Un estudio pionero realizado por el Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH) ha revelado cómo el cerebro en desarrollo puede reorganizar sus mapas sensoriales en ausencia de estímulos táctiles. Este hallazgo, publicado en la revista Nature Communications, proporciona nuevas claves sobre la plasticidad neuronal y la capacidad del cerebro para adaptarse a cambios estructurales.
Reconfiguración del mapa sensorial
El equipo de investigación, liderado por Guillermina López Bendito, ha demostrado que la corteza somatosensorial, responsable de procesar la información táctil, puede modificar su estructura y funcionalidad en respuesta a la ausencia de ciertos estímulos desde el nacimiento. Este descubrimiento es crucial para comprender la reorganización de los mapas sensoriales y la adaptabilidad del cerebro.
El estudio ha demostrado que la corteza somatosensorial, responsable de procesar la información táctil, puede modificar su estructura y funcionalidad en respuesta a la ausencia de ciertos estímulos desde el nacimiento
El estudio se realizó en colaboración con investigadores del Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica de Suiza y se centró en un modelo de ratón que nace sin bigotes principales. En estos animales, se observó que la región de la corteza cerebral encargada de procesar la información de los bigotes principales desaparece casi por completo. En su lugar, la región correspondiente a los bigotes del labio superior, más pequeños y numerosos, se expande y asume nuevas funciones. Esta reorganización sólo ocurre si la pérdida sensorial se produce antes del nacimiento, lo que subraya la importancia de las primeras etapas del desarrollo en la configuración de los mapas sensoriales.
Cambios funcionales y genéticos
Asimismo, el equipo del Instituto de Neurociencias utilizó técnicas avanzadas de análisis genético y bioinformático para examinar los cambios en el tálamo, la región del cerebro que transmite información sensorial a la corteza. Descubrieron que el tálamo adopta un perfil genético diferente cuando faltan los bigotes principales, lo que permite la reorganización cortical. Además, la actividad espontánea en el tálamo se redistribuye tras la pérdida de los bigotes principales, lo que sugiere un papel más activo de esta estructura en la reorganización sensorial.
Los hallazgos de este estudio destacan la capacidad del cerebro para adaptarse a cambios sensoriales y ofrecen una nueva perspectiva sobre la plasticidad neuronal
Más allá de los cambios estructurales, el estudio reveló un impacto funcional significativo. Los bigotes del labio superior, que originalmente tenían un papel secundario en el procesamiento táctil, adquirieron una nueva capacidad: la discriminación de texturas. Mediante experimentos de comportamiento, se comprobó que los ratones adultos que habían perdido sus bigotes principales antes del nacimiento eran capaces de diferenciar superficies rugosas y lisas utilizando solo los bigotes del labio. Esto sugiere que el cerebro compensa la pérdida de ciertos receptores sensoriales reasignando funciones a otras áreas.
Rehabilitación sensorial
De hecho, os resultados de este estudio tienen importantes implicaciones para la comprensión de la plasticidad cerebral y la rehabilitación de personas con pérdidas sensoriales tempranas. «Si un bebé nace sin una mano, su cerebro probablemente reorganiza las áreas táctiles de forma similar», explica López Bendito. Este conocimiento podría contribuir al diseño de estrategias médicas y tecnológicas para optimizar la rehabilitación en casos de malformaciones congénitas o lesiones tempranas en el sistema nervioso.
«Si un bebé nace sin una mano, su cerebro probablemente reorganiza las áreas táctiles de forma similar»
Guillermina López Bendito, investigadora del CSIC
Además, el estudio desafía la visión tradicional del tálamo como un mero relevo de información entre la periferia y la corteza cerebral. «Nuestro trabajo demuestra que el tálamo juega un papel instructivo en la organización de los mapas sensoriales, lo que refuerza su importancia en la plasticidad cerebral», añade la investigadora. Esto sugiere que futuras intervenciones podrían dirigirse al tálamo para modular la reorganización sensorial en casos de pérdida sensorial temprana.
Financiamiento y colaboraciones
Este trabajo ha sido posible gracias a la financiación del Consejo Europeo de Investigación a través del programa Horizonte 2020, el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, el Programa Severo Ochoa para centros de Excelencia del Instituto de Neurociencias, el programa PROMETEO de la Generalitat Valenciana, la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia y la Fundación Novartis.
Los hallazgos de este estudio destacan la capacidad del cerebro para adaptarse a cambios sensoriales y ofrecen una nueva perspectiva sobre la plasticidad neuronal. En el futuro, esta línea de investigación podría ayudar a desarrollar terapias para la rehabilitación de personas con pérdidas sensoriales desde el nacimiento, mejorando su calidad de vida y su integración en el entorno.
