El equipo, encabezado por el Instituto de Oftalmología Molecular y Clínica de Basilea (IOB) comprobó que al alterar genéticamente ese circuito recién descubierto se produjeron cambios similares a los observados en los cerebros de personas con autismo. "Comprender el desarrollo detallado de los tipos de células y circuitos de la corteza cerebral puede aportar información importante sobre el autismo y otras enfermedades del neurodesarrollo", afirmó Botond Roska, del IOB y uno de los autores del artículo.
El autismo se asocia desde hace tiempo a circuitos defectuosos en el córtex, que es la parte del cerebro que gobierna la percepción sensorial, la cognición y otras funciones de alto orden, el cual se compone de neuronas piramidales.
El equipo se propuso estudiar cuándo y cómo estas neuronas se ensamblan en los primeros circuitos activos de la corteza, pero planteaba un reto difícil.
Las neuronas piramidales miden solo una décima parte de la anchura de un cabello humano, y cualquier movimiento durante los procedimientos experimentales podría dar lugar a registros inexactos de la actividad.
Para mantener estables las neuronas durante la investigación, el equipo ideó una solución quirúrgica, con la que los embriones de ratón se fijaron dentro de dispositivos tridimensionales dentro de la cavidad abdominal de la madre.
La opinión predominante es que el córtex se desarrolla de dentro a fuera, apareciendo primero la más profunda de sus seis capas. Desde este punto de vista, se pensaba que las neuronas piramidales se activaban lentamente a medida que migraban a sus ubicaciones finales en el córtex y formaban conexiones entre sí.
Sin embargo, el equipo detectó un patrón de actividad muy diferente.
Al centrarse en las neuronas piramidales que se desarrollan en la quinta capa del córtex, el equipo descubrió un circuito transitorio muy temprano que ya estaba muy activo y correlacionado incluso antes de que se hubiera formado el córtex de seis capas.
Esto indica que las neuronas ya estaban conectadas antes de su migración para formar la quinta capa 5.
Los investigadores también quisieron entender cómo cambia ese circuito en un modelo de autismo, para lo que trabajaron con modelos de ratón a los que les faltaban uno o ambos alelos de dos genes asociados al autismo -Chd8 y Grin2b-.
En esos ratones, la capa superficial nunca desapareció sino que permaneció activa como remanente del desarrollo, además, sus cerebros contenían áreas irregulares de desorganización cortical similares a las observadas en personas con autismo.
Los hallazgos sugieren que la organización espacial de las neuronas piramidales está regulada por el circuito recién descubierto, y que los cambios en los circuitos embrionarios desempeñan un papel en las disfunciones asociadas a los trastornos del neurodesarrollo, incluido el trastorno del espectro autista, señala la Universidad de Berna. En futuras investigaciones, los científicos estudiarán detenidamente las capas superficiales y profundas de este circuito temprano y las manipularán de forma independiente, lo que puede ayudar a aprender sobre la etiología de las enfermedades del neurodesarrollo.