Córtex pré-frontal influencia outras regiões do cérebro

Pesquisadores do MIT mostram que o córtex pré-frontal envia mensagens sob medida a regiões de visão e movimento, ajustando o processamento conforme o estado de alerta e se o animal está em movimento, com estudo publicado em 25 de novembro na revista Neuron.
O estudo identifica duas áreas do córtex pré-frontal — o córtex orbitofrontal (ORB) e a área cingulada anterior (ACA) — que transmitem informações sobre alerta e movimento ao córtex visual primário (VISp) e ao córtex motor primário (MOp).
A ACA aumenta a nitidez das informações visuais conforme o nível de alerta, enquanto o ORB atua apenas em alerta muito alto, reduzindo a nitidez de codificação.
As vias nervosas conectam-se a diferentes camadas dos alvos: ACA se liga à camada seis do VISp e ORB à camada cinco, além de transmitirem informações sobre velocidade de corrida ao MOp.
Ao bloquear os circuitos entre ACA/ORB e VISp, os pesquisadores observaram efeitos específicos na codificação visual, sugerindo modulação dependente do estado de alerta e do movimento.

MIT neuroscientistas mostraram que o córtex pré-frontal, centro executivo do cérebro, envia mensagens direcionadas a regiões que controlam visão e movimento. A comunicação depende do nível de arousal e de se o animal está em movimento.

A pesquisa, liderada por Sofie Ährlund-Richter e MRIGANKA Sur, avaliou circuitos específicos em camundongos e utilizou traçamentos anatômicos para mapear as conexões entre ORB, ACA, VISp e MOp.

Em experimentos, os camundongos corriam em rodas e assistiam a imagens estruturadas ou filmes com diferentes contrastes. O ar rarefeito elevava o arousal, e os neurônios de ACA e ORB foram monitorados junto com VISp e MOp.

Resultados e significado

Os pesquisadores mostraram que ACA e ORB se conectam a diversos tipos de células nas regiões-alvo, com padrões distintos. ACA se liga à camada 6 de VISp; ORB, à camada 5. A atividade diferencial sugere funções distintas na codificação visual.

Durante a comunicação com MOp, ACA e ORB transmitiram informações sobre velocidade de corrida, enquanto VISp indicou apenas se o camundongo se movia. O fluxo de arousal também atingiu VISp e MOp.

Bloquear as vias ACA-VISp e ORB-VISp revelou efeitos opostos na codificação visual conforme o arousal e o movimento. Os resultados apontam para um controle fino, em nível de sub-regiões do PFC, sobre atividades corticais específicas.

O estudo é assinado por Sofie Ährlund-Richter, MRiganka Sur e colaboradores, incluindo Yuma Osako, Kyle R. Jenks, Emma Odom, Haoyang Huang e Don B. Arnold. Financiamento veio de Wenner-Gren, NIH e Freedom Together Foundation.