El estudio del sistema sensorial de la superficie ocular ha sido un tema de interés en la comunidad científica. Sin embargo, la mayoría de las investigaciones se han centrado en los axones periféricos de las neuronas del ganglio del trigémino, dejando de lado el procesamiento de la información en el sistema nervioso central.
En un avance significativo, el Instituto de Neurociencias (IN), un centro conjunto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), junto con el Hospital Nacional de Parapléjicos-SESCAM de Toledo, ha llevado a cabo un estudio innovador. Este estudio es el primero en caracterizar las neuronas del tálamo y la corteza cerebral que responden a la estimulación de la superficie ocular.
Según la publicación en la revista The Journal of Physiology, los investigadores descubrieron que las neuronas a lo largo de la vía somatosensorial pueden responder a diferentes tipos de estímulos aplicados a la superficie del ojo. Además, la diversidad funcional de estas neuronas aumenta a medida que se avanza desde el sistema periférico hacia niveles superiores del sistema nervioso central.
La superficie del ojo es sensible a estímulos externos que pueden causar incomodidad como irritación, sequedad o sensación de arena en los ojos. A pesar de ser los síntomas más evidentes de varias patologías oculares, poco se sabe sobre los circuitos del sistema nervioso central que participan en estas percepciones. Juana Gallar, co-directora del laboratorio de Neurobiología Ocular del IN, junto con Mª Carmen Acosta, también participante en el estudio, señala que la sensibilidad y el dolor ocular han sido en gran medida ignorados en el campo de la oftalmología.
La investigadora menciona que algunos cambios sociales, como el aire acondicionado omnipresente, la alta polución ambiental y la introducción de la cirugía refractiva, han llevado a los científicos a prestar más atención a este tema.
El estudio arrojó luz sobre la ubicación precisa de las neuronas talámicas y corticales que reciben información de la superficie ocular. Se analizó cómo se integra la actividad provocada por diferentes tipos de estímulos, que se transmiten desde las neuronas sensoriales del trigémino hasta el tálamo y, posteriormente, la corteza cerebral. Enrique Velasco, el primer autor del artículo, destacó que este es el primer estudio en analizar qué estímulos activan las neuronas del tálamo y la corteza cerebral.
El estudio también reveló que los nervios periféricos en la superficie ocular están compuestos por axones de neuronas unimodales, que responden a una única modalidad de estímulo, y polimodales, que responden a estímulos de varias modalidades. Según los autores, existen diferentes grados de multimodalidad sensorial, con algunas neuronas que se activan en respuesta a múltiples modalidades de estímulos y otras que responden a un número inferior.
Además, los investigadores descubrieron que, aunque algunos nervios sensoriales periféricos actúan como detectores de un solo tipo de estímulo, esta unimodalidad es prácticamente inexistente en el cerebro. En el sistema nervioso central, se encontraron neuronas que responden a varios estímulos, lo que indica que la información de la periferia converge a medida que avanza por el sistema nervioso y se compara con otras para dar lugar a las sensaciones conscientes que percibimos cuando nos exponemos a un estímulo.
Además, los investigadores observaron que tanto el grado de multimodalidad de las neuronas como el porcentaje de neuronas altamente multimodales aumenta a lo largo de la vía somatosensorial. Esta distribución implica que diferentes estímulos pueden activar una misma neurona y, a la inversa, un mismo estímulo puede activar muchas neuronas diferentes. Por lo tanto, las percepciones que producen están entrelazadas.
Para llevar a cabo este estudio, los investigadores utilizaron técnicas de electrofisiología, que permiten explorar la fisiología de los tejidos y las conexiones sinápticas en seres vivos. Los autores registraron la actividad trigeminal, talámica y cortical en respuesta a diferentes modalidades de estimulación en ratas, utilizando gotas oculares de diferentes temperaturas para probar cinco modalidades sensoriales: frío intenso, frío ligero, temperatura neutra, calor ligero y calor intenso, este último capaz de provocar sensación de dolor.
En resumen, este estudio ofrece una visión única de las neuronas del tálamo y la corteza cerebral que responden a la estimulación de la superficie ocular. Aporta una valiosa comprensión de cómo se procesa la información sensorial en el sistema nervioso central, lo que podría tener implicaciones significativas para el diagnóstico y tratamiento de diversas patologías oculares. Este trabajo fue posible gracias a la financiación de diversas agencias y programas, incluyendo la Agencia Estatal de Investigación-Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, el programa ‘Una manera de hacer Europa’ del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (ERDF), el programa ‘Invierte en tu futuro’ del Fondo Social Europeo (ESF), el programa Horizonte Europa de la Comisión Europea (Marie Skłodowska-Curie Actions) y el Programa PROMETEO de la Generalitat Valenciana.
