magnético del TMS superpone las señales que utilizan los investigadores para monitorear los efectos neuronales del TMS. El pulso magnético interfiere en particular con las técnicas de medición eléctrica, como el EEG. Además, otroslos procedimientos utilizados en participantes humanos, por ejemplo, imágenes de resonancia magnética funcional, son demasiado lentos o su resolución espacial es demasiado baja.
El equipo de Dirk Jancke utilizó tintes fluorescentes dependientes del voltaje, incrustados en las membranas de las neuronas, para medir la actividad del cerebro después del TMS con alta resolución espacio-temporal. Tan pronto como se modula la actividad de una neurona, las moléculas de tinte cambian la intensidad de emisión.Por lo tanto, las señales luminosas proporcionan información sobre cambios inmediatos en la actividad de grupos de neuronas.
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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