Las simulaciones computacionales de un equipo de investigación de KAIST demostraron que las ondas de actividad neuronal espontánea en las retinas de ojos aún cerrados en mamíferos desarrollan conexiones horizontales de largo alcance en la corteza visual durante las primeras etapas de desarrollo.
Este nuevo hallazgo aparece en la edición del 19 de agosto de Revista de neurociencia como artículo de portada ha resuelto un enigma de larga data para comprender la neurociencia visual con respecto a la organización temprana de las arquitecturas funcionales en la corteza visual de los mamíferos antes de la revelación, especialmente la conectividad horizontal de largo alcance conocida como circuitos "específicos de características".
Para preparar al animal para que vea cuando sus ojos se abren, los circuitos neuronales en el sistema visual del cerebro deben comenzar a desarrollarse antes. Sin embargo, el desarrollo adecuado de muchas regiones del cerebro involucradas en la visión generalmente requiere información sensorial a través de los ojos.
En la corteza visual primaria de los taxones superiores de mamíferos, las neuronas corticales de afinación funcional similar a una característica visual están unidas entre sí por circuitos horizontales de largo alcance que desempeñan un papel crucial en el procesamiento de la información visual.
Sorprendentemente, estas conexiones horizontales de largo alcance en la corteza visual primaria de los mamíferos superiores emergen antes del inicio de la experiencia sensorial, y el mecanismo subyacente a este fenómeno sigue siendo difícil de alcanzar.
Para investigar este mecanismo, un grupo de investigadores dirigido por el profesor Se-Bum Paik del Departamento de Ingeniería Biológica y Cerebral de KAIST implementó simulaciones computacionales de vías visuales tempranas utilizando datos obtenidos de los circuitos retinianos en animales jóvenes antes de abrir los ojos.incluidos gatos, monos y ratones.
A partir de estas simulaciones, los investigadores encontraron que las ondas espontáneas que se propagan en mosaicos retinianos ON y OFF pueden inicializar el cableado de conexiones horizontales de largo alcance al coactivar selectivamente neuronas corticales de afinación funcional similar, mientras que las actividades aleatorias equivalentes no pueden inducir tales organizaciones.
Las simulaciones también mostraron que las conexiones horizontales de largo alcance emergidas pueden inducir las actividades corticales modeladas, coincidiendo con la topografía de los mapas funcionales subyacentes incluso en organizaciones de tipo sal y pimienta observadas en roedores. Este resultado implica que el modelo desarrollado por el profesor Paiky su grupo puede proporcionar un principio universal para el mecanismo de desarrollo de conexiones horizontales de largo alcance tanto en mamíferos superiores como en roedores.
El profesor Paik dijo: "Nuestro modelo proporciona una comprensión más profunda de cómo las arquitecturas funcionales en la corteza visual pueden originarse a partir de la organización espacial de la periferia, sin experiencia sensorial durante los primeros períodos de desarrollo".
Continuó: "Creemos que nuestros hallazgos serán de gran interés para los científicos que trabajan en una amplia gama de campos como la neurociencia, la ciencia de la visión y la biología del desarrollo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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