Investigadores españoles mapean el paisaje sináptico de un núcleo cognitivo del tálamo

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) han conseguido por primera vez identificar el origen, la distribución intranuclear y el tamaño de todas las terminales axónicas de un núcleo cognitivo del tálamo.

Los resultados, publicados en la revista científica Journal of Neuroscience , pueden ayudar a esclarecer la fisiología y fisiopatología de la percepción, la cognición, el movimiento voluntario y la memoria, así como a desarrollar modelos avanzados in silico del cableado neuronal .

El tálamo es una estructura profunda del cerebro. Actúa como nodo central en las redes neuronales multirregionales que sustentan la percepción, la cognición, el movimiento voluntario y la memoria.

Aunque suele describirse como una estación de retransmisión de señales hacia la corteza cerebral, hoy se sabe que sólo unos pocos núcleos del tálamo humano se dedican a la simple retransmisión.

La mayoría de estos núcleos integran señales que convergen desde distintos puntos de la corteza cerebral, así como señales subcorticales excitatorias y/o inhibitorias, y envían el resultado de vuelta a la corteza. La lógica de esta convergencia y su impacto en la función cortical son aún poco comprendidas.

Ahora, estos investigadores españoles han descrito el origen, la distribución intranuclear y el tamaño de todos los tipos de terminales axónicas presentes en un núcleo cognitivo del tálamo.

«Hemos hallado que, a diferencia del patrón homogéneo de los núcleos de retransmisión simple, el patrón de los núcleos cognitivos es muy heterogéneo, a modo de mosaico. Este hallazgo implica que subpoblaciones neuronales de un mismo núcleo pueden recibir combinaciones diferentes de señales y producir así computaciones distintas, creando múltiples circuitos paralelos funcionalmente diferentes», explican los autores.

Estos resultados son un significativo avance en el conocimiento de los principios básicos del cableado neuronal del cerebro. Conocer estos principios es la base para esclarecer la fisiología y fisiopatología de la percepción, la cognición, el movimiento voluntario y la memoria, así como para desarrollar modelos avanzados in silico (computacionales) de estos circuitos.

Los investigadores trabajaron en modelos de ratón con técnicas de inmunomarcado para trazar a distancia conexiones neuronales y medir los axones originados en grupos neuronales específicos, desde la corteza cerebral hasta la médula espinal.

El trabajo lo firman Diana Casas, Mario Rubio, Lucia Prensa, César Porrero y Francisco Clascá, del Departamento de Anatomía, Histología y Neurociencia de la Facultad de Medicina UAM, en colaboración con investigadores del Departamento de Anatomía, Fisiología y Genética de la Universidad de Oxford (Reino Unido).

Los estudios se realizaron durante cinco años, con financiación de la Comisión Europea (Human Brain Project – Programa Horizon 2020) y el Ministerio de Ciencia e Innovación.