La actividad propia del tálamo ha resultado clave en la formación de los circuitos visuales durante el desarrollo del cerebro, según ha demostrado un estudio del Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), con sede en Alicante.
La investigación, publicada en la revista ‘The Journal of Neuroscience’, ha mostrado en modelos de ratón que alterar la actividad del tálamo modifica la cantidad y la distribución de interneuronas en el tálamo visual. Además, cambia también la organización de estas células en la corteza visual, según ha detallado el IN CSIC-UMH en un comunicado.
Los autores han comprobado que el tálamo influye tanto en las neuronas locales de esta estructura como en las que forman parte de áreas superiores. Así, una modificación en su actividad durante etapas tempranas se refleja después en la arquitectura de regiones visuales de la corteza cerebral.
‘El tálamo no actúa únicamente como una estación de paso de la información visual, sino que desempeña un papel activo durante la construcción de los circuitos neuronales’, ha explicado la investigadora que ha liderado este estudio, Guillermina López-Bendito, responsable del laboratorio Desarrollo, Plasticidad y Reprogramación de Circuitos Sensoriales en el IN CSIC-UMH.
López-Bendito ha añadido que ‘su actividad contribuye a regular cómo se incorporan y distribuyen las interneuronas, un proceso fundamental para que estos circuitos se organicen correctamente durante el desarrollo’. Según la investigadora, este hallazgo ayuda a entender mejor cómo se organiza el sistema visual antes de que empiece a recibir estímulos externos.
Durante las primeras etapas del desarrollo cerebral, las neuronas generan actividad espontánea que contribuye a organizar los circuitos nerviosos. En el caso de los ratones, gran parte de estos procesos tiene lugar antes de la apertura de los ojos, cuando aún no existe experiencia visual.
Modelos de ratón para aislar la actividad del tálamo
Para analizar el papel concreto de esta actividad, el equipo ha utilizado varios modelos de ratón. En cada uno de ellos ha podido alterar la actividad neuronal en distintos puntos de la vía visual y en diferentes momentos del desarrollo.
En uno de estos modelos, los investigadores han modificado de forma específica la actividad del tálamo sin eliminar las conexiones entre la retina y esta estructura. Esto les ha permitido distinguir qué cambios se deben a la retina y cuáles dependen directamente del propio tálamo.
‘Lo importante es que hemos podido separar la contribución de la retina de la actividad propia del tálamo. Al modificar específicamente la actividad talámica, observamos cambios en la densidad y proporción de las interneuronas en el tálamo visual’, ha señalado Pablo Castellano-Ruiz, coprimer autor del trabajo junto con los investigadores Irene Huerga-Gómez, Daniel Torres-Romero y Emily Wilson.
El estudio se ha centrado en las interneuronas inhibitorias, un grupo de células cuya función consiste en regular la actividad de otras neuronas. ‘Estas células actúan, de manera simplificada, como un freno que evita que la actividad de los circuitos neuronales se descontrole y contribuyen a mantener unas condiciones adecuadas para el funcionamiento de las redes nerviosas’, ha indicado López-Bendito.
Los investigadores han subrayado que este efecto regulador resulta esencial para la estabilidad de los circuitos en desarrollo. Sin un control adecuado, la actividad neuronal podría volverse excesiva o caótica, lo que afectaría a la formación precisa de las conexiones.
Además, el equipo ha comprobado que alterar la actividad del tálamo durante el desarrollo prenatal tiene consecuencias en la organización de las interneuronas de la corteza visual. Es decir, los cambios no se limitan al tálamo, sino que alcanzan regiones corticales que procesan la información visual.
Los cambios descritos se han observado en diferentes poblaciones de interneuronas y, en algunos casos, han persistido hasta etapas posteriores del desarrollo. Esto sugiere que la actividad del tálamo puede influir de manera duradera en la organización de circuitos que se encuentran más allá de esta estructura.
Según los autores, estos resultados refuerzan la idea de que las estructuras subcorticales, como el tálamo, participan activamente en la construcción de los circuitos cerebrales. No se limitan a transmitir señales, sino que contribuyen a definir la forma en que se conectan y distribuyen distintas poblaciones neuronales durante el desarrollo temprano.
