Una de las preguntas más intrigantes sobre el cerebro humano es también una de las más difíciles de responder para los neurocientíficos: ¿qué diferencia a los cerebros humanos con el de otros animales?
“Realmente no entendemos lo que hace especial al cerebro humano”, dijo el Dr. Ed Lein, investigador del Instituto Allen de Neurociencias. “Estudiar las diferencias a nivel de células y circuitos es un buen lugar para comenzar, y ahora tenemos nuevas herramientas para hacer eso”.
En un nuevo estudio publicado en la revista Nature Neuroscience, el Dr. Lein y su equipo internacional de científicos, revelan una posible respuesta a esa difícil pregunta. El equipo de investigación, codirigido por el Dr. Gábor Tamás, un neurocientífico de la Universidad de Szeged, Hungría, han descubierto un nuevo tipo de célula cerebral humana que nunca se ha visto en ratones, ni en otros animales de laboratorio bien estudiados.
Tamás y la estudiante de doctorado de la Universidad de Szeged, Eszter Boldog denominaron a estas nuevas células “neuronas de rosa mosqueta”, llamadas así por su peculiar forma: el denso axón de cada célula cerebral forma alrededor una especie de rosa después de haber desprendido sus pétalos, dijo. Las células recién descubiertas pertenecen a una clase de neuronas conocidas como neuronas inhibitorias, que frena la actividad de otras neuronas en el cerebro.
El estudio no ha demostrado que esta célula cerebral especial sea exclusiva de los humanos. Pero el hecho de que la neurona especial no exista en los roedores es intrigante, y agrega estas células a una lista muy breve de neuronas especializadas que pueden existir solo en humanos o solo en cerebros de primates.
Los investigadores aún no entienden lo que estas células podrían estar haciendo en el cerebro humano, pero su ausencia en el ratón apunta a lo difícil que es modelar las enfermedades del cerebro humano en animales de laboratorio, dijo Tamás. Uno de los próximos pasos inmediatos de su equipo de laboratorio es buscar neuronas de rosa mosqueta en muestras cerebrales post mortem (después de la muerte) de personas con trastornos neuropsiquiátricos para ver si estas células especializadas pueden alterarse en enfermedades humanas.
Cuando diferentes técnicas convergen
En su estudio, los investigadores usaron muestras de tejido de cerebros post mortem de dos hombres de 50 años que habían muerto y donaron sus cuerpos a la investigación. Tomaron secciones de la capa superior de la corteza, la región más externa del cerebro que es responsable de la conciencia humana y muchas otras funciones que consideramos únicas para nuestra especie. Es mucho más grande, en comparación con nuestro tamaño corporal, que en otros animales.
“Es la parte más compleja del cerebro, y generalmente se acepta que es la estructura más compleja de la naturaleza”, dijo Lein.
El laboratorio de investigación de Tamás en Hungría estudia el cerebro humano utilizando un enfoque clásico de la neurociencia, llevando a cabo exámenes detallados de las formas de las células y sus propiedades eléctricas. En el Instituto Allen, Lein lidera un equipo que trabaja para descubrir el conjunto de genes que hacen que las células del cerebro humano sean únicas entre sí y de las células cerebrales de los ratones.
El grupo del Instituto Allen, en colaboración con investigadores del Instituto J. Craig Venter, descubrieron que las células de rosa mosqueta encienden un conjunto único de genes, una firma genética que no se ve en ninguno de los tipos de células cerebrales de ratón que han estudiado. Los investigadores de la Universidad de Szeged descubrieron que las neuronas de rosa mosqueta forman sinapsis con otro tipo de neuronas en una parte diferente de la corteza humana, conocidas como neuronas piramidales (como se muestra en la figura siguiente).
Imagen: Nature neuroscience
Este es uno de los primeros estudios de la corteza cerebral humana en combinar estas diferentes técnicas para estudiar los tipos celulares, dijo la Dra. Rebecca Hodge, investigadora principal del Instituto Allen de Neurociencias.
Lo que parece ser único sobre las neuronas de rosa mosqueta es que solo se unen a una parte específica de su compañero celular, lo que indica que podrían estar controlando el flujo de información de una manera muy especializada.
Si piensas en todas las neuronas inhibidoras como los frenos de un automóvil, las neuronas de rosa mosqueta dejarían que tu automóvil se detuviera en lugares muy particulares de tu camino, dijo Tamás. Serían como frenos que solo funcionan en la tienda de comestibles, por ejemplo, y no todos los automóviles (o cerebros de animales) los tienen.
“Este tipo de célula en particular, o tipo de automóvil, puede detenerse en lugares que otros tipos de células no pueden detener”, dijo Tamás. “Los tipos de automóviles o de células que participan en el tráfico de un cerebro de roedores no pueden detenerse en estos lugares”.
El próximo paso de los investigadores es buscar neuronas de rosa mosqueta en otras partes del cerebro y explorar su papel potencial en los trastornos cerebrales.