Colisiones neuronales al azar generan diferencias entre sujetos

Investigadores del Instituto de Neurociencias de Alicante, de la Universidad Miguel Hernández de Elche y el CSIC, han demostrado que colisiones al azar entre neuronas del cerebro en desarrollo dan lugar a una organización ordenada de las mismas en ausencia de señales que guíen su destino.

Enrique Mezquita. Valencia | dmredaccion@diariomedico.com | 19/03/2013 00:00

Hasta hace poco, los especialistas creían que la distribución de las neuronas en la corteza cerebral durante el periodo de migración venía determinada exclusivamente por la expresión de ciertos genes, cuyos productos se encargaban de servir de guía a las neuronas por el camino a su destino final.

Sin embargo, investigadores del Instituto de Neurociencias de Alicante, de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han demostrado que colisiones al azar entre neuronas del cerebro en desarrollo dan lugar a una organización ordenada de las mismas en ausencia de señales que guíen su destino.

Un estudio sugiere que en las divergencias entre individuos no sólo influye la genética

Este hallazgo, publicado en Neuron, podría ser clave para explicar las diferencias individuales en la organización del cerebro en miembros de una misma especie y sus variaciones en la agudeza sensorial y capacidad motora.

Para llegar a esta conclusión, el grupo dirigido por Óscar Marín se ha centrado en el comportamiento de las células de Cajal-Retzius, un tipo de neuronas que se generan muy temprano en el cerebro embrionario. La elección de estas células se basó en que juegan un papel clave en el desarrollo de la corteza cerebral, ya que su colocación parece ser fundamental para que el resto de las neuronas de la corteza se distribuyan en matrices ordenadas, que forman capas horizontales y columnas verticales.

Modalidad sensorial
Además, esta organización es primordial para que las áreas funcionales de la corteza cerebral, que son poblaciones de neuronas especializadas en procesar información de determinada modalidad sensorial (como la vista o el tacto) o motora, puedan interpretarla de forma eficaz.

Según ha explicado Marín a Diario Médico, realizaron experimentos de videomicroscopia en tiempo real en embriones de ratones vivos y en cultivos celulares para analizar el comportamiento de las células de Cajal-Retzius durante su migración. "Sorprendentemente, observamos que estas células no siguen una dirección determinada durante su movimiento, sino que chocan al azar y estas colisiones hacen que cambien de dirección. Al repelerse de esta manera, las células de Cajal-Retzius son capaces de leer la densidad de células que las rodean y tienden de esta manera a desplazarse a territorios menos densamente ocupados por otras células".

Este patrón optimiza la cobertura de la corteza cerebral por las células de Cajal-Retzius

Además, usando modelos matemáticos, han podido demostrar que este comportamiento permite optimizar la cobertura de la corteza cerebral por parte de las células de Cajal-Retzius. "Dado que estas neuronas corticales son las que definen posteriormente las diferentes habilidades de cada tipo de corteza (visual, motora, etc.), es muy probable que la variabilidad que emerge durante el desarrollo tenga mucho que ver con las diferencias entre unas personas y otras", ha expuesto Marín.

Marín ha apuntado que su trabajo "demuestra que las diferencias entre individuos de la misma especie no sólo proceden de la variabilidad genética. Aunque este componente es muy importante, estos experimentos sugieren que el azar, entendido como la plasticidad de nuestro cerebro durante el desarrollo, permite generar pequeñas variaciones a partir de la misma información genética".
Y ha añadido que, a partir de este conocimiento, "en el futuro nos gustaría explorar con más detalle cuáles son las consecuencias de alterar ligeramente el patrón de distribución de las células de Cajal-Retizus".