Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota, el Instituto Max Planck de Florida para la Neurociencia y el Instituto de Frankfurt de Estudios Avanzados, han utilizado los patrones de actividad generados espontáneamente del cerebro para obtener nuevas ideas sobre la estructura y el desarrollo de la red.descubrió la existencia de redes organizativas precisas en la corteza cerebral mucho antes en el desarrollo de lo que se pensaba anteriormente.
La corteza cerebral en humanos y carnívoros tiene una organización especial muy precisa que involucra redes de neuronas. Compuestas por miles de neuronas distribuidas en milímetros de la superficie cortical, las redes distribuidas juegan un papel crítico en todos los aspectos de la función cerebral, incluido el procesamiento deentrada sensorial compleja.
"No solo estas redes a gran escala están presentes mucho antes de lo que pensábamos, sino que predicen la función futura", dijo Gordon Smith, PhD., Departamento de Neurociencia de la Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota. "Lo que eso sugiere es que están sucediendo eventostemprano en el desarrollo están preparando el escenario para lo que vemos más adelante en la vida "
En un estudio publicado en Neurociencia de la naturaleza , los investigadores utilizaron técnicas de imágenes de calcio para visualizar patrones de actividad espontánea con resolución sin precedentes en la corteza visual madura. Si bien esperaban ver patrones de actividad generalizados, no habían anticipado el alto grado de precisión que observaron en las interacciones de la red.los patrones de actividad espontánea de la red estaban tan altamente correlacionados que la actividad de pequeñas poblaciones de neuronas podía predecir de manera confiable patrones coincidentes de actividad de la red a milímetros de distancia, y estos patrones de correlación predijeron maravillosamente los patrones de actividad de la red provocados por la estimulación visual.
Cuando miraron antes en el desarrollo antes de abrir los ojos, descubrieron patrones robustos de largo alcance de actividad espontánea correlacionada que se extendían a distancias comparables a lo que se veía en el cerebro maduro.
"Esto fue sorprendente, ya que la conectividad en el cerebro es muy inmadura en este momento del desarrollo", dijo Smith, cuyo trabajo en este estudio se realizó tanto en el Instituto Max Planck de Florida como en la Universidad de Minnesota. "Este hallazgo nos llevó apara proponer un modelo computacional novedoso de la corteza visual temprana que pueda replicar estos hallazgos ". El modelo muestra que en las primeras etapas del desarrollo, la actividad de red de largo alcance puede generarse mediante patrones de actividad que se extienden a través de cadenas de conexiones corticales locales.
Los estudios futuros probarán la predicción de que los mecanismos de plasticidad dependientes de la actividad dan forma a la estructura de las conexiones de largo alcance en función de los patrones de actividad instructiva derivados de las conexiones corticales locales. Smith está actualmente promoviendo esta investigación en la Universidad de Minnesota.
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Materiales proporcionado por Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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