«En el sistema visual, las conexiones precisas entre los ojos y el cerebro ayudan a ver las cosas específicas y aseguran que esas imágenes son claras y nítidas», afirma el profesor de Neurociencias, Neurobiología y Oftalmología de la Universidad de California Andrew D. Huberman.

Investigadores de la UC San Diego School of Medicine y el Shiley Eye Institute (ambos en San Diego, California) han identificado el «pegamento» molecular que construye las conexiones cerebrales que mantienen las imágenes visuales claras incluso cuando los ojos se mueven. Mediante el uso de modelos de ratón y células humanas, demuestran que la estabilización de la imagen depende de dos proteínas, contactina-4 y la proteína precursora de amiloide, que se unen durante el desarrollo embrionario.

•    La estabilización de la imagen depende de dos proteínas, contactina-4 y la proteína precursora de amiloide, que se unen durante el desarrollo embrionario.
•    La proteína precursora amiloide es estudiada, además, por su papel en el Alzheimer, pero también se sabe que es un factor importante en el desarrollo normal del cerebro.

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«Los sensores en el ojo también detectan el movimiento y se conectan al cerebro de la manera correcta para decir a sus ojos que se muevan en la dirección correcta sin imágenes borrosas. Hasta ahora, no entendíamos realmente cómo el ojo y el cerebro controlaban esto a nivel molecular», afirma el autor principal del estudio, publicado en ‘Neuron’.
Para determinar exactamente cómo ojos y cerebro trabajan juntos para mantener las cosas estables, Huberman y la coautora Jessica Osterhout etiquetaron conjuntos específicos de neuronas en el cerebro que hacen conexiones específicas, una técnica iniciada por el laboratorio de Huberman. Este enfoque permite a los científicos mirar los componentes individuales de la red visual y, finalmente, identificar los genes exactos que encienden esas células durante el desarrollo, haciendo las conexiones apropiadas.
Cómo actúan cada una
A partir de esto, el equipo encontró contactina-4, una molécula de adhesión, y determinó que la expresión de contactina-4 es muy específica de las células en el ojo que participan en la estabilización de la imagen. Cuando los investigadores mutaron contactina-4, el circuito no se formó bien y las células visuales no hablaron correctamente con el cerebro.

Por otro lado, cuando añadieron contactina-4 a una célula que normalmente no la produce, esta proteína adicional era necesaria para toda la célula para formar los circuitos para una conexión constante ojo-cerebro.
A continuación, el equipo buscó proteínas que se unen contactina-4 y descubrió la proteína precursora amiloide, que ha sido ampliamente estudiada por su papel en la enfermedad de Alzheimer, pero también se sabe que es un factor importante en el desarrollo normal del cerebro. Si la proteína precursora de amiloide no está disponible, contactina-4 no puede controlar el desarrollo de los circuitos visuales.
Con base a estos hallazgos, Huberman y sus colegas presumen que también hay conjuntos muy específicos de genes que hacen que las neuronas correctas realicen las conexiones correctas en otros aspectos de los circuitos neuronales, además de la visión. A su juicio, estos genes son muy probablemente importantes para la percepción sensorial precisa y el comportamiento.
Ahora, Huberman y su equipo planean analizar más de cerca cómo estos genes y las conexiones neuronales precisas funcionan mal en las enfermedades cognitivas. Por ejemplo, ya que el gen de contactina-4 se encuentra en un grupo de genes que han sido implicados en algunas formas de autismo, quieren saber si alteraciones en ese gen particular podrían desempeñar un papel en el desarrollo de la enfermedad. «Mi laboratorio está también interesado en encontrar la manera de volver a conectar o regenerar los circuitos dañados por una lesión o enfermedad», concluye Huberman.