O cerebro ten unha forma moi concreta de procesar a información do sentido do tacto. Os estímulos que se senten no lado esquerdo do corpo procésanse no hemisferio cerebral dereito e viceversa. Trátase dunha cuestión amplamente coñecida, pero ata o de agora non se describiu en detalle como os dous hemisferios comparten esta información.

Investigadores do laboratorio dirixido por Ramón Reig no Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto do CSIC e a Universidade Miguel Hernández de Elxe, levaron a cabo un traballo que confirmou, mediante estudos fisiolóxicos, que se produce unha dobre representación entre hemisferios que permite a percepción de continuidade, sen interrupcións entre ambos lados do corpo.

Publicidade

O estudo, publicado na revista Science Advances, aborda unha hipótese que se coñece como Midline Fusion Theory (teoría da fusión ou unificación da liña media). Esta teoría, que se postulou en 1989 baseándose en observacións anatómicas, establecía que as áreas do cerebro que codifican a información sensorial próximas á liña media do corpo enviaban un gran número de conexións que cruzaban ao outro hemisferio.

Ata o momento, observouse a presenza deses axóns, pero os investigadores do IN demostraron en ratos as propiedades funcionais deses axóns que cruzan e fan sinapse co outro hemisferio. Estes conectan especialmente información táctil das partes da liña media e xeran unha representación ou activación idéntica da información en ambos lados, permitindo procesar a información sensorial de maneira continua.

Para levar a cabo este estudo, os autores utilizaron o sistema dos bigotes do rato, xa que estes pelos ríxidos son uns excelentes receptores táctiles que permiten estimular con moita precisión tanto as zonas laterais como as zonas da liña media. Ademais, é posible observar con detalle que parte do hemisferio responde o estímulo.

O equipo comprobou que cando se estimula un determinado bigote do fuciño do rato próximo á liña media (ao centro do mesmo), non só se produce resposta nunha localización contralateral determinada, senón que, un terzo das neuronas da rexión homóloga do hemisferio oposto responden exactamente igual. Isto explica como o cerebro é capaz de xerar esa continuidade espacial táctil entre ambos lados do corpo.

Ademais, grazas á técnica de rexistro de neuronas utilizada (in vivo patch-clamp), tamén comprobaron que, cando se produce a resposta táctil, no hemisferio oposto (ipsilateral respecto á estimulación táctil) a través das neuronas que cruzan polo corpo caloso, non só recibe a resposta que causa a activación das neuronas, senón que, uns milisegundos despois, tamén recibe a inhibición necesaria para controlar a resposta.

O correcto balance excitación-inhibición das neuronas é fundamental para que o cerebro desenvolva a súa actividade con normalidade, xa que un estado continuo de excitación desencadearía un cerebro epiléptico.

Centro sensorial

Neste traballo, cuxo primeiro autor é Roberto Montanari, conseguiron describir de forma precisa o circuíto completo que comunica ambos hemisferios cerebrais: a información percibida ante un estímulo sensorial viaxa a través do corpo caloso e é procesada especificamente nunha rexión moi concreta do córtex somatosensorial primario, no rato os barrís da fila A (RowA). Por tanto, estes representan un centro sensorial para a comunicación interhemisférica.

Ademais, constataron que a información viaxa a través dun carril concreto. A cortiza cerebral que codifica a información táctil do rato divídese en filas e columnas, e cada unha delas contén grupos de neuronas que se denominan “barrís”.

O traballo demostra que a comunicación entre hemisferios se produce na fila A: “É o que se chama proxección heterotópica. Por exemplo, os barrís da fila E apenas proxectan á fila E do outro hemisferio, senón que o fan a través da fila A”, explica o director do laboratorio de Procesamento sensorio-motor en áreas subcorticais do IN Ramón Reig, e engade que isto é moi interesante porque é precisamente na fila A onde se atopan os receptores dos bigotes da liña media.

Nos experimentos utilizouse un anestésico común (lidocaína) para bloquear toda a información procedente dun lado do fuciño do rato co fin de comprobar que sucedía cando o animal só podía procesar a información sensorial dun lado. Unha vez máis, comprobaron que a información viaxa a través da fila A conectando ambos hemisferios.

Para validar estes resultados, o equipo imitou o que levara a cabo, a nivel sensorial, nos bigotes do rato con técnicas de optoxenética. O experimento consistiu en estimular directamente con luz o córtex cerebral para observar a resposta das neuronas das filas A e, efectivamente, observaron que a resposta coincidía e daba lugar ao mesmo fenómeno.

Resposta coordinada e precisa

Neste estudo, os autores descubriron que o estriado dorsolateral non só recibe a información táctil, senón que procesa a información táctil bilateral, de ambos hemisferios.

O laboratorio que dirixe Reig no IN estuda o estriado para coñecer como as neuronas desta rexión cerebral integran a información sensorial e motora para producir unha resposta coordinada e precisa. Problemas na función deste núcleo relaciónanse con trastornos motores como a enfermidade de párkinson. Esta nova investigación tamén describe de maneira precisa a ruta que segue a información táctil bilateral antes de chegar ao núcleo estriado.

Este traballo foi posible grazas ao financiamento do Ministerio de Innovación, Ciencia e Universidades, o Programa CSIC de Excelencia Severo Ochoa do Instituto de Neurociencias, a Caixa e o Programa ACIF da Generalitat Valenciana.

Referencia: Callosal inputs generate side-invariant receptive fields in the barrel cortex (Publicado en Science Advances)