Nuevos avances en el conocimiento de las relaciones entre el tálamo y la corteza cerebral

El objeto del estudio, realizado en base al sistema táctil de las vibrisas (bigotes) de ratones, era determinar la naturaleza de la información táctil codificada por las neuronas del núcleo ventral posterior medio del tálamo (VPM). Esta región es la que envía a la corteza los principales mensajes relacionados con el tacto mediado por las vibrisas. Como explica el investigador del CSIC Miguel Maravall, uno de los directores del estudio: “Hemos demostrado que cada neurona está codificando un tipo de información diferente, lo que implica un código más rico, más flexible, que permite transmitir a la corteza un mensaje mucho más complejo”.

El trabajo revalúa la tradición en este campo que se inclinaba a pensar que todas las neuronas del VPM respondían del mismo modo ante un estímulo, de forma que se duplicaba su mensaje para que éste llegara más fuerte a la corteza. “Sin embargo, se ha constatado cómo diferentes neuronas codifican diferentes variables ante un mismo estímulo, si bien tienen en común una destacada agudeza temporal, de tal manera que pueden informar sobre fluctuaciones muy rápidas y breves (de aproximadamente una milésima de segundo) en el movimiento de vibrisas”, incide el investigador del CSIC.

El estudio se ha llevado a cabo en el Instituto de Neurociencias (centro mixto CSIC-Universidad Miguel Hernández), con sede en la localidad de San Juan de Alicante, en colaboración con la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Manchester y el Instituto Italiano de Tecnología.

Diccionario neuronal

Con el fin de intentar deducir cuál es el código que utilizan las neuronas, se registraron las respuestas a complejos estímulos de las vibrisas en ratas anestesiadas, a partir de la técnica conocida como ‘correlación inversa’. “Nuestros resultados indican que el núcleo VPM del tálamo contiene una representación distribuida del movimiento de vibrisas, en la que diferentes neuronas participan por igual en la codificación del estímulo pero cada una transmite un tipo diferente de información relativa a diferentes variables, como por ejemplo la posición del bigote, la rapidez del movimiento, o si está acelerando o frenando”, incide Miguel Maravall.

Controlar el estímulo que se aplica, permite de alguna manera deducir que el mensaje que transmiten las neuronas hasta llegar a la corteza es el resultado de la codificación de ese estímulo. Como explica de forma gráfica el investigador del CSIC: “La meta principal de nuestros estudios es llegar a conseguir un ‘diccionario’ que nos permita descifrar cuáles son los símbolos que utilizan las neuronas para codificar y por otro lado, cual es el significado o el concepto que se asocia a esos impulsos eléctricos”.

El sistema táctil de las vibrisas o bigotes de los ratones utiliza unos principios básicos de organización cerebral generalizables a otras especies. Este sistema táctil especializado es crucial para dichos animales, que son principalmente nocturnos y dependen de sus vibrisas para evaluar la localización e identidad de los objetos. “En definitiva, comprender el sistema de las vibrisas promete ayudarnos a comprender cómo percibimos nosotros mismos el mundo”, concluye Maravall.

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Referencia bibliográfica:

Rasmus S. Petersen, Marco Brambilla, Michael R. Bale, Andrea Alenda, Stefano Panzeri, Marcelo A. Montemurro, Miguel Maravall.Diverse and Temporally Precise Kinetic Feature Selectivity in the VPm Thalamic Nucleus. Neuron, vol.60, 10 diciembre 2008.