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¿Qué pasaría si "reconectaras" tus ojos con tu nariz?

¿Qué pasaría si


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La nariz envía información sensorial a través de la transducción de sustancias químicas en el aire a través de los nervios / tractos olfatorios hasta la corteza olfatoria primaria.

Los ojos envían información sensorial a través de la transducción de luz a través del nervio / tracto óptico a la corteza visual del lóbulo occipital del cerebro.

Aunque ambos sentidos reciben diferentes estímulos, ellos (como todos nuestros sentidos) convierten los estímulos externos en una señal nerviosa. Dado eso, parece posible que uno pueda "recablear" el cerebro para que los órganos sensoriales envíen señales sensoriales a diferentes partes del cerebro.

  • Por ejemplo, parece posible que podamos unir los tractos olfatorios al quiasma óptico para enviar señales a la corteza visual.

Mi pregunta: Si recableáramos los nervios craneales para que nuestra nariz estuviera conectada a nuestra corteza visual, ¿qué veríamos?

  • (¿O qué sucedería si recableáramos cualquiera de nuestros sentidos principales con un centro de procesamiento cerebral diferente?)

"Recablear" el cerebro no es tan simple: simplemente empalmar un nervio con otro no significa necesariamente que los axones de ese nervio crecerán en un área. No tengo conocimiento de ningún estudio que cruce estos caminos específicos, pero mientras escribo esta respuesta, veo que ya ha actualizado su pregunta para preguntar sobre otras modalidades. Así que con eso en mente…

Cruce de vías auditivas y visuales

Se han realizado algunos experimentos relacionados con otras modalidades: los que yo conozco involucran los sistemas auditivo y visual. Tanto la información auditiva como visual que viaja a la corteza proviene principalmente de dos núcleos en el tálamo: el núcleo geniculado medial, MGN, para la información auditiva, y el núcleo geniculado lateral, LGN, para la información visual.

Estos núcleos talámicos están adyacentes entre sí. En Angelucci et al 1998 y Sharma et al 2000, las lesiones se hicieron para causar proyecciones retinianas para inervar la parte del tálamo que generalmente procesa la información auditiva (núcleo geniculado medial, MGN). (nota: también hay un montón de experimentos más antiguos en roedores y hurones además de estos, no voy a hacer una revisión completa de la literatura aquí, pero puede encontrar muchas citas relevantes dentro de esos otros artículos).

En resumen, la técnica consiste en dañar tanto el LGN como las vías que normalmente se proyectan al MGN. El resultado es que los axones de la retina, que normalmente hacen sinapsis en el LGN, se dirigirán al MGN. Tenga en cuenta que es importante hacer esto muy temprano en el desarrollo, tales experimentos no funcionarían en un cerebro adulto.

El resultado, en los artículos que cité anteriormente, es que la parte de la corteza que normalmente responde a la información auditiva comienza a responder a la información visual y desarrolla un sello distintivo de las propiedades de la respuesta cortical visual: la selectividad a la orientación de los estímulos presentados. Por lo tanto, parece que si le da información visual al área cortical auditiva, no "intenta procesarla como sonido", sino que la procesa como lo haría la corteza visual.

Efectos sobre la percepción

Es difícil preguntarles a los hurones cuáles son sus percepciones reales, pero la mejor suposición es que las percepciones se construyen por lo que ponemos en el sistema: no hay forma de que un área que reciba nada más que información visual interprete esa información como cualquier otra cosa. que la entrada visual. No hay contexto para interpretarlo de otra manera. Cortex se desarrolla y responde según la información que se le da. En los animales de estos experimentos, sus sistemas auditivos han sido lesionados, por lo que realmente no hay forma de que puedan interpretar los estímulos que "ven" como "que suenan como" algo.

De manera similar, si envía información olfativa a la corteza visual, procesará los olores en la corteza visual. El procesamiento olfativo es un poco diferente a las otras modalidades, por lo que, dependiendo de dónde tomó esta información, es posible que las cosas no se desarrollen correctamente, pero eso genera muchas especulaciones que van más allá de este sitio .SE.

Plasticidad transmodal en ciegos

Hay algunos experimentos en humanos que también analizan este tipo de plasticidad cortical. Probablemente los mejores sean los de personas ciegas. Nuevamente, no revisaré toda la literatura, pero puedo dar algunos ejemplos: Cohen et al mostraron representaciones táctiles en la corteza visual de personas ciegas, como cuando están leyendo Braille. Bedny et al, 2015 muestran que, especialmente en los niños ciegos, las áreas visuales del cerebro responden fuertemente a la información de otras modalidades, especialmente el lenguaje hablado. Una vez más, estos individuos no están "viendo" estos estímulos, más allá del tipo de "ver" que puedes hacer cuando reconstruyes una escena con los ojos cerrados (si en algún momento tuvieran la vista). Más bien, parte de su cerebro que normalmente se usaría para la visión ahora se usa para otras tareas.

Los efectos sobre el olfato no se han estudiado con tanta frecuencia, pero en Kupers et al, se demostró que las personas ciegas tienen respuestas olfativas en áreas del cerebro que no muestran respuestas olfativas en personas videntes, incluidas las áreas que generalmente procesan la visión.


Referencias:

Angelucci, A., Clascá, F. y Sur, M. (1998). Entradas del tronco encefálico al núcleo geniculado medial del hurón y el efecto de la desaferenciación temprana en las proyecciones retinianas novedosas al tálamo auditivo. Revista de neurología comparada, 400 (3), 417-439.

Bedny, M., Richardson, H. y Saxe, R. (2015). La corteza "visual" responde al lenguaje hablado en los niños ciegos. Revista de neurociencia, 35 (33), 11674-11681.

Cohen, L. G., Celnik, P., Pascual-Leone, A., Corwell, B., Faiz, L., Dambrosia, J.,… y Hallett, M. (1997). Relevancia funcional de la plasticidad transmodal en humanos ciegos. Nature, 389 (6647), 180-183.

Kupers, R., Beaulieu-Lefebvre, M., Schneider, F. C., Kassuba, T., Paulson, O. B., Siebner, H. R. y Ptito, M. (2011). Correlaciones neurales del procesamiento olfativo en la ceguera congénita. Neuropsicología, 49 (7), 2037-2044.

Sharma, J., Angelucci, A. y Sur, M. (2000). Inducción de módulos de orientación visual en la corteza auditiva. Nature, 404 (6780), 841-847.