Descubren una mayor plasticidad cerebral durante el desarrollo

Investigadoras del CNB identifican mecanismos que generan conexiones inesperadas ante alteraciones en el desarrollo del individuo.
Las neuronas de la corteza tienen la capacidad de generar circuitos alternativos con nuevas funciones optimizadas ante situaciones adversas o carencias de estímulos
El trabajo aporta una nueva perspectiva para comprender la diversidad de circuitos y comportamientos, un factor muy importante para el manejo y el tratamiento de síndromes como el espectro autista.

Los dos hemisferios cerebrales procesan información distinta y la conexión entre ambos es esencial para la realización de las funciones más complejas del cerebro como la verbalización de la información sensorial, la interpretación de un discurso dentro de su contexto, o las relaciones sociales. Ambos hemisferios están conectados mediante el cuerpo calloso que actúa como una autovía de intercambio de información. En el cerebro adulto solo un determinado grupo de neuronas conecta los dos hemisferios de la corteza cerebral. El resto de neuronas establecen únicamente conexiones dentro del mismo hemisferio en el que se encuentran.

El cuerpo calloso se desarrolla durante la infancia y la adolescencia, y permanece relativamente invariables durante la vida adulta. Hasta ahora se pensaba que este proceso consistía en consolidar las conexiones inter-hemisféricas de las neuronas callosas que encontramos en el adulto, ya que se creía que son las únicas capaces de cruzar al hemisferio opuesto, mientras que el resto de neuronas no podrían explorar fuera del hemisferio en el que residen. En este contexto se descartaría la diversidad de circuitos cerebrales alternativos.

El grupo dirigido por la investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Marta Nieto ha publicado en Nature Communications un descubrimiento que pone en tela de juicio este modelo determinista de formación de los circuitos cerebrales. El grupo del Centro Nacional de Biotecnología, en colaboración con investigadoras del Instituto Cajal y la Universidad de Tulane de Nueva Orleans, ha estudiado qué hace que una neurona de la corteza cerebral decida establecer conexiones a largo o corto alcance, analizando para ello “los circuitos inter-hemisféricos que procesan la información sensorial del exterior en un grupo de neuronas considerado hasta ahora como el paradigma de neurona local que recibe la información sensorial a través del tálamo y la distribuye en su mismo hemisferio.

Para su propia sorpresa, las investigadoras han demostrado que los axones de estas neuronas si exploran el hemisferio opuesto y tienen capacidad real de conectarse a través del cuerpo calloso, una capacidad que solo utilizan si el estímulo sensorial local en el que reside la neurona desaparece, estableciendo entonces conexiones inter-hemisféricas totalmente funcionales. “Estos mecanismos facilitan un ensamblaje del cerebro mucho más a la carta en cada individuo de lo que se pensaba. Todo indica que el cerebro en desarrollo evita generar circuitos inútiles y favorece aquellos de mayor funcionalidad, como puede ser la expansión de las capacidades auditivas o táctiles en un individuo ciego de nacimiento, recalca Marta Nieto.

Noelia Sofía de León, primera autora del trabajo, explica “hasta ahora se pensaba que el modo de conexión de una neurona estaba predeterminado desde el nacimiento, y por tanto los circuitos corticales están fuertemente predeterminados. Sin embargo, nuestro trabajo demuestra que inicialmente dicha distinción entre neuronas locales e inter-hemisféricas no existe, y que las neuronas al nacer poseen una gran plasticidad. Esto ayuda a entender cómo se generan los circuitos corticales y abre la posibilidad de aprovechar dicha plasticidad neuronal para modularlos pronto en el desarrollo con fines terapéuticos”.

Esta nueva información explicaría la diversidad cerebral y resultará muy útil en el tratamiento de pacientes con dificultades para procesar la información social que proviene de sensaciones, como el lenguaje no verbal en síndromes como el espectro autista, permitiendo el manejo de estas condiciones desde otra perspectiva, asumiendo una mayor diversidad de procesamientos y respuestas cerebrales.

Más información:

Nota de prensa CSIC

Artículo Científico

Transient callosal projections of L4 neurons are eliminated for the acquisition of local connectivity. Nature Comms 2019 S. De León Reyes, S. Mederos, I. Varela, L.A. Weiss, G. Perea. M. J. Galazo, M. Nieto.

DOI10.1038/s41467-019-12495-w