Se ha descubierto que un estímulo táctil en el embrión puede activar simultáneamente las áreas del cerebro dedicadas al tacto y a la visión. Los sentidos del tacto y la vista están entremezclados antes del nacimiento.

Separación de los sentidos al nacer

Para procesar correctamente los estímulos del entorno, el cerebro necesita organizar la información en circuitos neuronales específicos para cada sentido. Similar a los pasajeros en una estación de tren, los estímulos deben seguir vías específicas para llegar a su destino.

Inicialmente, las vías neuronales no emergen separadas. En el cerebro en desarrollo, un estímulo sensorial puede llegar a múltiples destinos.

Esta respuesta multimodal se observa en el último día de gestación, pero desaparece con el nacimiento y se convierte en unimodal. Este proceso ocurre durante un periodo cercano al nacimiento en una estructura del cerebro llamada colículo superior. En esta estructura, los sentidos se separan para seguir caminos diferentes.

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Desencadenantes del cambio

Dado que la visión se desarrolla más tarde que el tacto, los investigadores quisieron comprobar si las ondas de actividad que se originan en la retina podían ser responsables de la separación de los circuitos.

La retina empieza a tener actividad espontánea en forma de ondas desde la etapa embrionaria. Estas ondas de actividad neuronal se propagan por los circuitos cerebrales que en el futuro serán recorridos por las señales visuales del exterior. Pero su función, especialmente en el embrión, es poco conocida.

Utilizando técnicas farmacológicas y de imagen de calcio en vivo, se ha demostrado que las primeras ondas de actividad generadas espontáneamente en la retina son la señal que necesita el colículo para separar los circuitos.

En resumen, los sentidos del tacto y de la vista no son independientes por defecto, sino que necesitan la llegada de la actividad de la retina para separarse. De hecho, cuando se bloquea específicamente esta primera fase de actividad retiniana, los circuitos somatosensorial y visual permanecen entremezclados durante un periodo que se prolonga hasta la fase posnatal.

Consecuencias del bloqueo

Esta prolongación de la fase multimodal, provocada por el bloqueo transitorio de las primeras ondas de actividad de la retina, es suficiente para generar alteraciones permanentes en la vía visual, que previsiblemente tendrán consecuencias severas en la capacidad del animal para procesar estímulos visuales.

Por ejemplo, se ve alterada la segregación de la información de cada ojo, necesaria para el correcto procesamiento del campo visual. El colículo superior mantiene una identidad mixta, y no separada en capas por modalidad como ocurre en un individuo sano. Un descubrimiento importante es que hay una ventana temporal limitada para la segregación de los sistemas visuales de los somatosensoriales, y cualquier retraso en esta segregación provoca cambios duraderos en la organización de los circuitos visuales.

Nueva función del colículo superior

Este estudio también proporciona datos fascinantes sobre el colículo superior, una estructura ancestral desde el punto de vista evolutivo. Esta estructura ha sido estudiada en diversas especies y su función se creía completamente descrita.

El colículo superior realiza una integración sensorimotora para mediar movimientos oculares y respuestas de orientación. Este estudio va más allá y revela que el colículo superior ejerce un control maestro durante las primeras etapas del desarrollo sobre la especificación cortical y la configuración de los circuitos sensoriales.

No se puede entender cómo se forman estructuras nuevas y complejas como la corteza cerebral sin tener en cuenta su relación con otras filogenéticamente más antiguas.

Desarrollo sensorial del embrión

La investigación muestra que el desarrollo sensorial en embriones es más complejo de lo que se pensaba. Las primeras ondas de actividad en la retina no solo preparan el cerebro para la visión, sino que también juegan un papel crucial en la segregación de los sentidos.

Estas ondas de actividad espontánea en la retina son esenciales para que el cerebro se organice correctamente. Si se bloquean estas ondas, el desarrollo normal de los circuitos sensoriales se ve afectado, lo que puede tener consecuencias duraderas en la capacidad de procesar la información sensorial.

Implicaciones para la neurociencia

Los hallazgos de este estudio tienen importantes implicaciones para la neurociencia. Entender cómo se desarrollan y se separan los circuitos sensoriales puede ayudar a comprender mejor ciertos trastornos del desarrollo y a desarrollar nuevas estrategias terapéuticas.

La posibilidad de que los sentidos estén inicialmente entremezclados y luego se separen sugiere que el cerebro tiene una capacidad notable para adaptarse y reorganizarse en respuesta a señales internas. Este proceso de reorganización es esencial para el desarrollo normal y para la capacidad del cerebro de procesar la información de manera eficiente.

Ventana temporal crítica

El descubrimiento de una ventana temporal crítica para la segregación de los sentidos subraya la importancia del momento en el desarrollo del cerebro. Cualquier alteración durante esta ventana puede tener efectos duraderos en la organización y función del cerebro.

La investigación también destaca la importancia de la actividad espontánea en el desarrollo temprano del cerebro. Estas actividades no solo preparan los circuitos para procesar estímulos externos, sino que también juegan un papel fundamental en la organización interna del cerebro.

Futuras investigaciones

Los próximos pasos en esta investigación incluirán explorar cómo otros tipos de actividad espontánea en el cerebro del embrión influyen en el desarrollo de los circuitos sensoriales. Además, se investigará cómo estas actividades pueden ser moduladas para corregir posibles anomalías en el desarrollo.

La comprensión de estos procesos puede tener aplicaciones importantes en el tratamiento de trastornos del desarrollo y en la mejora de las intervenciones terapéuticas para una variedad de condiciones neurológicas.

Impacto en la terapia

El conocimiento adquirido de cómo se desarrollan y se separan los sentidos puede informar nuevas estrategias para la terapia de rehabilitación. Por ejemplo, si se entiende mejor cómo se organizan los circuitos sensoriales, se pueden diseñar terapias más efectivas para personas con lesiones cerebrales que afecten el procesamiento sensorial.

Las terapias basadas en la estimulación sensorial podrían beneficiarse de este conocimiento, proporcionando intervenciones más dirigidas y efectivas que aprovechen la capacidad del cerebro para reorganizarse.

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Perspectivas en la investigación biomédica

La investigación en el campo de la proteómica y la lipidómica de las lágrimas está en constante evolución. Nuevos estudios y avances tecnológicos continúan revelando información valiosa sobre la composición de las lágrimas y su relación con diferentes estados de salud. Estos avances no solo mejoran nuestra comprensión del ojo humano y sus funciones, sino que también abren nuevas vías para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

El desarrollo de biomarcadores específicos para diferentes patologías es un área de gran interés. La identificación de estos marcadores permitirá desarrollar pruebas de diagnóstico más precisas y personalizadas, adaptadas a las necesidades individuales de cada paciente. Además, la integración de estas tecnologías con otras herramientas de diagnóstico, como la inteligencia artificial y el análisis de big data, puede revolucionar la forma en que se detectan y tratan las enfermedades.

Exploración de sentidos multimodales

La integración de sentidos en el cerebro en desarrollo es una fascinante área de estudio. Entender cómo el cerebro separa y organiza diferentes tipos de estímulos puede proporcionar una nueva perspectiva sobre cómo mejorar la neurorehabilitación y tratar condiciones neurológicas.

La neuroplasticidad del cerebro permite una reorganización significativa en respuesta a estímulos, y esta capacidad puede ser aprovechada en terapias diseñadas para mejorar la función sensorial en pacientes con daño cerebral. Con cada nuevo descubrimiento, nos acercamos más a comprender cómo se desarrolla y se organiza el cerebro, abriendo nuevas oportunidades para la intervención terapéutica y la mejora de la calidad de vida.

Ventana al desarrollo sensorial

La investigación sobre la conexión entre el tacto y la visión antes del nacimiento nos ofrece una ventana crucial al desarrollo sensorial del cerebro. Este estudio subraya la importancia de las actividades espontáneas en el cerebro embrionario y cómo estas actividades influyen en la segregación y organización de los circuitos sensoriales.

Los hallazgos no solo tienen implicaciones para nuestra comprensión del desarrollo cerebral, sino también para el diseño de nuevas estrategias terapéuticas. La capacidad del cerebro para adaptarse y reorganizarse es fundamental para su desarrollo normal y para la capacidad de procesar información sensorial de manera eficiente.

Este campo de estudio promete continuar revelando información fascinante sobre cómo se forman y funcionan las estructuras cerebrales, y cómo podemos aprovechar este conocimiento para mejorar las intervenciones terapéuticas y la salud neurológica en general.