Investigaciones recientes muestran que los movimientos corporales, particularmente los saludos en ratas, modulan el procesamiento sensorial en el cerebro de manera diferente a lo que se pensaba anteriormente, desafiando el papel establecido de las cortezas motoras. Este descubrimiento destaca el impacto significativo de las entradas sensoriales y del tálamo secundarias, revolucionando potencialmente el desarrollo de tecnologías para imitar la integración sensorio-motora humana.
Los científicos han descubierto una nueva comprensión de la influencia de los movimientos físicos en las experiencias sensoriales, desafiando los puntos de vista tradicionales en el campo de la neurociencia.
Se considera ampliamente que el cerebro es el órgano más complejo del cuerpo humano. Los complejos mecanismos de procesamiento de la información sensorial y cómo esta información influye y es influenciada por el control motor han fascinado a los neurocientíficos durante más de un siglo. Hoy en día, gracias a técnicas y equipos de laboratorio avanzados, los investigadores pueden utilizar modelos animales para resolver este enigma, particularmente en el cerebro de un ratón.
Durante los años 20Th A lo largo del siglo, experimentos con ratas anestesiadas han demostrado que la información sensorial define principalmente la actividad neuronal en las cortezas sensoriales primarias, regiones del cerebro que procesan información sensorial, incluido el tacto, la visión y el oído. Sin embargo, en las últimas décadas, estudios con ratas despiertas han revelado que el comportamiento espontáneo, como el movimiento exploratorio y el movimiento de los bigotes, conocido como batidor, en realidad regula la actividad de las respuestas sensoriales en las cortezas sensoriales primarias. En otras palabras, las sensaciones a nivel neuronal están significativamente moduladas por los movimientos corporales, incluso si no se comprenden completamente los correspondientes circuitos neuronales y los mecanismos subyacentes.
Investigación innovadora en procesamiento sensorial
Para abordar esta brecha de conocimiento, un equipo de investigación en Japón investigó la corteza somatosensorial primaria (S1), la región del cerebro del ratón que maneja la información táctil de los bigotes. Su último estudio ha sido publicado. Revista de neurociencia El 1 de diciembre de 2023, el profesor Takayuki Yamashita de la Universidad de Salud de Fujita (FHU) y el Dr. Masahiro Kawatani y
» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>Universidad de Nagoyacon su equipo.
El área S1 recibe información a través de axones de varias otras áreas, incluida la corteza somatosensorial secundaria (S2), la corteza motora primaria (M1) y el tálamo sensorial (TLM). Para investigar cómo estas regiones modulan la actividad en S1, los investigadores recurrieron a la optogenética (una técnica para controlar la actividad de poblaciones neuronales específicas a través de la luz) que involucra a eOPN3, una proteína sensible a la luz descubierta recientemente que inhibe eficazmente vías neuronales específicas en respuesta. la luz Utilizando virus como vectores, introdujeron el gen que codifica esta proteína en las regiones M1, S2 y TLM de ratones. Luego, midieron la actividad neuronal en ratones despiertos que realizaban batidos espontáneos en S1. En este proceso, inhibieron selectivamente diferentes entradas de señal que iban a S1 usando la luz como interruptor de encendido/apagado y observaron el efecto en S1.
Hallazgos e implicaciones para la integración sensoriomotora.
Curiosamente, las entradas de señales de S2 y TLM a S1, pero no de M1 a S1, modularon la actividad neuronal en S1 durante el batido espontáneo. Específicamente, el camino de S2 a S1 transmite información sobre el estado de movimiento de los bigotes. Además, la vía TLM a S1 parecía transmitir información relacionada con la fase de batido espontáneo, que sigue un patrón rítmico y repetitivo. Estos resultados desafían la visión establecida de que la actividad neuronal en las cortezas sensoriales está modulada principalmente por las cortezas motoras durante el movimiento, afirma el Prof. Yamashita afirma: “Nuestros hallazgos provocan una reconsideración del papel de las proyecciones motor-sensoriales en la integración sensorial y arrojan nueva luz. función para proyecciones S2 a S1.»
Una mejor comprensión de cómo las diferentes regiones del cerebro modulan las actividades de las demás en respuesta al movimiento podría conducir a avances en innumerables campos aplicados. Estos conocimientos de investigación tienen implicaciones de gran alcance y potencialmente revolucionan campos como la inteligencia artificial (IA), las prótesis y las interfaces cerebro-computadora. «Comprender estos mecanismos neuronales mejorará en gran medida el desarrollo de sistemas de inteligencia artificial que imiten la integración sensorio-motora humana y ayuden a crear prótesis e interfaces más intuitivas para las personas con discapacidad», afirmó el Prof. añade Yamashita.
En resumen, este estudio arroja luz sobre el complejo funcionamiento del cerebro. Esto allana el camino para investigar la conexión entre el movimiento corporal y la percepción sensorial. A medida que continuamos explorando los enigmas del cerebro, estudios como estos proporcionan pistas importantes en nuestra búsqueda por comprender el órgano más complejo del cuerpo humano.
Este estudio fue financiado por la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología, la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, la Fundación Naito, la Fundación Científica Takeda, la Fundación de Investigación para la Electrotecnología de Chubu, la Universidad de Salud de Fujita y el Ministerio de Educación y Cultura. . , Deportes, Ciencia y Tecnología.
