Neurocientíficos descubren que una lesión cerebral modifica las conexiones entre células nerviosas
Científicos de la Universidad de California en Irvine (Estados Unidos) han descubierto que una lesión en una parte del cerebro modifica las conexiones entre las células nerviosas de todo el cerebro.
Los supervivientes de una lesión cerebral traumática (LCT) pueden vivir con discapacidades físicas, cognitivas y emocionales de por vida. En la actualidad, no existen tratamientos. Uno de los mayores retos para los neurocientíficos ha sido comprender plenamente cómo una LCT altera la interacción entre diferentes células y regiones del cerebro.
En este estudio, publicado en la revista científica Nature Communications , los investigadores mejoraron un proceso llamado iDISCO, que utiliza disolventes para hacer transparentes las muestras biológicas. El proceso deja un cerebro totalmente intacto que puede ser iluminado con láseres y visualizado en 3D con microscopios especializados.
Con los procesos de limpieza del cerebro mejorados, el equipo mapeó las conexiones neuronales de todo el cerebro. Los investigadores se centraron en las conexiones de las neuronas inhibidoras, ya que estas neuronas son extremadamente vulnerables a la muerte tras una lesión cerebral.
El equipo examinó primero el hipocampo, una región del cerebro responsable del aprendizaje y la memoria. A continuación, investigaron el córtex prefrontal, una región cerebral que trabaja conjuntamente con el hipocampo. En ambos casos, las imágenes mostraron que las neuronas inhibidoras obtienen muchas más conexiones de las células nerviosas vecinas después de una LCT, pero se desconectan del resto del cerebro.
«Hace tiempo que sabemos que la comunicación entre las distintas células cerebrales puede cambiar de forma muy drástica después de una lesión. Pero, hasta ahora, no habíamos podido ver lo que ocurre en todo el cerebro», afirma el doctor Robert Hunt, líder de la investigación.
Para ver de cerca las conexiones cerebrales dañadas, Hunt y su equipo idearon una técnica para invertir el procedimiento de limpieza y sondear el cerebro con enfoques anatómicos tradicionales.
Los resultados mostraron sorprendentemente que las largas proyecciones de las células nerviosas distantes seguían presentes en el cerebro dañado, pero ya no formaban conexiones con las neuronas inhibidoras.
«Parece que todo el cerebro está siendo cuidadosamente recableado para adaptarse al daño, independientemente de que haya habido o no una lesión directa en la región. Pero es probable que diferentes partes del cerebro no estén trabajando juntas tan bien como lo hacían antes de la lesión», explica Alexa Tierno, coprimera autora del estudio.
Los investigadores quisieron entonces determinar si era posible que las neuronas inhibidoras se reconectaran con regiones cerebrales distantes. Para averiguarlo, Hunt y su equipo trasplantaron nuevas interneuronas en el hipocampo dañado y mapearon sus conexiones, basándose en las investigaciones anteriores del equipo que demostraban que el trasplante de interneuronas puede mejorar la memoria y detener las convulsiones en ratones con LCT.
Las nuevas neuronas recibieron conexiones adecuadas de todo el cerebro. Aunque esto podría significar que es posible incitar al cerebro lesionado a reparar estas conexiones perdidas por sí mismo, Hunt dijo que aprender cómo se integran las interneuronas trasplantadas en los circuitos cerebrales dañados es esencial para cualquier intento futuro de utilizar estas células para la reparación del cerebro.
«Nuestro estudio es una adición muy importante a nuestra comprensión de cómo los progenitores inhibidores pueden un día ser utilizados terapéuticamente para el tratamiento de LCT, epilepsia u otros trastornos cerebrales. Algunas personas han propuesto que el trasplante de interneuronas podría rejuvenecer el cerebro mediante la liberación de sustancias desconocidas para impulsar la capacidad regenerativa innata, pero estamos descubriendo que las nuevas neuronas realmente se están incorporando al cerebro», apunta Hunt.
