El tacto y la vista están unidos antes de nacer

Teresa Guillamon Vivancos, Instituto de Neurociencias (CSIC – UMH) y Guillermina López-Bendito, Instituto de Neurociencias (CSIC – UMH)

¿Se imagina que cada vez que tocara algo –o que algo le tocara– tuviera una experiencia visual? Pues eso es precisamente lo que ocurre antes de nacer. Nuestro laboratorio ha descubierto, en ratones, que un estímulo táctil en el embrión puede activar simultáneamente las áreas de la corteza cerebral dedicadas al tacto y a la visión. En otras palabras, que los sentidos del tacto y de la vista están entremezclados antes del nacimiento.

Separados al nacer

Para procesar correctamente los estímulos procedentes del exterior nuestro cerebro necesita organizar por separado la información en circuitos neuronales específicos para cada modalidad sensorial. Como los pasajeros en una estación de tren, los estímulos sensoriales deben seguir las vías neuronales específicas para llegar a su destino.

Sin embargo, esto no ocurre así desde el principio. Nuestro equipo ha demostrado que las vías no emergen separadas, ya que en el cerebro en desarrollo un estímulo de una modalidad sensorial acaba llegando a múltiples destinos. Así, una estimulación táctil de los bigotes del embrión de ratón evoca una respuesta multimodal. Es decir, activa simultáneamente la corteza cerebral somatosensorial y visual.

En un estudio anterior, nuestro laboratorio había demostrado que el cerebro del embrión ya era capaz de procesar los estímulos táctiles. Sin embargo, queríamos determinar si los circuitos cerebrales procesan esta información por separado desde el nacimiento o si existe algún tipo de solapamiento con otras modalidades sensoriales.

Esta respuesta multimodal (que abarca más de un sentido) se observa en embriones de ratón en el último día de gestación, pero desaparece con el nacimiento y se convierte en unimodal. Este proceso ocurre durante una ventana temporal cercana al nacimiento en una estructura del cerebro denominada colículo superior. Continuando con el símil ferroviario, en esta estructura los sentidos se separan para seguir vías diferentes.

Pero ¿qué desencadena este cambio?

En busca de una señal

Como el sentido de la visión se desarrolla con retraso con respecto al del tacto, quisimos comprobar si las ondas de actividad que se originan en la retina podían ser las responsables de la separación de los circuitos.

Aunque los ratones no abren los ojos hasta la segunda semana posnatal, la retina empieza a tener actividad espontánea en forma de ondas desde la etapa embrionaria. Estas ondas de actividad neuronal se propagan por los circuitos cerebrales que en el futuro serán recorridos por las señales visuales del exterior. Pero su función, especialmente en el embrión, es poco conocida.

Utilizando técnicas farmacológicas y de imagen de calcio in vivo, hemos demostrado que las primeras ondas de actividad generadas espontáneamente en la retina son la señal que necesita el colículo para separar los circuitos.

En resumen, los sentidos del tacto y de la vista no son independientes por defecto, sino que necesitan la llegada de la actividad de la retina para separarse. De hecho, cuando bloqueamos específicamente esta primera fase de actividad retiniana, los circuitos somatosensorial y visual permanecen entremezclados durante un periodo que se prolonga hasta la fase posnatal.

Esta prolongación de la fase multimodal, provocada por el bloqueo transitorio de las primeras ondas de actividad de la retina, es suficiente para generar alteraciones permanentes en la vía visual, que previsiblemente tendrán consecuencias severas en la capacidad del animal para procesar estímulos visuales.

Por ejemplo, se ve alterada la segregación de la información de cada ojo, necesaria para el correcto procesamiento del campo visual, y el colículo superior mantiene una identidad mixta, y no separada en capas por modalidad como ocurre en un individuo sano. Una importante aportación de este trabajo, por tanto, es el descubrimiento de una ventana temporal limitada para la segregación de los sistemas visuales de los somatosensoriales, ya que cualquier retraso en esta segregación provoca cambios duraderos en la organización de los circuitos visuales.

Una nueva función para una vieja estructura

Este estudio arroja también datos fascinantes sobre el colículo superior, una estructura ancestral desde el punto de vista evolutivo. Como está muy conservada en vertebrados ha sido estudiada en distintas especies y su función se creía completamente descrita.

El colículo superior realiza una integración sensorimotora para mediar movimientos oculares y respuestas de orientación. Este estudio va más allá y revela que el colículo superior ejerce un control maestro durante las primeras etapas del desarrollo sobre la especificación cortical y la configuración de los circuitos sensoriales.

Por lo tanto, creemos que no se puede entender cómo se forman estructuras nuevas y complejas como la corteza cerebral sin tener en cuenta su relación con otras filogenéticamente más antiguas.

Teresa Guillamon Vivancos, Investigador Postdoctoral, Neurodesarrollo, Instituto de Neurociencias (CSIC – UMH) y Guillermina López-Bendito, Profesor Investigación CSIC, Instituto de Neurociencias (CSIC – UMH)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.