Revisión de las conexiones neuronales en columnas

Durante más de 50 años, la suposición dominante en la investigación del cerebro es que las células nerviosas de la corteza del cerebro se organizan en pequeñas columnas de tamaño microscópico. Mas tarde, se asentó en los libros de texto estándar, que las conexiones entre las neuronas se crean principalmente dentro de estas columnas. En la revisión de un artículo de la revista "Frontiers in Neuroscience", Clemens Boucsein y sus colegas, de los Centros de Bernstein en Friburgo y de Berlín, demostraron que esta visión debía ser revisada: el papel que juegan las células de fuera de estas columnas es mucho más importante de lo que hasta ahora se había asumido.

Fue uno de los grandes descubrimientos del siglo XX en la neurociencia, que las neuronas de la parte superior de la corteza reaccionan ante el mismo estímulo, por ejemplo, los bordes de distinta orientación que se presentan a la vista. Las investigaciones sobre la conectividad entre las neuronas también apoyaban esta hipótesis de que estas unidades en forma de columna podían constituir los elementos básicos de la corteza. En las décadas siguientes, se llevó a cabo mucha investigación de las columnas corticales, ante todo porque la investigación de las conexiones de amplio rango del cerebro es un asunto muy complicado.

Sin embargo, hoy día se vuelven a reexaminar estos supuestos sobre la estructura de la corteza columnar. Las nuevas técnicas experimentales permiten rastrear conexiones a través de largas distancias. Boucsein y sus colegas, en la Universidad de Friburgo, optimizaron una técnica que utiliza destellos láser para activar neuronas individuales y analizar sus conexiones. Estos experimentos han conducido a resultados sorprendentes: menos de la mitad de las entradas que recibe una neurona cortical proviene de sus compañeras de dentro de la misma columna. Consiguen muchas más conexiones de células más distantes, de las regiones circundantes.

Los experimentos también revelaron que estas conexiones horizontales operan en términos de tiempo de manera muy precisa. Para los científicos, esto es una indicación de que el cerebro puede utilizar el punto exacto en el tiempo de un impulso eléctrico para codificar la información, hipótesis esta que va ganando cada vez más apoyo experimental. Estos nuevos conocimientos sobre la estructura y funciones del cerebro sugieren que, la idea de una estructura de la corteza basada en columnas ha de ser sustituida por la de un denso tapiz entretejido, en el que las neuronas se conectan a largas distancias.

• Referencia: AlphaGalileo.org, 29 de abril 2011
• Fuente: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg .
• Imagen: Las neuronas de la corteza reciben la mayor parte de sus conexiones de un entorno más amplio (amarillo), no sólo de la estrecha columna (azul) de su entorno inmediato (Boucsein/University of Freiburg).
• Información bibliográfica: Boucsein C, Nawrot MP, Schnepel P and Aertsen A (2011) Beyond the cortical column: abundance and physiology of horizontal connections imply a strong role for inputs from the surround. Front. Neurosci. 5:32. doi: 10.3389/fnins.2011.00032 .