✨︎ Resumen (TL;DR):
- Investigadores de Múnich demostraron que la corteza visual construye imágenes paso a paso desde señales del tálamo.
- El estudio confirma el modelo de Hubel y Wiesel, propuesto en los años 60 y galardonado con el Premio Nobel en 1981.
- La técnica revela que no todas las sinapsis aprenden igual, abriendo puertas para rastrear daños por enfermedades neurológicas.
Investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) resolvieron un debate científico de seis décadas al confirmar exactamente cómo el cerebro procesa la información visual. Publicado en la revista Science el 26 de marzo, el estudio demuestra a nivel sináptico que la corteza visual construye la selectividad de orientación a partir de señales generales emitidas por el tálamo.
Durante los años 60, David Hubel y Torsten Wiesel propusieron un modelo de procesamiento jerárquico donde neuronas especializadas responden a formas precisas como bordes y líneas. Su trabajo ganó el Premio Nobel en 1981, pero la comunidad científica mantenía una duda central: ¿la selectividad de características nace en el tálamo o surge después en la corteza cerebral?
El equipo del Instituto de Neurociencia de TUM, liderado por el Prof. Arthur Konnerth, el Dr. Yang Chen y el investigador Marinus Kloos, desarrolló un enfoque de alta resolución para rastrear este proceso en cerebros de ratones. Utilizaron microscopía de dos fotones y proteínas fluorescentes para observar la actividad neuronal en tiempo real mientras mostraban líneas horizontales y verticales a los animales.
Para separar los estímulos, aplicaron optogenética. Esta técnica permitió silenciar temporalmente partes de la corteza cerebral usando proteínas sensibles a la luz. Si la actividad sináptica continuaba, el origen era el tálamo; si desaparecía, el procesamiento era intracortical.
El resultado despejó la incógnita histórica. Las señales provenientes del tálamo son fuertes pero inespecíficas respecto a la orientación visual. La selectividad se forma puramente dentro de los circuitos corticales.
“Nuestros resultados resaltan lo notablemente precisas y visionarias que fueron las ideas de Hubel y Wiesel”, declaró Konnerth. “La neurociencia moderna, e incluso las redes neuronales artificiales, siguen construyéndose sobre sus principios”.
Un hallazgo inesperado en el aprendizaje celular
Además de validar el modelo clásico, los científicos encontraron una anomalía relacionada con el aprendizaje y la plasticidad del cerebro.
- Las sinapsis dentro de la corteza mostraron señales de calcio vinculadas directamente con el aprendizaje y la adaptación.
- Las conexiones talamocorticales carecían por completo de esta respuesta química.
“Este fue un hallazgo inesperado”, explicó Konnerth. “Sugiere que no todas las sinapsis tienen la misma capacidad de adaptación y aprendizaje, lo que desafía suposiciones de largo tiempo en la neurociencia”.
La nueva técnica de imagenología celular podrá aplicarse a otros tipos de neuronas. El equipo, que colaboró con instituciones en Japón, Alemania e Israel, anticipa que el método ayudará a identificar fallas milimétricas en los circuitos afectados por trastornos graves como la enfermedad de Alzheimer.
