Un estudio publicado en Nature reconstruye, célula a célula, cómo evoluciona la corteza prefrontal desde el nacimiento hasta la vejez. El análisis ha permitido identificar cómo cambian los diferentes tipos celulares y sus patrones de actividad génica a lo largo de casi un siglo de vida.
La corteza prefrontal es una de las regiones del cerebro dedicadas al control de la planificación, la toma de decisiones, la resolución de problemas, el control de impulsos o la regulación emocional. Ahora, un equipo internacional del consorcio PsychAD ha elaborado uno de los mapas más detallados hasta ahora de cómo evolucionan las células de esta región cerebral. Los investigadores han analizado muestras de la corteza prefrontal dorsolateral de 284 personas de entre 0 y 97 años y han estudiado qué genes están activos en cada uno de los principales tipos celulares. El resultado es un atlas de más de un millón de células que permiten seguir las "trayectorias" moleculares de las neuronas y las células gliales (las células que las acompañan y les dan soporte) durante el desarrollo, la edad adulta y el envejecimiento.
La importancia de este trabajo no es solo saber cómo cambia el cerebro con la edad, sino poder ver qué pasa con cada uno de los tipos de células que lo forman. Durante la infancia y la adolescencia, los investigadores observan cambios intensos relacionados con el desarrollo cerebral, la formación y la remodelación de las conexiones neuronales y la gliogénesis. Después, estos patrones moleculares parecen entrar en una etapa de relativa estabilidad. De hecho, el estudio identifica un punto de inflexión alrededor de los 24 años. A partir de esta edad, la composición y los patrones de expresión génica de la mayoría de los subtipos de neuronas y células gliales analizados se mantienen relativamente estables. Esto sugiere que hacia los 24 años muchas de las poblaciones celulares de la corteza prefrontal han completado una etapa importante de su maduración.
El atlas muestra también que el envejecimiento cerebral no afecta de la misma manera a todas las células. Durante la vejez, los cambios más importantes se producen especialmente en las células gliales como los astrocitos, los oligodendrocitos y la microglía, que tienen funciones esenciales de soporte, mantenimiento y defensa del cerebro. Esto apunta a enfocar la investigación en estas células si queremos averiguar las claves del envejecimiento cerebral. Los investigadores también observaron cambios en los ritmos circadianos. Después de los 60 años, la fuerte sincronización del reloj circadiano de las neuronas durante la edad adulta se va perdiendo, mientras que algunas poblaciones gliales y de microglía desarrollan nuevos patrones relacionados con el estrés celular.
Este estudio se enmarca en una línea de investigación más amplia que busca precisamente describir con cada vez más detalle las células y los circuitos que forman el cerebro. En este contexto, forma parte del impulso de la BRAIN Initiative, el proyecto estadounidense sobre el cerebro que se puso en marcha en 2013 durante la presidencia de Barack Obama. La iniciativa ha continuado desarrollándose a pesar de los cambios de gobierno y el contexto político de los Estados Unidos. Para Rafael Yuste, profesor de la Universidad de Columbia y uno de los impulsores del proyecto BRAIN en declaraciones a Science Media Center, defiende que "caracterizar los diferentes tipos de células del cerebro es esencial para entender cómo funcionan los circuitos neuronales".
Cabe destacar, sin embargo, que este estudio está hecho con muestras que proceden de tejido cerebral post mortem, y por lo tanto describe asociaciones entre edad, tipo celular y actividad de los genes, pero no puede demostrar relaciones de causa y efecto. Pero como explica Marta Nieto, líder del grupo de investigación del Desarrollo de la Corteza Cerebral en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) a Science Media Center "Esto no resta valor al trabajo, al contrario, la amplitud y la calidad de los datos convierten este atlas en un excelente punto de partida para orientar muchas de las preguntas que la investigación sobre el envejecimiento cerebral deberá intentar responder en los próximos años".