El mismo gen determina el tamaño de dos áreas cerebrales sensoriales

El mismo gen determina el tamaño de dos áreas cerebrales sensoriales

El descubrimiento tiene implicaciones para comprender cómo evolucionó el cerebro humano y cómo varía entre las personas.

LA JOLLA—Cuando miras con perplejidad una ilusión óptica, dos partes distintas de la neocorteza en tu cerebro están trabajando duro: la corteza visual primaria está recibiendo información sobre lo que ven tus ojos, y las áreas visuales circundantes de orden superior están tratando de interpretar esa complicada amalgama de información. Sin embargo, estas dos áreas están vinculadas en más formas que solo funcionan: el mismo gen controla el tamaño de cada área, según los investigadores de Salk dirigidos por dennis o'leary han descubierto ahora.

Los resultados, publicados en la revista ELIFE, ayudan a arrojar luz sobre cómo ha evolucionado el cerebro humano y podrían explicar por qué algunas personas son mejores para ver ilusiones ópticas que otras.

La neocorteza, esa capa arrugada más externa, del cerebro de los mamíferos tiene áreas primarias y de orden superior para la visión, el oído y el tacto. En cada caso, las áreas primarias reciben información sensorial del tálamo y las áreas de orden superior procesan esa información. Durante mucho tiempo, los científicos supusieron que los tamaños de estas áreas eran independientes entre sí, en parte porque los primates tienen áreas más grandes de orden superior en comparación con otros animales.

Hace aproximadamente una década, el grupo de investigación de O'Leary descubrió que un gen llamado Emx2 controlaba el tamaño del área visual primaria de la neocorteza. Desde entonces, el laboratorio ha estudiado el desarrollo y la organización de la corteza visual al inactivar Emx2. Más recientemente, el equipo se preguntó qué pasaba con las áreas de orden superior cuando se cambiaban las áreas primarias.

"Queríamos saber cómo se ven afectadas las áreas de orden superior cuando la corteza visual es inusualmente grande o inusualmente pequeña para comprender mejor cómo se genera el diseño de la corteza durante el desarrollo", dice Andreas Zembrzycki, investigador asociado principal en el laboratorio de O'Leary. y primer autor del artículo.

Zembrzycki y O'Leary aumentaron o disminuyeron la actividad de Emx2 en ratones para hacer que las áreas visuales primarias fueran más grandes o más pequeñas. Luego midieron el tamaño de las áreas visuales de orden superior. En cada caso, las áreas de orden superior crecieron o se redujeron en proporción directa a las áreas primarias; cuando el área primaria era un 150 por ciento más grande, por ejemplo, las áreas de orden superior también eran aproximadamente una vez y media más grandes.

"Esto fue realmente una gran sorpresa", dice Zembrzycki. El hallazgo indica que, a lo largo de la evolución, las estructuras de orden superior probablemente no crecieron desproporcionadamente con las áreas primarias correspondientes. Los nuevos resultados también sugieren que las personas con órdenes sensoriales primarios más grandes probablemente tengan áreas de orden superior correspondientes más grandes. Eso es importante porque existe una gran variabilidad, hasta un 300 por ciento, en los tamaños de las áreas visuales primarias de los humanos.

Recientemente, los científicos descubrieron que las personas con áreas visuales primarias más pequeñas se dejaban engañar con mayor frecuencia y fuerza por las ilusiones ópticas. Del mismo modo, cuanto mayor sea su área visual principal, mejor interpretará las ilusiones ópticas.

“Dado que el tamaño del área primaria y el tamaño de las áreas de orden superior están vinculados, esperamos que estas personas también tengan áreas visuales de orden superior más grandes y eso es lo que les ayuda a ver la ilusión con claridad”, dice Zembrzycki. Aparte de la población general, las perturbaciones en el tamaño y la estructura de las áreas sensoriales primarias se han relacionado con enfermedades como el autismo. “A la luz de nuestros hallazgos, definitivamente vale la pena considerar que los déficits de área de mayor orden también podrían contribuir a la enfermedad”, agrega.

Dado que el trabajo actual se realizó en ratones, O'Leary y Zembrzycki quieren confirmar el vínculo en humanos mediante el uso de escáneres cerebrales para medir la variación natural en las áreas neocorticales y buscar vínculos potenciales con la enfermedad.

Otros investigadores del estudio fueron Adam M. Stocker, Axel Leingartner, Setsuko Sahara, Shen-Ju Chou y Scott May del Instituto Salk; y Valery Kalatsky y Michael Stryker de la Universidad de California, San Francisco.

El trabajo fue apoyado por la Cátedra Vincent J. Coates de Neurobiología Molecular en el Instituto Salk de Ciencias Biológicas.