Izquierda: imagen confocal. Las células TRN están marcadas con parvalbúmina-PV, azul – inmunotinción, las colaterales L5 están marcadas con EYFP –verde-. Las flechas apuntan a terminales sinápticas. Derecha: imagen de microscopía electrónica de terminales sinápticas L5 (marcadas con precipitado negro y sombreadas en naranja) en el TRN (las dendritas del TRN postsinápticas están sombreadas en azul). Crédito: IEM, Laboratorio de Investigación del Tálamo, Nora Hadinger
La corteza se encuentra en el vértice del procesamiento de la información en el cerebro de los mamíferos. Curiosamente, sin embargo, además de las entradas olfativas, ninguna información rápida y precisa llega a la corteza sin una transferencia talámica. De hecho, sin excepción, todas las regiones corticales reciben entradas talámicas y ninguna de ellas (incluida la corteza olfativa) es funcional sin entradas talámicas intactas.
La interacción entre el tálamo y la corteza no es unidireccional. Cada región cortical no solo recibe sino que también envía fibras nerviosas al tálamo. Este canal de información de arriba hacia abajo se llama vía corticotalámica. Por lo tanto, la información entre el tálamo y la corteza no viaja simplemente en una dirección; más bien, la información se procesa en bucles tálamo-córtico-talámicos complejos que interactúan perpetuamente.
Ahora, un nuevo estudio publicado en Neurociencia de la naturaleza describe una nueva conexión cortico-talámica.
La conectividad entre la corteza y el tálamo se ha estudiado intensamente en los últimos 100 años y se ha considerado canónica. Esto significa que se pensó que no había diferencias regionales cualitativas en la organización de las vías cortico-talámicas a pesar de que existen diferencias obvias en la naturaleza precisa de la información procesada en varias áreas corticales (por ejemplo, sensorial, motora, emocional) .
En su nuevo estudio, Hadinger y sus colegas muestran que las regiones corticotalámicas frontales muestran un patrón de inervación corticotalámico específico que está ausente en otras áreas corticales, lo que demuestra que la vía corticotalámica no es canónica. La nueva vía cortico-talámica de región selectiva se dirigió al enigmático núcleo reticular talámico (TRN) que contiene solo neuronas inhibidoras.
No existe una actividad neuronal adecuada en el cerebro sin una actividad inhibitoria organizada con precisión. En la gran mayoría de las enfermedades que afectan al cerebro, se altera el equilibrio y el momento de la excitación y la inhibición. El tálamo no es una excepción. El principal controlador de la inhibición talámica es TRN. Los terminales axónicos inhibidores de TRN inervan densamente todos los núcleos talámicos. Lo que controla TRN, también controla el tálamo. TRN forma una capa delgada alrededor del tálamo y sus distintos sectores se proyectan a diferentes regiones talámicas en un buen orden topográfico.
Dado que los núcleos talámicos específicos se proyectan a regiones corticales específicas, la activación de un sector TRN específico dará como resultado el gobierno de la actividad en un bucle corticotalámico bien definido. Y esto es exactamente lo que encontró el estudio. Las células TRN dirigidas por entradas corticales frontales inervaron la parte del tálamo que se proyectaba hacia la corteza frontal cerrando el bucle cortico-tálamo-cortical.
Figura esquemática que muestra las conexiones corticales L5-tálamo en las cortezas sensorial y frontal. Crédito: IEM, Laboratorio de Investigación del Tálamo, Nora Hadinger
Las entradas pueden ser débiles o fuertes, pocas o numerosas. Según Hádinger, TRN recibe muchas entradas corticotalámicas, a veces incluso de diferentes regiones corticales. Los datos también muestran que TRN es especialmente sensible a la sincronicidad de sus entradas corticales. El aumento de la sincronía cortical alterará gradualmente el tiempo y la cantidad de actividad de TRN. Esto será fundamental para controlar la respuesta de las células talámicas a la actividad cortical sincrónica o hipersincrónica, como las convulsiones epilépticas.
En resumen, los datos sugieren que las propiedades del procesamiento de la información en los bucles talamocorticales implicados en funciones cognitivas de orden superior son cualitativamente diferentes de las de otros bucles (p. ej., sensoriales). La nueva vía cortico-talámica dirigida a TRN ayudará a comprender la base neuronal de la cognición normal y las enfermedades neurológicas y neuropsiquiátricas crónicas vinculadas a la corteza frontal, incluida la enfermedad de Parkinson, la esquizofrenia, el dolor crónico y la epilepsia. Además, la investigación abre nuevas vías para estudiar las interacciones cortico-talámicas.
Más información:
Nóra Hádinger et al, Control selectivo de la región del núcleo reticular talámico a través de células piramidales de la capa cortical 5, Neurociencia de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41593-022-01217-z
Proporcionado por el Instituto de Medicina Experimental
Citación: El estudio describe un nuevo canal de comunicación cortical específico de la región (2023, 19 de enero) recuperado el 19 de enero de 2023 de https://medicalxpress.com/news/2023-01-region-specific-cortical-communication-channel.html
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