Investigadores del CSIC desarrollan una técnica para estudiar los circuitos neuronales de la corteza cerebral

MADRID, 3 Feb. (EUROPA PRESS) -

Un grupo de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un modelo matemático alternativo para estudiar la estructura de los circuitos neuronales de la corteza cerebral, paso previo para comprender cuál es la función de este manto de tejido nervioso en el cerebro, según se desprende de un artículo que aparece publicado en la revista 'Proceedings' de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Para conocer los principios que rigen la conectividad entre neuronas dentro de este tejido, el equipo de trabajo co-dirigido por el investigador Luis Martínez ha propuesto una aproximación experimental alternativa basada en el concepto de 'sinapsis potencial', es decir, aquellas zonas del circuito cortical en las que dos neuronas podrían conectarse, ya que las dos prolongaciones de las neuronas que propician la conexión --dendrita y axón-- están a una distancia suficiente como para tocarse.

El modelo combina la reconstrucción tridimensional con métodos computacionales basados en sofisticados análisis estadísticos, de modo que partiendo de la reconstrucción en 3D de neuronas de las distintas capas corticales "se pueden calcular mapas geométricos de conectividad de una columna", afirmó este experto.

De este modo, los resultados obtenidos con este nuevo método contrastan con los modelos teóricos vigentes de la función cortical, que asumen que la mayor parte de las sinapsis se establecen entre neuronas ocurren en una misma columna de unas 500 micras de diámetro. A través de este estudio, co-desarrollado en el Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hernández), se ha observado que el 92 por ciento de las sinapsis excitadoras establecidas cerca del eje central de una columna de orientación de 200 micras de diámetro son realizadas por neuronas que están localizadas fuera de esa columna.

Además, ese porcentaje sigue siendo muy alto, del 76 por ciento, en el caso de columnas de la corteza con un diámetro mucho mayor (800 micras), informan los investigadores.

CONTRASTA CON LOS MODELOS VIGENTES

"Esta demostración de que el circuito cortical se caracteriza por una alta proporción de sinapsis excitadoras no locales tiene así una gran relevancia a la hora de interpretar correctamente los resultados de experimentos realizados en rodajas de cerebro mantenidas 'in vitro'", asegura Martínez, indicando que actualmente es la técnica más utilizada para estudiar la conectividad en circuitos corticales.

En estos experimentos se utilizan habitualmente rodajas de 300 micras de grosor cortadas perpendicularmente a la superficie cortical, en las que el número de sinapsis excitadoras se reduce a tan sólo un 10 por ciento del total real y el de conexiones inhibidoras a un 38 por ciento.

Por lo tanto, queda demostrado que los estudios electrofisiológicos realizados en secciones de tejido cortical por un lado infravaloran significativamente el grado de conectividad real, especialmente en lo que atañe a las conexiones menos fuertes y las de larga distancia, y por otro "alteran el equilibrio excitador inhibidor fisiológico existente en la corteza cerebral volviéndola menos excitable", concluye el investigador del CSIC.