Un debate de décadas sobre las señales que crean la percepción
Para que la estimulación sensorial tenga sentido, (ondas de luz o estímulos táctiles) nuestros órganos sensoriales convierten las señales en impulsos eléctricos. Estos impulsos viajan a través de una trayectoria neuronal desde una región del cerebro hacia otra, donde son procesados e interpretados.
Un ejemplo de este proceso es la sensación que percibimos en última instancia viendo un elemento, escuchando una canción o sintiendo un objeto. Se espera, entonces, que el patrón de actividad generado en las células cerebrales se repita a sí mismo cuando las células respondan a un segundo, tercero o quincuagésimo tiempo de estímulos idénticos. Por ejemplo, una pequeña respuesta se generará cada vez que se mira una silla en particular. Pero este no es el caso, la respuesta tiende a variar de un ensayo a otro. De modo que la próxima vez que se vea la misma silla, podría ser que una enorme respuesta se produzca en las células cerebrales.
Aunque diferentes combinaciones de células cerebrales se unen a la respuesta en cada oportunidad, sorprendentemente las células que responden están sincronizadas y responden al estímulo sensorial de la misma manera. La variabilidad de la respuesta en las células individuales, por lo tanto, no pueden valorarse simplemente calculando las respuestas de múltiples células.
Entonces la pregunta sería ¿Qué es exactamente responsable de generar esta variabilidad sincronizada?
Los científicos están divididos en dos grupos principales en este tema: El primer grupo cree que la variabilidad y la sincronía se origina a partir de señales procedentes del tálamo, que es responsable de dirigir la mayor parte de las estimulaciones sensoriales que el cuerpo detecta hacia las células ubicadas en la corteza cerebral; la parte del cerebro envuelta en el proceso y que interpreta la información sensorial.
El segundo grupo sugiere que la variación en las respuestas observadas y la sincronía se producen cuando las señales son retransmitidas a partir de una cadena de células cerebrales dentro de la región de la corteza luego de haber llegado desde el tálamo. Las células del cerebro dentro de la corteza reciben y envían señales a muchas otras células a través de uniones llamadas sinapsis.
Los científicos idearon un experimento único en el que se colocan los electrodos dentro de las células en las cortezas de los ratones y se registra la corriente eléctrica producida por las entradas sinápticas directas. Dado que realizaron el experimento para registrar la actividad de las células pares más cercanas, opuestas a las células individuales, pudieron examinar y revelar el origen de la sincronía.
Para saber si la variabilidad y la sincronía es originada a partir de señales provenientes del tálamo, los científicos emplearon una técnica llamada optogenética, que les permite cambiar la actividad celular dentro de la corteza del ratón transgénico, encendiendo o apagando una luz: Cuando iluminaban la corteza, la células corticales se inhibían completamente y por lo tanto no pasaban la información sensorial a otras.
El prof. Ilan Lampl comenta: “Hemos sido capaces de interpretar las grabaciones desde el tálamo según dos escenarios posibles: Si dos células de la corteza se activan a la vez sobre la recepción de señales desde el tálamo, significa que la variabilidad y la sincronía se originan en el tálamo. Si, por el contrario, las células se activan independientemente una de otra, entonces se puede deducir que la variabilidad y la sincronía se originan a partir de señales que se transmiten entre las células dentro de la corteza. Dos juegos de grabaciones se llevaron a cabo, uno sin estimulación sensorial, el segundo con la estimulación de los bigotes de los animales.
Fuente: Instituto Weizmann