Esclarecimiento de la percepción visual
Hasta hace poco, la escasa resolución espacial y temporal ha impedido el estudio en profundidad de los circuitos neuronales para entender las modulaciones contextuales. El reciente descubrimiento de la optogenética ha permitido obtener una especificidad celular y un control espaciotemporal de la actividad neuronal sin precedentes. El equipo del proyecto «Controlling conscious visual perception with light» (A LIGHT ON VISION), financiado con fondos europeos, empleó la optogenética junto con registros electrofisiológicos de circuitos neuronales en la corteza visual primaria (V1) del cerebro. En concreto, el trabajo consistió en estudiar la modulación contextual y la inhibición lateral. La inhibición lateral se observa principalmente en V1, donde las neuronas producen una señal de menor intensidad en respuesta a un estímulo que excede el campo perceptivo neuronal. Se han formulado varias hipótesis para describir este fenómeno, pero ninguna se ha podido verificar. Se registró la actividad neuronal mediante electrodos laminares situados en la corteza V1 de ratones anestesiados. A continuación, se inhibieron las señales de retorno a través de intervenciones optogenéticas. Para lograr una inhibición selectiva, se expresó el canal catiónico rodopsina-canal-2 regulado por la luz en neuronas inhibidoras y se utilizó la luz azul para su activación. Los resultados revelaron que la inhibición lateral tiene lugar sistemáticamente tras la respuesta inicial, lo que indica un procesamiento recurrente. Se analizó la comunicación intercortical mediante la interrupción de las señales de retorno procedentes de áreas visuales más elevadas como las áreas lateromedial o anterolateral durante el registro de V1. Los resultados preliminares confirmaron la teoría de la inhibición lateral, ya que durante la interrupción de las señales de retorno no se observó una disminución de la respuesta neuronal de V1 ante un estímulo más intenso. Se están llevando a cabo más análisis a fin de validar los resultados obtenidos. Estos experimentos se realizarán también con ratones en alerta a fin de complementar los resultados preliminares. Las actividades del proyecto han revelado sin duda la capacidad de las intervenciones optogénicas para estudiar funciones cerebrales complejas a través de una activación o inhibición selectiva. Este fenómeno podría revolucionar el campo de la neurobiología. Las futuras aplicaciones serían el tratamiento y la rehabilitación de pacientes con trastornos psiquiátricos y otras afecciones mentales.
Palabras clave
Estímulo visual, activación neuronal, inhibición, modulación contextual, inhibición lateral, circuito neuronal, optogenética, corteza visual primaria, canal rodopsina
