Neurogénesis hallazgo que derriba los dogmas sobre el cerebro.

El cerebro: “No es rígido ni inmutable, ni sus células son irremplazables” 

Arturo Álvarez-Buylla Roces (1958).

Por muchos años se pensó que el cerebro era un órgano rígido e inmutable, que las neuronas eran irremplazables y que sólo se podrían producir durante el desarrollo embrionario. Bajo esta línea de pensamiento transcurrió la formación académica de muchas generaciones.

El Cerebro Iluminado, tomada de Taringa

Esta idea cambió radicalmente con el descubrimiento de la neurogénesis en el adulto humano, así como en roedores y aves. Y con ello no sólo se derrumbó un dogma, también se plantearon preguntas sobre el mecanismo para generar e integrar nuevas neuronas en un cerebro ya maduro.

Con esta premisa se ha desarrollado el trabajo de uno de los investigadores más importantes de los últimos tiempos, el neurobiólogo mexicano Arturo Álvarez-Buylla Roces, Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en el año 2011, por su descubrimiento de la regeneración de neuronas en cerebros adultos.

En el encuentro académico “Mecanismos de renovación de las células madres del cerebro adulto”, celebrado durante el mes de septiembre de 2017, en el Auditorio Arturo Rosenblueth del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), el experto explicó que una de las cualidades de las neuronas es que están extremadamente integradas al resto del sistema nervioso; sus dendritas y axones efectúan las funciones fantásticas que tiene el cerebro.

Antes se creía que era imposible reemplazar estas células, no sólo porque no se reproducían, sino porque implicaba quitar una de estas células, que está bien integrada, y poner una nueva de forma que contribuya de manera útil para la regeneración o mantenimiento del sistema nervioso.

Aunque el uso corriente del término 'plasticidad' conlleva una connotación positiva, en realidad, la plasticidad se refiere a todos los cambios que se producen en el cerebro, algunos de los cuales pueden presentarse junto con el deterioro del funcionamiento y el comportamiento. El entrenamiento cognitivo parece ideal para la inducción de la plasticidad cerebral. Proporciona la práctica sistemática necesaria para el establecimiento de nuevos circuitos neuronales y para el fortalecimiento de las conexiones sinápticas entre las neuronas. Sin embargo, se ha podido observar, que en ausencia de un beneficio tangible de la conducta, el cerebro no va a aprender de forma efectiva. De ahí la importancia de personalizar los objetivos relevantes para la formación.

Uno de los mentores de Arturo Álvarez, Fernando Nottebohm (1940), de la Universidad de Rockefeller en Nueva York, naturista interesado en el comportamiento animal, en particular el canto de las aves, descubrió nuevas neuronas que se integraban a los circuitos que controlan el canto de canarios adultos. Esta era la primera evidencia de células con apariencia de neuronas que habían nacido, se habían movido a una determinada región del cerebro y se habían convertido en neuronas.

Álvarez-Buylla se enfocó en estudiar los mecanismos de renovación neuronal, mediante los cuales estas células se metían al cerebro, llegaban a la zona donde se necesitaban y contribuían a los circuitos cerebrales.

Descubrió que una subpoblación de células funciona como progenitora de nuevas neuronas que se incorporan al bulbo olfativo, así como la zona subventricular, que es el origen de la neurogénesis de células olfativas en el adulto y la migración en cadena de estas células para alcanzar dicho bulbo.

Las Neuronas se regeneran, tomado de Lifeder

Pero además, contribuyo a establecer la existencia de diez tipos de células que se producen en la zona subventricular : “son células madres, pero dependiendo de su región están especializadas para producir distintos tipos de neuronas”, pero considera que debe existir mayor diversidad en esa u otra zona, algo que espera que su equipo logre encontrar.

El investigador mexicano recordó la labor de su padre, el neurofisiólogo Ramón Álvarez Buylla, en Cinvestav, quien en su laboratorio de reflejos condicionados con animales de laboratorio realizaba estudios sobre trasplantes de hipófisis y glándula salival. Este trabajo sembró en él la semilla que hasta hoy lo sigue impulsando a tratar de descifrar los misterios del sistema nervioso.

La neurogénesis es una muestra de que el cerebro humano, sigue en formación una vez terminada la infancia.

El nacimiento de células nuevas, se ha comprobado existe en una zona de la estructura del cerebro, llamada hipocampo y también alrededor de los ventrículos laterales llenos de líquido cefalorraquídeo, con la consecuencia de que una vez generadas migran a otras partes del encéfalo.

El hipocampo es una estructura que pertenece, por una parte al sistema límbico y por otra, a la arquicorteza, componiendo junto al subículo y el giro dentado la formación hipocampal. Al igual que el resto de la corteza cerebral es una estructura pareada, con dos mitades que son imágenes especulares en ambos hemisferios cerebrales.

Aunque tuvo origen en una estructura del cerebro de los vertebrados conocida con el nombre de “palio”, que comprendía funciones olfativas, en el actual diseño en los mamíferos desempeña principalmente funciones importantes para la memoria y el manejo del espacio.

El hipocampo actúa como bisagra entre las experiencias presentes y la memoria, siendo fundamental en la formación de recuerdos y el aprendizaje, puede entonces, lograr una mayor capacidad para unir pasado y presente, adaptarse a un entorno partiendo de conocimientos previos.

Los ventrículos laterales forman parte del sistema ventricular en el que circula el líquido cefalorraquídeo, éste se forma en ellos y es llevado a través de la medula espinal hasta las granulaciones aracnoideas donde es absorbido, lo que resulta muy adecuado en caso de migración de las nuevas neuronas.

Las neuronas son difíciles de estudiar, como todo los elementos a nivel celular, este descubrimiento también lo es, se sabe que aparecen nuevas neuronas pero aún se desconoce a detalle bajo que circunstancias, tampoco se sabe con exactitud la forma en que se incorporan a la función cerebral, sin embargo, se puede concluir que el nacimiento de nuevas células nerviosas cooperaran en la capacidad del cerebro para adaptarse a nuevas experiencia y cambiar con el tiempo.

Pueden las nuevas células compensar las pérdidas neuronales debidas a los efectos de la vida cotidiana, los golpes, las adicciones, por ejemplo al cigarro o al alcohol, tener una dieta inadecuada y un largo etcétera.

La neurogénesis se ha comprobado científicamente y ahora sabemos que ocurre cuando las células madre, un tipo especial de célula que se encuentra en el giro dentado, el hipocampo y, posiblemente, en la corteza pre-frontal, se divide en dos células: una célula madre y una célula que se convertirá en una neurona totalmente equipada, con axones y dendritas. Luego, estas nuevas neuronas migran a diferentes áreas (incluso distantes entre sí) del cerebro, donde son requeridas, permitiendo de esta forma que el cerebro mantenga su capacidad neuronal.  

Se sabe que tanto en los animales como en los humanos la muerte súbita neuronal (por ejemplo después de una apoplejía) es un potente disparador para la neurogénesis.

El declive neurobiológico que acompaña al envejecimiento está pertinentemente documentado en las investigaciones y explica la causa por la cual los ancianos obtienen peores resultados que los jóvenes en las pruebas de rendimiento neurocognitivo.

Sorprendentemente, no todos los ancianos presentan un menor rendimiento, algunos logran hacerlo tan bien como sus contrapartes más jóvenes. Esta diferencia inesperada del rendimiento de un subgrupo de individuos de la misma edad ha sido científicamente investigada, descubriéndose que al procesar la nueva información los ancianos con un mayor rendimiento utilizan las mismas regiones del cerebro que utilizan los jóvenes, pero también hacen uso de algunas otras que ni los jóvenes ni el resto de ancianos utilizan.

Sinapsis Neuronal, tomada de Alef

Los investigadores han reflexionado sobre esta explotación de las regiones del cerebro en los ancianos con mayor rendimiento y en general han llegado a la conclusión de que la utilización de nuevos recursos cognitivos refleja una estrategia de compensación.

En presencia de déficits relacionados con la edad y la disminución de la plasticidad sináptica que acompañan al envejecimiento, el cerebro, una vez más, pone de manifiesto su plasticidad para reorganizar sus redes neurocognitivas.

Los estudios demuestran que el cerebro llega a esta solución funcional a través de la activación de otras vías nerviosas, activándose así más a menudo las regiones en ambos hemisferios (lo que sólo ocurre en personas más jóvenes).

Un nuevo aprendizaje se produce de muchas formas, por muchas razones y en cualquier momento, a lo largo de nuestra vida. Por ejemplo, los niños adquieren nuevos conocimientos en grandes cantidades, produciéndose cambios cerebrales significativos en esos momentos de aprendizaje intensivo.

Este nuevo aprendizaje también puede surgir por la presencia de un daño neurológico sobrevenido, por ejemplo a través de lesiones o de un accidente cerebrovascular, cuando las funciones soportadas por un área cerebral dañada se deterioran, y se deben aprender otra vez. La necesidad de adquirir conocimientos nuevos continuamente puede ser intrínseco a la persona y quizás esté guiada por su sed de conocimiento. La multiplicidad de las circunstancias para que se ocasione un nuevo aprendizaje, nos hace preguntarnos si el cerebro va a cambiar cada vez que se aprende algo. La investigación sugiere que esto no es así. Parece que el cerebro adquirirá nuevos conocimientos, y por lo tanto actualizará su potencial para la plasticidad, si el nuevo aprendizaje conlleva una mejora de comportamiento.

El cerebro adquirirá nuevos conocimientos, actualizando su potencial para la plasticidad, si ello trae implícito una mejora en el comportamiento; el nuevo aprendizaje tiene que ser un comportamiento pertinente y necesario. Por ejemplo, el nuevo aprendizaje que asegura la supervivencia será integrado por el organismo y adoptado como una conducta apropiada. Como resultado de ello, el cerebro se habrá modificado. Tal vez lo más importante sea el grado en que una experiencia de aprendizaje resulte gratificante. Por ejemplo, aprender utilizando juegos interactivos es especialmente útil para potenciar la plasticidad cerebral.

Se ha demostrado que esta forma de aprendizaje incrementa la actividad del córtex prefrontal (PFC). Además, en este contexto de oferta de incentivos, es positivo tratar de jugar con el refuerzo y la recompensa, como se ha hecho tradicionalmente.

A pesar de los grandes avances obtenidos en el estudio del cerebro humano, este órgano, no ha podido ser despojado de su complejidad y de los misterios que encierra a la vista actual de la ciencia, sabemos que se conoce una parte aún minúscula del mismo y sus capacidades. La neurogénesis abre un terreno novedoso para la investigación, en breve se sabrán más cosas sobre el tema, lo que le hará progresar a niveles nunca antes experimentados.