"Quan perdem neurones"

Hi ha setmanes difícils en què la realitat s’imposa, implacable i trista. Aquesta setmana he perdut el meu referent professional més important, la meva mentora i amiga. Una persona lúcida, amb energia incansable, que creia en els compromisos i el treball ben fet. Crec que a ella li hauria agradat comentar aquest article del qual ara us parlaré mentre em convidava a un cafè al seu despatx. Segur que hi hauria afegit algun dels seus ocurrents comentaris.

No sé si us heu preguntat mai què succeeix al nostre cervell quan perdem neurones. La pèrdua de neurones en l’adult —si no hi ha una malaltia neurodegenerativa— no és gaire elevada, d’un petit percentatge de les neurones totals en dècades, però, així com altres òrgans i teixits compten amb cèl·lules mare que substitueixen les cèl·lules envellides o mortes, la neurogènesi en el sistema nerviós dels humans adults és molt limitada. Tot i anar perdent neurones, el cervell i les seves funcions corticals (cognitives, sensorials i de memòria) són força resilients. Aquesta resiliència funcional s’ha atribuït a l’existència de xarxes neuronals redundants, és a dir, que per a fer la mateixa funció tindríem diverses neurones connectades fent la mateixa feina i així, quan en fallés una, ens quedaria l’altra. Tot i que semblaria un dispendi innecessari anar duplicant xarxes per a cada funció. En biologia, rarament la solució a un problema és única, i fa molt poc s’ha publicat un article a Nature Neuroscience que demostra un procés homeostàtic que permetria reorganitzar una xarxa neuronal implicada en la percepció auditiva tot reclutant neurones properes que no hi estaven implicades per reprendre la funció que havia quedat malmesa per la pèrdua de les neurones inicialment connectades. D’aquesta manera, les neurones recentment incorporades compensen la pèrdua i mantenen la integritat de la xarxa original.

El cervell està organitzat en diferents zones que processen inputs diferents. Aquesta connectivitat neuronal no és atzarosa, s’ha entrenat, i a més, s’ubica en zones concretes. Sabem que hi ha zones del còrtex encarregades de la percepció visual, auditiva o olfactiva, amb xarxes de neurones connectades que s’activen davant estímuls concrets. És com si el nostre cervell tingués un mapa representacional de la realitat, un mapa neuronal per al sentit de l’oïda i un altre per al sentit de la vista, i així successivament…, i quan dos estímuls s’assemblen molt, són processats per la mateixa regió del mapa. Aquest mapa representacional depèn de les neurones que el conformen i es connecten, però, què passa amb aquests mapes de xarxes del cervell amb l’envelliment, quan anem perdent neurones? 

La dinàmica de la xarxa neuronal està per damunt de les respostes de les neurones individuals

En aquest article que us menciono, els investigadors fan assajos electrofisiològics molt precisos en còrtex auditiu de ratolí. Després de dues setmanes d’entrenament amb un seguit de sons, els investigadors van estudiar com s’establien les connexions neuronals, és a dir, quines neurones s’activaven i en quina zona del cervell d’aquests ratolins. Al llarg dels dies, les neurones individuals responien una mica diferent, però el mapa (és a dir, el resultat de la xarxa neuronal) era molt estable. Un cop establerta la xarxa de percepció dels sons (al voltant d’unes 10.000 neurones connectades i mapades), els investigadors van eliminar de forma molt curosa i mitjançant làser (se’n diu microablació) un petit nombre de neurones dins la xarxa, al voltant de 30-40, el que representa un 3% de les neurones estudiades. Inicialment, la percepció dels sons en aquesta zona es va veure molt afectada, però al cap de tres dies, la xarxa i la percepció del so tornava a estar totalment recuperada. Com es podia explicar aquesta resiliència funcional del mapa representacional? Al costat de les neurones connectades, també n'hi havia de no implicades en el processament dels sons, però, en faltar les que s’havien connectat a la xarxa inicial, aquestes neurones accessòries eren reclutades per formar part de la xarxa i reforçar-la. Aquestes neurones no eren importants per a la xarxa inicial, ja que, si aquestes eren les eliminades per la microablació, la xarxa inicial no es veia perjudicada i funcionava plenament, per tant, havien sigut reclutades després d’eliminar les neurones connectades inicialment. D’aquest fenomen se’n diu plasticitat neuronal, i implica que unes neurones que no estaven involucrades en una xarxa poden ser reclutades quan fan falta i es connecten correctament, recuperant la funcionalitat d’aquella zona. Això també demostra que no és tan important el nombre de neurones que has perdut, sinó que el que importa és la connectivitat de les que resten, i també demostra que la dinàmica de la xarxa neuronal està per damunt de les respostes de les neurones individuals.

En un altre seguit d’assajos, els investigadors determinen el paper de dos tipus neuronals diferents, les neurones excitatòries i les inhibitòries. Tot i només representar un 10% de les neurones totals, les neurones inhibitòries són necessàries per a la plasticitat neuronal, i eren les principals responsables que la xarxa fos prou plàstica i fos capaç de reclutar altres neurones.

Aquests resultats són molt interessants si també s’apliquen a altres mapes representacionals del cervell implicats en funcions cognitives, ja que permetria dissenyar noves estratègies terapèutiques contra la neurodegeneració. Quan les persones presenten els primers símptomes d’Alzheimer, per exemple, la pèrdua neuronal ja és extensiva, però el procés de pèrdua es va iniciar molt abans. Mentre les xarxes neuronals cognitives i de memòria del neocòrtex poden reclutar altres neurones per a fer la mateixa feina que les neurones envellides i mortes, es pot mantenir la funció, però potser quan la pèrdua de neurones afecta les neurones inhibitòries, la disminució conseqüent de la plasticitat neuronal minva progressivament la resiliència de la xarxa, a causa de la incapacitat de reclutar noves neurones. Aquest podria ser un innovador focus de recerca per a combatre els defectes cognitius associats a l’envelliment i a malalties neurodegeneratives.