NEUROCIENCIA
Es el director de orquesta, el
maestro que coordina a todo el organismo. Y tal vez por eso, el cerebro es
también el órgano más desconocido, el que más incógnitas alberga. Profundizar
en sus secretos será un poco más sencillo a partir de ahora gracias a dos mapas
que aportan datos y coordenadas claves para la comprensión del funcionamiento
cerebral de los mamíferos. Aunque todavía básicos, estos modelos en tres
dimensiones pueden ser muy útiles para adentrarse en los pasos que marcan el
desarrollo, seguir los circuitos de comunicación, o conocer más a fondo las
raíces de problemas como el autismo, tal y como aseguran sus creadores.
Estos nuevos
atlas, que se publican en la revista Nature, son complementarios.
El primero de ellos detalla las conexiones neuronales presentes en el cerebro
de un ratón. Bastante minucioso, es el primer mapa de estas características que
se hace en un animal vertebrado y aporta datos fundamentales para entender de
qué forma se comunican las regiones cerebrales.
"Son los primeros mapas con un
detalle extraordinario. Hasta ahora lo que había eran detalles de parte del
cerebro y este trabajo aporta un análisis global que tendrá una repercusión
gigantesca en los próximos años para poder comprender las enfermedades",
afirma Javier de Felipe, del laboratorio Cajal del Circuitos Corticales del
Centro de Tencología Biomédica de la Universidad Politécnica de Madrid.
Un opinión
similar tiene Juan Lerma, director del Instituto de Neurociencias de Alicante,
dependiente de la Universidad Miguel Hernández y el CSIC, quien apunta que
"hacía falta un mapa topográfico en tres dimensiones como éste, porque conocíamos
la estructura pero no estaba cuantificado cuán fuertes o débiles eran las
conexiones entre las regiones del cerebro, y este mapa lo hace".
Carlos Tejero,
experto de la Sociedad Española de Neurología (SEN), insiste en la misma línea
porque explica que hasta ahora lo que se hacían eran estudios en laboratorio
con secciones de cerebros animales. "Teníamos que cambiar el sistema
porque el cerebro es un órgano en tres dimensiones y lo que teníamos
era un modelo que se nos quedaba corto. Además, es importante saber las
zonas precursoras de las futuras neuronas en el cerebro en formación. Con este
trabajo tenemos nuevas opciones para comprender las diferencias de esas zonas
entre el cerebro humano y el de animales".
El nuevo mapa
de estudio servirá también, según apunta Lerma, "paraentender mejor
distintos procesos fisiológicos y poder comparar la normalidad con
patrones que estén alterados por alguna patología", añade. Y pone un
ejemplo: "Es como tener un mapa de carreteras. Es útil, porque, entre
otras cosas, con él puedes empezar a estudiar el tráfico", apunta.
"Entender
cómo se conecta el cerebro es uno de los pasos más cruciales para conocer
cómo codifica el cerebro la información", ha señalado en un comunicado
Hongkui Zeng, principal firmante del trabajo e investigador del Instituto Allen
para la Ciencia del Cerebro en Washington (EEUU), el organismo que ha impulsado
la elaboración de los citados mapas.
Expresión de
los genes
El otro atlas
presentado en Nature es un mapa de la expresión de los genes
en el cerebro prenatal, que indica dónde y cómo va evolucionando esa expresión
para conformar el desarrollo cerebral. "Este atlas proporciona una
completa vista de qué genes estánencendidos y apagados en
núcleos específicos y tipos celularesmientras el cerebro esté en desarrollo
durante la gestación", ha indicado Ed Lein, el responsable del
proyecto.
Según Lerma, la información
contenida en esta herramienta puede ser muy útil para abordar problemas como el
autismo, ya que "la investigación ha puesto de manifiesto que su origen ya
se encuentra en el desarrollo cerebral". De hecho, los creadores de esta
hoja de ruta ya han examinado el número de genes ligados al autismo y han visto
que su expresión se relacionaba con el área del cerebro implicada en el
comportamiento.
Por otro lado, continúa Lerma, el
atlas -que se elaboró a partir del análisis de muestras de cerebros humanos-
también ayuda a visualizar las diferencias y semejanzas de los órganos entre
humanos y animales. "Y sus resultados demuestran que es mucho lo que nos
parecemos, lo que ratifica la utilidad de modelos animales para el
estudio", señala.
Para Lerma, la labor de estos
equipos de investigación es especialmente loable, ya que ambas herramientas
estarán disponibles a otros grupos de investigación de manera completamente
gratuita.
La iniciativa
del Instituto Allen, subraya, "entronca con el BRAIN Initiative impulsado
por Obama" y es fundamental "para entender mejor el funcionamiento
del cerebro". Y precisamente esto es lo más importante para Tejero quien
señala la labor de distintos grupos de investigación en todo el mundo por aunar
esfuerzos en la investigación del cerebro con distintos tipos de técnicas pero
con objetivos comunes. "Se quiere llegar al conocimiento del cerebro de
una manera integral. Se busca que los avances de un grupo sean
accesibles para que otros los puedan utilizar, para que se pueda avanzar",
afirma el experto de la SEN.
Aunque es cauteloso, Lerma augura
nuevos hallazgos en el área, gracias a los avances en tecnología y computación
que dan lugar a la posibilidad de realizar análisis a gran escala.
Por otro lado,
Tejero apunta que aunque estos pasos en investigación tardarán años en poder
trasladarse a la clínica, ahora se está más cerca que nunca. "Saber cómo
se conectan las neuronas nos puede permitir a los clínicos evaluar si
cierto tipo de actividades son eficaces para llevar a cabo una rehabilitación.
Por ejemplo, en mi caso veo muchos pacientes con lesiones en el cerebro a los
que se les podría hacer un entrenamiento específico para conectar las neuronas
sanas entre sí. Creo que la investigación básica abre a los clínicos una
expectativa de futuro muy importante, pero eso sí tiene que pasar mucho tiempo
hasta poder aplicarlo a modo de terapia", concluye.
Tan complejo como una galaxia
El cerebro humano se encuentra
dentro de las estructuras más complejas del universo. Contiene aproximadamente
unos 100.000 millones de neuronas, tantas como estrellas hay en la Vía Láctea.
El del ratón en cambio está formado por 75 millones de neuronas, pero cuenta
con una estructura muy similar al humano, por lo que ofrece un modelo útil para
comprender cómo las células nerviosas se conectan entre sí y codifican la
información. Hasta ahora sólo se había logrado un mapa similar al publicado en Nature con
elCaenorhabditis elegans, un gusano nematodo que mide aproximadamente un
milímetro y que tiene sólo 302 neuronas. Un modelo nuevo es fundamental para
conocer las zonas mudas del cerebro, es decir, aquéllas de las que se desconoce
su función. El mapa logrado ahora por los científicos estadounidenses contiene
almacenados más de 1,8 petabytes, lo que equivale a 23,9 años de una proyección
continua en vídeo HD, y que están disponibles gratuitamente en internet para la
comunidad científica. A través de la web brain-map.org, los investigadores
podrán ir actualizando nuevos datos y herramientas útiles para su estudio.
