"Cuando perdemos neuronas"

Hay semanas difíciles en que la realidad se impone, implacable y triste. Esta semana he perdido a mi referente profesional más importante, mi mentora y amiga. Una persona lúcida, con energía incansable, que creía en los compromisos y el trabajo bien hecho. Creo que a ella le habría gustado comentar este artículo del que ahora os hablaré mientras me invitaba a un café en su despacho. Seguro que habría añadido alguno de sus ocurrentes comentarios.

No sé si os habéis preguntado alguna vez qué sucede en nuestro cerebro cuando perdemos neuronas. La pérdida de neuronas en el adulto —si no hay una enfermedad neurodegenerativa— no es muy elevada, de un pequeño porcentaje de las neuronas totales en décadas, sin embargo, así como otros órganos y tejidos cuentan con células madre que sustituyen las células envejecidas o muertas, la neurogénesis en el sistema nervioso de los humanos adultos es muy limitada. A pesar de ir perdiendo neuronas, el cerebro y sus funciones corticales (cognitivas, sensoriales y de memoria) son bastante resilientes. Esta resiliencia funcional se ha atribuido a la existencia de redes neuronales redundantes, es decir, que para hacer la misma función tendríamos varias neuronas conectadas haciendo el mismo trabajo y así, cuando fallara una, nos quedaría la otra. Aunque parecería un dispendio innecesario ir duplicando redes para cada función. En biología, raramente la solución a un problema es única, y hace muy poco se ha publicado un artículo en Nature Neuroscience que demuestra un proceso homeostático que permitiría reorganizar una red neuronal implicada en la percepción auditiva reclutando neuronas próximas que no estaban implicadas para reanudar la función que había quedado dañada por la pérdida de las neuronas inicialmente conectadas. De esta manera, las neuronas recientemente incorporadas compensan la pérdida y mantienen la integridad de la red original.

El cerebro está organizado en diferentes zonas que procesan inputs diferentes. Esta conectividad neuronal no es azarosa, se ha entrenado, y además, se ubica en zonas concretas. Sabemos que hay zonas del córtex encargadas de la percepción visual, auditiva u olfativa, con redes de neuronas conectadas que se activan ante estímulos concretos. Es como si nuestro cerebro tuviera un mapa representacional de la realidad, un mapa neuronal para el sentido del oído y otro para el sentido de la vista, y así sucesivamente..., y cuando dos estímulos se parecen mucho, son procesados por la misma región del mapa. Este mapa representacional depende de las neuronas que lo conforman y se conectan, sin embargo, ¿qué pasa con estos mapas de redes del cerebro con el envejecimiento, cuando vamos perdiendo neuronas?

La dinámica de la red neuronal está por encima de las respuestas de las neuronas individuales

En este artículo que os menciono, los investigadores hacen ensayos electrofisiológicos muy precisos en córtex auditivo de ratón. Después de dos semanas de entrenamiento con una serie de sonidos, los investigadores estudiaron cómo se establecían las conexiones neuronales, es decir, qué neuronas se activaban y en qué zona del cerebro de estos ratones. A lo largo de los días, las neuronas individuales respondían un poco diferente, pero el mapa (es decir, el resultado de la red neuronal) era muy estable. Una vez establecida la red de percepción de los sonidos (en torno a unas 10.000 neuronas conectadas y mapeadas), los investigadores eliminaron de forma muy cuidadosa y mediante láser (se llama microablación) un pequeño número de neuronas dentro de la red, en torno a 30-40, lo que representa un 3% de las neuronas estudiadas. Inicialmente, la percepción de los sonidos en esta zona se vio muy afectada, pero al cabo de tres días, la red y la percepción del sonido volvía a estar totalmente recuperada. ¿Cómo se podía explicar esta resiliencia funcional del mapa representacional? Al lado de las neuronas conectadas, también había de no implicadas en el procesamiento de los sonidos, sin embargo, al faltar las que se habían conectado a la red inicial, estas neuronas accesorias eran reclutadas para formar parte de la red y reforzarla. Estas neuronas no eran importantes para la red inicial, ya que, si estas eran las eliminadas por la microablación, la red inicial no se veía perjudicada y funcionaba plenamente, por tanto, habían sido reclutadas después de eliminar las neuronas conectadas inicialmente. Este fenómeno se llama plasticidad neuronal, e implica que unas neuronas que no estaban involucradas en una red pueden ser reclutadas cuando hacen falta y se conectan correctamente, recuperando la funcionalidad de aquella zona. Eso también demuestra que no es tan importante el número de neuronas que has perdido, sino que lo que importa es la conectividad de las que restan, y también demuestra que la dinámica de la red neuronal está por encima de las respuestas de las neuronas individuales.

En otra serie de ensayos, los investigadores determinan el papel de dos tipos neuronales diferentes, las neuronas excitatorias y las inhibitorias. A pesar de solo representar un 10% de las neuronas totales, las neuronas inhibitorias son necesarias para la plasticidad neuronal, y eran las principales responsables de que la red fuera lo bastante plástica y fuera capaz de reclutar otras neuronas.

Estos resultados son muy interesantes si también se aplican a otros mapas representacionales del cerebro implicados en funciones cognitivas, puesto que permitiría diseñar nuevas estrategias terapéuticas contra la neurodegeneración. Cuando las personas presentan los primeros síntomas de Alzheimer, por ejemplo, la pérdida neuronal ya es extensiva, pero el proceso de pérdida se inició mucho antes. Mientras las redes neuronales cognitivas y de memoria del neocórtex pueden reclutar otras neuronas para realizar el mismo trabajo que las neuronas envejecidas y muertas, se puede mantener la función, pero quizás cuando la pérdida de neuronas afecta a las neuronas inhibitorias, la consecuente disminución de la plasticidad neuronal disminuye progresivamente la resiliencia de la red, debido a la incapacidad de reclutar nuevas neuronas. Este podría ser un innovador foco de investigación para combatir los defectos cognitivos asociados al envejecimiento y a enfermedades neurodegenerativas.