¿Por qué los axones de largo alcance en los mamíferos viajan en tractos de materia blanca?

Tengo curiosidad por saber por qué los axones mielinizados de largo alcance prefieren unirse y formar tractos de materia blanca, en lugar de simplemente alcanzar su objetivo de manera arbitraria. ¿Hay algún tipo de ventaja evolutiva en este fenómeno? ¿O es una pregunta de investigación en curso?

¡Interesante pregunta! Bienvenido a cogsci.SE.
¡Muy interesante! Permítanme especular: muchas neuronas vecinas de un área necesitarán conectarse a neuronas vecinas en la siguiente área en un flujo de procesamiento. Si todos siguen el camino más corto, terminarán en un paquete.
Especulando que es probable que un axón se forme como una "semilla" inicial entre las áreas de origen y destino durante el desarrollo. Posteriormente, la formación de axones entre estas áreas puede utilizar los axones existentes como guía.

Respuestas (1)

Wen & Chklovskii (2005) analizaron exactamente esta pregunta a través de un estudio de simulación. Asumieron que la segregación de materia blanca y gris era el resultado de la presión evolutiva para maximizar algún aspecto de la conectividad. Probaron la idea de que, al mismo tiempo, maximizar la interconectividad (las neuronas deberían poder conectarse con todas las demás neuronas sin demasiados pasos intermedios) y minimizar el retraso de la conducción (el tiempo requerido para que una señal viaje de una neurona a otra) daría como resultado la segregación de gris y sustancia blanca.

A través de la simulación computacional, pudieron determinar que estas presiones simultáneas eran suficientes para impulsar la división entre la materia blanca y la gris. Parte de lo que pudieron demostrar es que, bajo algunos supuestos geométricos simples, un diseño mixto (homogéneo) que tenía materia blanca intercalada con materia gris condujo a retrasos de conducción mucho más altos que un diseño segregado. La razón básica es que cuando la materia blanca se mezcla con la materia gris, las conexiones de corto alcance entre las neuronas cercanas en la materia gris son más largas para explicar la interferencia de los tractos de materia blanca.

Wen, Q. y Chklovskii, DB (2005). Segregación del cerebro en materia gris y blanca: un diseño que minimiza los retrasos en la conducción. PLoS Comput Biol , 1 (7): e78. doi:10.1371/journal.pcbi.0010078