Investigadores del Instituto Karolinska han mapeado cómo las diferentes células nerviosas en el área del cerebro estriado procesan la información para planificar y ejecutar nuestros movimientos en el momento justo y con el vigor adecuado. Los resultados, presentados en la revista Informes de celda , muestra que diferentes tipos de células en el cuerpo estriado reciben señales de partes completamente diferentes de la corteza cerebral y, por lo tanto, responden a diferentes tipos de información.
Muchos comportamientos ocurren en respuesta a la información sensorial de nuestro entorno. Por ejemplo, cuando tocamos una nueva pieza en el piano, ajustamos los movimientos de nuestros dedos de acuerdo con el sonido que escuchamos y la retroalimentación sensorial de las teclas. Investigadores del Instituto Karolinska enSuecia tenía como objetivo aumentar nuestra comprensión de cómo funciona esto mediante el estudio de la red neuronal que nos permite alinear nuestros movimientos planificados a la información sensorial como el tacto. Las células nerviosas neuronas que subyacen a esta función están en el cuerpo estriado, que es parte de unestructura más grande en el cerebro llamada ganglios basales.
Mientras toca el piano, la retroalimentación sensorial de nuestras yemas de los dedos se procesa en la corteza somatosensorial, el área del cerebro especializada para el tacto. Los movimientos se planifican en una parte separada del cerebro llamada corteza motora. Información de la corteza somatosensorial, la corteza motora y otrosLas áreas del cerebro como el tálamo se envían al cuerpo estriado, que es la primera instancia en la que se combinan los planes de movimiento y la información sensorial. Basado en la amplia información entregada por estas entradas, el cuerpo estriado puede generar una señal de salida temporizada con precisión que se envía de vueltaa los músculos y nos permite presionar las siguientes teclas correctamente en el piano.
"Aunque se sabe desde hace mucho tiempo que el cuerpo estriado está compuesto de diferentes tipos de células nerviosas, no está claro cómo las células estriatales logran esta función compleja", dice Yvonne Johansson, estudiante de doctorado en el Departamento de Neurociencia, Instituto Karolinska. "APara responder a esta pregunta, preguntamos qué poblaciones de células estriatales procesan qué información entrante ".
Los investigadores han utilizado la optogenética, entre otras tecnologías, para analizar cuáles de los cinco tipos de células importantes en el cuerpo estriado son responsables de la comunicación desde la corteza motora, la corteza somatosensorial y el tálamo.
Los estudios en ratones revelaron que las neuronas espinosas del medio estriatal responden fuertemente a las entradas sensoriales que representan una sensación de tacto. Otra clase de neuronas estriatales, las interneuronas de punta de umbral bajo, apenas responden a las entradas que llevan información sensorial, pero son fuertemente activadas por las entradas del motorCorteza: en agudo contraste, las interneuronas colinérgicas responden con mayor fuerza a las entradas talámicas que se cree que nos notifican que algo importante está sucediendo en nuestro entorno.
Los investigadores también encontraron que las respuestas de las diferentes clases de neuronas están mediadas por diferentes composiciones de receptores. A medida que algunos receptores se abren más rápido que otros, los receptores determinan fuertemente el momento de la respuesta.
Los hallazgos arrojan nueva luz sobre cómo el cuerpo estriado está procesando sistemáticamente la gran cantidad de información que recibe.
"Nuestro trabajo muestra que el flujo de información en la red estriatal está altamente organizado y que las propiedades de las numerosas entradas dirigidas a diferentes poblaciones de neuronas estriatales son específicas de la ruta", dice Gilad Silberberg, profesor del Departamento de Neurociencia del Instituto Karolinska.
El estudio fue apoyado por la Fundación Knut y Alice Wallenberg, el Consejo Europeo de Investigación ERC Starting Grant, el Consejo Sueco de Investigación y la Fundación Sueca del Cerebro.
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Materiales proporcionado por Instituto Karolinska . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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