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Desvelar las redes neuronales implicadas en la percepción

Unos investigadores europeos emplearon una técnica de imagen funcional para cartografiar las redes neuronales del cerebro responsables de la percepción y el comportamiento. Los resultados proporcionan información novedosa sobre las interconexiones neuronales relacionadas con estos procesos.
Desvelar las redes neuronales implicadas en la percepción
Una pregunta básica en neurociencia es si el comportamiento puede ser relacionado con determinados patrones de circuitos neuronales específicos. Un conocimiento mecanicista de esta actividad neuronal debería tener en cuenta las neuronas individuales y sus interacciones sinápticas dentro de diferentes redes.

Los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea MOUSE OPTO-FMRI (Distributed functional brain networks mapping via optogenetic FMRI) se propusieron estudiar las dinámicas de redes neuronales mediante la activación de la canalrodopsina-2 (ChR2), un canal catiónico sensible a la luz, y la obtención de imágenes por resonancia magnética funcional (IRMf) de todo el cerebro. Estos emplearon modificaciones del comportamiento y el control optogenético para comprender las conexiones funcionales entre diferentes regiones del cerebro que no habían sido estudiadas hasta el momento.

Los investigadores optimizaron los protocolos necesarios para realizar IRMf combinada con el control optogenético en ratones conscientes y para observar respuestas comportamentales tras la administración de un estímulo sensorial externo. Para tal fin, los investigadores desarrollaron un sistema de retención especializado para inmovilizar al animal durante la IRM a la vez que se lleva a cabo la estimulación sensorial y el control optogenético. La configuración del sistema también permitió registrar las respuestas y la obtención de recompensa por medio de un detector de lamidos.

Los investigadores obtuvieron mapas de alta resolución a nivel del cerebro completo de todo el sistema somatomotor en animales conscientes y registraron el comportamiento básico perceptual. Los resultados del estudio proporcionaron nuevos conocimientos sobre las bases neuronales de la percepción y del comportamiento orientado a objetivos. En concreto, los investigadores identificaron una organización específica en el córtex que permitió comprender el papel de regiones asociadas como el hipocampo en el procesamiento de estímulos.

En conjunto, las herramientas desarrolladas por MOUSE OPTO-FMRI abrieron nuevas vías de experimentación para determinar la relación estructura-función en regiones sensoriales del cerebro y descifrar los mecanismos neuronales básicos que subyacen a la percepción.

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Palabras clave

Redes neuronales, percepción, neuronal, comportamiento, MOUSE OPTO-FMRI, ChR2
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