Para los científicos que buscan la 'sala de control' del cerebro, un área llamada claustrum ha surgido como un candidato convincente. Se cree que esta estructura cerebral profunda, poco estudiada, es el lugar donde se unen múltiples sentidos, se controla la atención ysurge la conciencia. Las observaciones en ratones ahora apoyan el papel del claustrum como un centro para coordinar la actividad a través del cerebro. Una nueva investigación del Centro RIKEN para la Ciencia del Cerebro CBS muestra que la actividad cerebral de onda lenta, una característica del sueño y los estados de reposo, está controlado por el claustrum. La sincronización de estados silenciosos y activos en grandes partes del cerebro por estas ondas lentas podría contribuir a la conciencia.
Un descubrimiento fortuito en realidad llevó a Yoshihiro Yoshihara, líder del equipo de CBS, a investigar el claustrum. Su laboratorio normalmente estudia el sentido del olfato y la detección de feromonas, pero se toparon con una cepa de ratón genéticamente modificada con una población específica de células cerebralessolo estaba presente en el claustrum. Estas neuronas podían activarse mediante tecnología optogenética o silenciarse selectivamente mediante manipulación genética, lo que permitía el estudio de lo que resultó ser una vasta red controlada por claustrum. Se publicó el estudio de Yoshihara y colegas.en Neurociencia de la naturaleza el 11 de mayo
Comenzaron mapeando las entradas y salidas del claustrum y descubrieron que muchas áreas cerebrales de orden superior envían conexiones al claustrum, como las involucradas en la sensación y el control motor. Las conexiones salientes del claustrum se distribuyeron ampliamente en todo el cerebro, llegando anumerosas áreas del cerebro, como las cortezas prefrontal, orbital, cingulada, motora, insular y entorrinal. "El claustrum está en el centro de una red cerebral generalizada, que cubre áreas que están involucradas en el procesamiento cognitivo", dice la coautora Kimiya Narikiyo."Básicamente llega a todas las áreas del cerebro superior y a todos los tipos de neuronas, lo que lo convierte en un posible orquestador de actividad en todo el cerebro".
De hecho, esto es lo que los investigadores encontraron cuando manipularon las neuronas del claustrum optogenéticamente. El disparo neuronal en el claustrum se correlacionó estrechamente con la actividad de onda lenta en muchas regiones del cerebro que reciben información del claustrom. Cuando activaron artificialmente el claustrum mediante luz optogenéticaestimulación, silencia la actividad cerebral a través de la corteza, un fenómeno conocido como "estado de Down", que se puede ver cuando los ratones están dormidos o en reposo. Se sabe que los estados de arriba y abajo se sincronizan a través de la corteza por ondas lentas de actividadque viajan desde el frente del cerebro hacia la parte posterior. "La onda lenta es especialmente importante durante el sueño porque promueve la homeostasis de las sinapsis en el cerebro y consolida los recuerdos del período despierto anterior", comenta Yoshihara.
El claustrum resulta ser vital para generar esta actividad de onda lenta. La eliminación genética de las neuronas del claustrum redujo significativamente las ondas lentas en la corteza frontal. "Creemos que el claustrum desempeña un papel fundamental en la activación de los estados descendentes durante la actividad de onda lenta, a través de sus entradas generalizadas a muchas áreas corticales ", dice Yoshihara. Cuando estas áreas posteriormente entran en un estado activo y disparan sincrónicamente, esto sirve para 'reproducir' recuerdos, transferir información entre áreas y consolidar recuerdos a largo plazo", todas las funciones que"Contribuye indirectamente a un estado consciente", observa Yoshihara. "El claustrum es un coordinador de la actividad global de onda lenta, y es tan emocionante que nos estamos acercando a vincular conexiones y acciones cerebrales específicas con el último rompecabezas de la conciencia".
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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