Investigadores del Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, que es centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han desarrollado el primer atlas multiómico del tálamo embrionario de ratón, que permite reconstruir cómo se forman los distintos tipos de neuronas de esta región cerebral durante el desarrollo.
El estudio, que ha sido publicado en la revista especializada ‘Nature Neuroscience’, revela que las neuronas sensoriales y las relacionadas con funciones motoras y asociativas siguen trayectorias de desarrollo diferentes desde etapas tempranas. Además, los investigadores han identificado un gen concreto (Sp9) como un regulador esencial para que las neuronas visuales adquieran correctamente su identidad.
El tálamo es una estructura clave del cerebro que transmite información a la corteza cerebral y que integra señales procedentes de los sentidos, participando en la organización de los mapas sensoriales.
Los resultados de la investigación proporcionan una nueva herramienta para estudiar cómo se organiza el tálamo durante el desarrollo del cerebro y cómo se establecen sus circuitos y funciones. Ese conocimiento ofrece un marco de referencia para comprender mejor algunas alteraciones que pueden estar relacionadas con trastornos del neurodesarrollo y enfermedades neurológicas.
El trabajo ha corrido a cargo del laboratorio Desarrollo, Plasticidad y Reprogramación de Circuitos Sensoriales, que lidera la investigadora Guillermina López-Bendito.
Para estudiar cómo se forman los distintos tipos de neuronas del tálamo, el equipo analizó células individuales del cerebro embrionario de ratón en diferentes etapas del desarrollo. Este mapa del tálamo les ha permitido seguir la trayectoria de miles de neuronas desde sus primeras etapas hasta su especialización final.
El equipo de investigadores ha podido estudiar por separado cada célula y conocer qué genes están activos en ella, así como identificar qué regiones del ADN están accesibles para activar la regulación de esos genes. “Al integrar estas dos capas de información, pudimos reconstruir cómo se diferencian las células a lo largo del tiempo e identificar los programas de regulación genética que controlan esas trayectorias”, ha explicado José López Atalaya, director del laboratorio de Plasticidad Celular y Neuropatología, integrado también en Instituto de Neurociencias de la UMH de Elche.
Uno de los principales hallazgos del trabajo es que las neuronas del tálamo no siguen una única ruta de especialización. Los datos revelan dos grandes linajes que divergen muy pronto durante el desarrollo embrionario: uno dará lugar a los núcleos sensoriales y otro a los núcleos relacionados con funciones motoras y asociativas. Además, ambos programas genéticos progresan a ritmos diferentes, de modo que los circuitos sensoriales alcanzan determinadas etapas de desarrollo antes que los asociados a funciones cognitivas y motoras.
