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sábado, 23 de abril de 2022

¿Es posible vivir con medio cerebro?

 Los casos en los que faltan regiones aparentemente esenciales del cerebro muestran la flexibilidad de este órgano para seguir funcionando cuando hay lesiones importantes






Es posible que la ingeniería de los seres vivos no le hubiese gustado a un perfeccionista como Steve Jobs. Más que un producto acabado con detalle, los habitantes del mundo son hoy fruto del modo en que la vida aprovecha los errores, las mutaciones al replicarse, para adaptarse a nuevas circunstancias. Por eso es difícil constreñir lo que es humano a un estándar y hay formas de estar vivo y bien tan sorprendentes. Una de ellas es la de personas a las que les faltan grandes partes del cerebro.

En un artículo reciente publicado en la revista Neuropsychologia se menciona el caso de una mujer que un día, durante un chequeo médico, descubrió que le faltaba el lóbulo temporal izquierdo. Esta región, normalmente, desempeña una función importante en la capacidad para entender lo que se nos dice. Este tipo de ausencia debería suponer algún tipo de limitación en las habilidades lingüísticas de la paciente, pero ella nunca las había experimentado y jamás había intuido que algo faltase en su cerebro.

Casos como este no son tan extraños y en muchas ocasiones tienen que ver con defectos congénitos que producen accidentes cerebrovasculares en las fases tempranas del desarrollo. De hecho, según recogía un artículo en la revista Wired, a la hermana de la paciente analizada en el trabajo publicado en Neuropsychologia le falta el lóbulo temporal derecho. Pero la naturaleza, con esa especial habilidad para adaptarse a las circunstancias, permitió a las dos hermanas tener una vida normal, reorganizando el cableado de su cerebro para colocar las funciones del lenguaje en las partes intactas.

Javier de Felipe, investigador del Instituto Cajal del CSIC, en Madrid, comenta otros casos de personas sorprendidas por sus particularidades cerebrales, como el de un hombre que por un caso de hidrocefalia durante la infancia “tenía agua en el cerebro y la corteza reducida a una pequeña lámina”, y aun así llevaba una vida normal, “o individuos que viven prácticamente sin cerebelo”. Sin embargo, apunta, “esas alteraciones sucedieron en las primeras etapas de la vida, cuando es posible que gracias a la plasticidad del cerebro, otras regiones intactas suplan las funciones dañadas”. Cuando este tipo de lesiones se producen en edades más avanzadas, el resultado es catastrófico.

En las primeras etapas de su desarrollo, el cerebro humano es mucho más flexible. En esos momentos, “es capaz de adaptarse, de tal manera que, si está afectada la corteza visual, se podría realizar un trasvase para que una parte más dedicada al procesamiento auditivo compense por la otra región perdida”, explica Sandra Jurado, investigadora del Instituto de Neurociencias de Alicante (UMH-CSIC). “Una vez que las conexiones están hechas, cortarlas es traumático, aunque hay casos en los que sí se da una redundancia en el cerebro y algunas conexiones se pueden redirigir para compensar parte de la funcionalidad perdida”, añade.

Jurado recuerda que “existen sistemas de seguridad en el cerebro, como las células gliales que reparan los pequeños daños que se producen en nuestro día a día”, pero también, como en los sistemas de ingeniería de los aviones, que son redundantes para evitar un desastre en caso de que falle una pieza, parece haber partes del cerebro redundantes que se pueden reutilizar en caso de lesión, principalmente durante el desarrollo embrionario o la primera infancia. Esto, además, sucede en las partes relacionadas con la corteza cerebral, la más humana del cerebro. Las partes más primitivas, relacionadas con funciones básicas como respirar o tener hambre, parecen más intocables, pero se puede vivir pese a la falta de grandes partes de la corteza.

“Los gusanos C. elegans tienen 302 neuronas, todos, pero el cerebro humano es mucho más variable”, cuenta De Felipe. “Puedes eliminar 4.000 neuronas y aparentemente no pasa nada, hay un exceso de neuronas que no sabemos explicar bien, pero puede suponer una ventaja evolutiva y es una capacidad que quizá podríamos aprovechar si conociésemos mejor”, continúa. Sobre esta diversidad de los cerebros humanos, el investigador del CSIC recuerda un hecho que asombraba a Cajal como la existencia de gente inteligente con cerebros muy grandes o muy pequeños: “Lord Byron tenía un cerebro que rondaba los dos kilos, y Anatole France, que ganó el Nobel de Literatura, lo tenía de un kilo”.

Los casos particulares, como el de la mujer que no tiene un lóbulo del cerebro, son útiles para conocer la localización de determinadas funciones o la posibilidad de reorganización de este órgano, pero también plantea preguntas sobre cómo funciona realmente. En algunas ocasiones, un accidente puede causar una lesión que produzca daños en la visión o la audición, pero generar también lo que se conoce como síndrome del sabio postraumático, que hace que personas sin una preparación en el campo emerjan del percance con extraordinarias habilidades matemáticas o musicales. En este sentido, también se sabe que la plasticidad cerebral, muy útil para recuperarse de las lesiones o para aprender, cuando es excesiva, puede causar un trastorno autista.

Además, como recuerda De Felipe, la reorganización cerebral no sucede solo por fallos en la programación genética o accidentes. “Hay un mapa básico del cerebro, pero después la variabilidad de individuo a individuo es muy importante, porque cada cerebro humano es distinto de otro, depende de tu historia y de todas las conexiones que haces cuando aprendes o cuando te relacionas con el mundo”. En este sentido, recuerda un trabajo realizado en Suecia con mujeres portuguesas que fueron a aquel país a trabajar como limpiadoras. De este grupo, una parte estaba alfabetizada y la otra no y el análisis de sus cerebros mostró que aprender a leer en la infancia condicionaba las regiones que utilizaban de adultas para procesar el lenguaje.

La mente emerge de la materia de nuestro cerebro y su interacción con el resto del cuerpo y el mundo, pero aspectos aparentemente inmateriales como la educación o la cultura modifican ese trozo de materia con resultados tan sorprendentes como la aparición de animales capaces de viajar a la Luna. Las personas que viven sin un trozo de cerebro son una muestra radical de la versatilidad y la diversidad de ese órgano que nos hace humanos y únicos.



Fuente: https://elpais.com/ciencia/2022-04-23/es-posible-vivir-con-medio-cerebro.html

sábado, 10 de octubre de 2020

La inhibición de un solo gen permite ­obtener neuronas a partir de astrocitos

 La estrategia posibilita restaurar parte de los circuitos neuronales ­dopaminérgicos dañados a causa de la enfermedad de Parkinson y recuperar las funciones motoras perdidas. Al menos, en ratones.



a enfermedad de Parkinson se caracteriza por la pérdida de las neuronas que liberan el neurotransmisor dopamina en el área cerebral conocida como sustancia negra. Ahora, con el fin de sustituir estas células neuronales, Xiang-Dong Fu y su equipo, de la Universidad de California en San Diego y la Universidad de Pekín, proponen un método que transforma astrocitos en neuronas dopaminérgicas funcionales.

Los astrocitos constituyen el 60 por ciento de las células del cerebro, donde participan en la comunicación entre neuronas. Asimismo, presentan una gran capacidad de proliferación y adaptación en respuesta a cualquier daño o cambio en el tejido. Estas características facilitan el proceso de reprogramación celular in vivo. En su trabajo, publicado por la revista Nature, los investigadores usaron astrocitos procedentes de ratones recién nacidos, así como de fetos humanos.

En estas células gliales, la eliminación de un solo gen, que codifica la proteína 1 de unión al tracto de polipirimidina (PTB, por sus siglas en inglés), indujo cambios notables en hasta el 80 por ciento de los astrocitos, tras cuatro semanas en cultivo. En concreto, adoptaron una morfología muy similar a la de las células neuronales, además de expresar genes específicos de estas y generar impulsos eléctricos.


Dicho resultado llevó a los científicos a repetir el experimento, pero esta vez directamente en el cerebro de los ratones. Para ello, inyectaron adenovirus portadores de la molécula de ARN diseñada para silenciar la PTB en la sustancia negra. La mayoría de los astrocitos completaron su transición a neuronas al cabo de diez semanas de la inyección y se integraron en las redes neuronales de la vía nigroestriada, que conecta la sustancia negra con el estriado y regula la función motora.

Vuelta al movimiento

Pero ¿qué ocurre en un contexto patológico? Para responder esta pregunta, en primer lugar, los autores administraron el neurotóxico 6-hidroxidopamina a los animales. Ello ocasionó la muerte del 90 por ciento de las neuronas de la sustancia negra, así como una reducción de los niveles de dopamina en el estriado, además de una sobrerreacción de los astrocitos en respuesta al daño celular. Sin embargo, la inhibición de la PTB en los astrocitos permitió recuperar hasta un tercio de las neuronas perdidas y el 65 por ciento de la concentración de dopamina. Como resultado, los ratones recobraron las funciones motoras que habían quedado deterioradas tras recibir el tóxico.

En el organismo, varios tipos celulares, incluidas las neuronas inmaduras, expresan la PTB. Sin embargo, durante el proceso de diferenciación neuronal, la proteína desaparece. Para Fu y sus colaboradores, ello sugiere que la PTB inhibe un conjunto de genes necesario para la transformación de las células precursoras en neuronas maduras. Genes que también se hallarían latentes en los astrocitos y que, en ausencia de la PTB, iniciarían su conversión.

En un futuro, los autores prevén llevar a cabo nuevos experimentos en animales que reproduzcan las variantes genéticas del párkinson, además de optimizar la estrategia de transformación, con el objetivo de aplicarla, algún día, con seguridad en la práctica clínica.

PARA SABER MÁS:

Reversing a model of Parkinson's disease with in situ converted nigral neurons. H. Qian et al. en Nature, vol. 582, junio de 2020.