Percepción y memoria son dos elementos claves de cerebro que deben ser entendidos para poder tratar diferentes patologías cerebrales. “Cómo el cerebro percibe el mundo y genera recuerdos” fue el título del debate organizado por Fundación “la Caixa” para desgranar algunas de estas claves de la mano de dos investigadores punteros en la materia: Guillermina López-Bendito (CSIC) y Josep Dalmau (Hospital Clínic de Barcelona).
“Por supuesto que las emociones afectan a la percepción. Nuestro estado de ánimo influye en cómo estamos de atentos a lo que sucede a nuestro alrededor. El cerebro recibe millones de informaciones sensoriales por segundo, pero solo somos conscientes de algunas de ellas”. Profesora de investigación del CSIC e investigadora principal del Grupo de Desarrollo, Plasticidad y Regeneración de los Circuitos Talamocorticales del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC, Guillermina López-Bendito ilustraba esta afirmación con un ejemplo: “Si en un momento de huida nos preguntan por el color de la camiseta de la persona que nos perseguía probablemente no lo sepamos. Eso no significa que no la hayamos visto. La atención estaba en otras respuestas, motoras, por ejemplo”.
La gran pregunta
El argumento servía a la investigadora para entrar de lleno en una pregunta “fundamental para su laboratorio y para la neurociencia en general”: ¿Cómo se forman los circuitos sensoriales? “Nos fascina la complejidad de todo ese ‘cableado’ neuronal del cerebro. Sabemos cosas importantes, sobre todo que se forma de manera muy temprana, durante el desarrollo prenatal y, por lo tanto, sin apenas estímulo sensorial”.
López-Bendito aseguraba que controlar los códigos que dirigen esa conectividad cerebral es uno de los mayores retos a los que se enfrenta la neurociencia desde hace décadas. “Entender cómo se localizan, nacen o se conectan 50.000 millones de neuronas durante toda la vida es complicado. Hemos avanzado mucho en comprender los mecanismos básicos”.
La investigadora del CSIC detallaba que, en estos años, han prestado especial atención al análisis funcional de la actividad de las neuronas. “Existen muchos métodos para localizarlas y estudiar sus conexiones. Pensamos que la clave pasa por indagar en cómo ‘hablan’ entre ellas. Entendemos que en el lenguaje de las neuronas habita codificada mucha información que necesitamos para seguir avanzando”. En su laboratorio trabajan para ver a las neuronas en acción. “Observamos cómo se activan neuronas y circuitos neuronales ante un comportamiento específico o por qué un estímulo provoca una respuesta motora o sensorial determinada”, añade Guillermina López-Bendito.
Entender el cerebro y sus enfermedades
En todo este trabajo investigador, la experta señala al tálamo cerebral como uno de sus grandes ‘aliados’. “Es donde centramos la investigación en nuestro laboratorio. El tálamo actúa como un repetidor de la información sensorial. Todo pasa por él, es el último eslabón y es increíble que se forme antes de nuestro nacimiento. Eso quiero decir que hay mecanismos intrínsecos, al margen del ambiente, que provocan que el cableado neuronal se estructure correctamente. Entender esto nos ha ocupado años”.
Dentro de un proyecto apoyado por Europa, López-Bendito y su equipo buscan determinar si el cableado neuronal se genera con una identidad sensorial o si ésta se adquiere durante la vida. “Es un asunto primordial no sólo por cuestiones de procesamiento o percepción sensorial. Nos puede capacitar para identificar ventanas de vulnerabilidad donde intervenir ante posibles fallos en la formación de las conexiones. Sabemos que estos déficits están relacionados con el desarrollo de enfermedades como la dislexia, la epilepsia o el autismo”.
Sinfonía cerebral
Además de estas patologías ligadas a la mala generación de estructuras, Guillermina López-Bendito indicaba que han puesto el foco en definir la actividad primaria de las neuronas. “Tratamos de descifrar patrones cuando se forman el cerebro y las conexiones neuronales comienza la que llamamos sinfonía cerebral. Unas neuronas se activan en ciertas regiones y con cierta frecuencia. Concluimos que existe una correlación entre ese patrón de activación y problemas que se descubren más tarde en niños y niñas. Por eso medimos la actividad cerebral en bebés prematuros. Nos da pistas acerca de si su cerebro se está ensamblando correctamente o no”.
En su laboratorio también descubrieron la configuración prenatal del sentido del tacto. “Nuestras neuronas son capaces de discernir entre un dedo y otro”. La incógnita la despejaron estudiando roedores. “Sus bigotes cumplen una misión similar a nuestros dedos; los usan para diferenciar texturas u obtener información ambiental”. Con una tecnología novedosa registraron actividad neuronal en embriones de ratones. “Cuando tocábamos los bigotes, activábamos circuitos que ya estaban ahí. Es un hecho relevante que modifica el enfoque sobre la formación de los sentidos y los mapas sensoriales. Aseguramos que están especificados desde etapas muy tempranas”.
El proyecto junto a Fundación "la Caixa"
Con la ayuda de Fundación ‘la Caixa’, el laboratorio de Guillermina López-Bendito en el Instituto de Neurociencias de Alicante reprograma astrocitos en neuronas sensoriales. Los astrocitos son un tipo de células gliales con forma de estrella cuya función es dar soporte anatómico y funcional a las neuronas presentes en todo el cerebro y en gran número.
Hace dos años descubrieron que los astrocitos contienen información; una memoria de su origen que comparten con las neuronas al originarse en la misma célula madre. Es memoria ‘territorial’ la usan para reprogramar astrocitos en neuronas sensoriales específicas en casos de privación sensorial, algo que ya han conseguido con éxito in vitro.
“Si perdemos un órgano de sentidos en etapas tempranas, perdemos también neuronas, no solo de la retina, por ejemplo, sino a nivel central, en el tálamo y circuitos centrales”, explicaba la investigadora. “Si en algún momento somos capaces de restaurar o sustituir ese órgano, los circuitos deben funcionar a nivel central, por eso es importante la reprogramación”.
López-Bendito concluía aludiendo a la capacidad de adaptación del cerebro ante una pérdida sensorial. “No significa que genere nuevas neuronas, sino que adapta sus circuitos. En una persona ciega, por ejemplo, se dan plasticidades específicas compensatorias. Sabemos qué ocurre, pero no los mecanismos para que suceda. Eso estudiamos. Creemos que la función del tálamo, nuevamente, resulta fundamental”.
