Las estrellas del cerebro
El desafío es mayúsculo: conocer cómo se transmite la información en el cerebro, hacerlo en tiempo real y observarlo casi como un reality. En este sentido, equipos de distintas universidades de Estados Unidos, junto con un científico argentino, llevaron adelante una investigación que hizo foco en los astrocitos, un tipo de célula cerebral cuyo rol era menospreciado hasta no hace mucho tiempo.
Sobre nuestros hombros, llevamos a cuestas un universo por descubrir. Lo curioso es que allí reside también la brújula, los mapas y todos los elementos necesarios que guían en esta travesía. La ciencia no para de pensar en cómo descifrar qué pasa por nuestras cabezas, y lo hace, apoyándose en ella. En este genial rompecabezas acaban de enlazarse nuevas piezas, en una investigación realizada por diversos centros académicos de Estados Unidos, con la participación de Argentina, a través de Exactas UBA.
“Es un grupo de investigación de Estados Unidos, formado fundamentalmente por biólogos, que estudian cómo se transmite la información a nivel celular en neuronas, y en células del cerebro que están un poco olvidadas: las células de la glía. Este equipo nos contactó para que le hagamos los compuestos necesarios para liberar neurotransmisores y, de este modo, poder hacer una simulación interna de como una neurona se comunica con otra”, sintetiza, el doctor en Química, Roberto Etchenique, profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires.
¿Cómo se transfiere información en el cerebro? ¿Qué sector se contacta con otro? ¿Cuáles son las transformaciones que ocurren allí con esa información que empieza moverse a lo largo del tejido nervioso? No solo respondieron parte de estas preguntas, sino que pudieron observar el proceso en tiempo real, casi como si fueran espectadores de un reality, con resultados que acaban de ser publicados en Nature.
Hace relativamente poco la glía comenzó a estudiarse mejor y se empezó a comprender que su papel era bastante más importante en el procesamiento que efectúa junto con las neuronas.
Por un momento, lograron espiar el cerebro en vivo y en directo. “Es lo que se llama tocar el piano cerebral. Se trata de tocar una nota, una pieza del cerebro, y ver cómo suena. Luego se hace lo propio con otra. Y así se va viendo qué ocurre”, compara Etchenique, investigador del CONICET, quien fue convocado por Kira Poskanzer, de la Universidad de California en San Francisco, coordinadora del grupo de trabajo. (Ver recuadro)
Universo glía
A pesar de su nombre estelar que se debe a su forma de estrella, los astrocitos o células gliales fueron opacados por muchos años por sus compañeras, las neuronas, que acapararon todas las miradas científicas. “Durante mucho tiempo se creyó que las glías eran como un tejido de sostén para mantener las neuronas en su lugar, se las veía como auxiliares”, recuerda Etchenique.
Roberto Etchenique. Fotografía: Luiza Cavalcante
A renglón seguido, el especialista ejemplifica con algunas de las tareas que realiza a diario la mente. “Desde el interior del organismo, a través de un pensamiento, un sentimiento o una emoción, o desde el exterior, por medio de los sentidos, el cerebro procesa la información que recibe y termina dando algún tipo de output, como mover un brazo para matar un mosquito o interpretar en forma de imagen los pixeles de la retina del ojo. Toda esta actividad se le atribuyó por años a las neuronas. Hace relativamente poco, en las últimas décadas, -señala- la glía comenzó a estudiarse mejor, y se empezó a comprender que su papel era bastante más importante en el procesamiento que efectúa junto con las neuronas. No eran nada más que unas células para sostener las neuronas”.
Recuperado el protagonismo, los astrocitos fueron un mundo atractivo para explorar, en este caso en animales, en ratones de laboratorio. “En este trabajo se le dio información a la glía a través de compuestos enjaulados, que diseñamos en el laboratorio y que liberan un neurotransmisor al ser iluminados. La glía interpreta que es una neurona u otra célula glial que le envió esa información y empieza a procesarla. De este modo, se puede engañar al circuito e ir viendo cómo se transmite la información a nivel celular en el cerebro”, indica.
El equipo pudo observar en tiempo real qué le ocurre a la glía ante ciertos neurotransmisores, qué sector tiene actividad, cuál no y cuánto tiempo tarda en procesar la información.
En primera fila, el equipo de ciencia pudo observar en tiempo real qué le ocurre a la glía ante ciertos neurotransmisores, qué sector tiene actividad y cuál no, cuánto tiempo tarda en procesar la información, la ubicación espacial que presenta dentro del cerebro, y con cuáles otras células están conectadas.
“Esto permite monitorear qué ocurre en células únicas y en un ensamble de células cuando son activadas por un neurotransmisor. Como si fuera un video, uno se pone a mirar inmediatamente, todas las transformaciones que ocurren allí con esa información, que empieza moverse a lo largo del tejido nervioso”, describe.
Esto de manipular a nivel celular el tejido nervioso es solo el comienzo de un largo camino. “Recién se dan los primeros pasos en esto de conocer cómo es que funciona el cerebro. Eso tiene aplicaciones directas y simples que se verán pronto. Muchas ya se observan a nivel tecnológico, por ejemplo, gente que perdió la posibilidad de mover algún sector del cuerpo, puede controlar una computadora con la mente. Eso ya existe, es muy tosco, pero se basa en este tipo de investigación, en saber cómo uno puede comunicarse con el cerebro, y qué hace cada parte del cerebro”, concluye.
El equipo
Michelle Cahill, Max Collard, Vincent Tse, Michael Reitman, Roberto Etchenique, Christoph Kirst, bajo la coordinación de Kira Poskanzer son autores del trabajo publicado en Nature. Y pertenecen a distintos centros académico: Department of Biochemistry & Biophysics, Universidad de California, San Francisco, Estados Unidos; Neuroscience Graduate Program, Universidad de California, San Francisco; Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, INQUIMAE, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, CONICET; Department of Anatomy, Universidad de California, San Francisco; Kavli Institute for Fundamental Neuroscience, San Francisco, y Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley.
