Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que la actividad neuronal que provoca la formación de la memoria y el aprendizaje no solo implica una modificación en la actividad neuronal, como se creía hasta ahora.
El trabajo revela que también altera la disposición anatómica de los astrocitos (un tipo de célula) que rodean a las sinapsis (conexiones entre neuronas) en el hipocampo y en la corteza cerebral.
Este cambio estructural se acompaña de una pérdida de la capacidad de los astrocitos para modular la comunicación sináptica entre neuronas, por lo que conlleva consecuencias funcionales. El trabajo se publica en The Journal of Neuroscience.
“La plasticidad sináptica que subyace a la formación de la memoria va acompañada de cambios estructurales y funcionales que afectan no solo a las neuronas sino también a los astrocitos, que posibilitan una comunicación neuronal fluida”, sostienen Alberto Pérez Álvarez y Marta Navarrete, del Instituto Cajal, autores principales del estudio bajo la dirección del científico Alfonso Araque, del mismo centro.
“Ello hace que la acción de los astrocitos esté muy presente en la función cerebral normal y también en la patológica”, añaden.
El cerebro, explican los investigadores, es un conjunto organizado de células que recibe, procesa, elabora, transmite y almacena información. Está formado por dos grandes tipos celulares: las neuronas y las células de la glía.
Las neuronas son las responsables del funcionamiento cerebral en la elaboración y transmisión de información. Los astrocitos son un tipo de célula gliales con forma de estrella que realiza funciones de soporte nutricional y metabólico de las neuronas.
Mayor capacidad computacional del cerebro
En los últimos años se ha demostrado que los astrocitos intervienen en el procesamiento y transmisión de información durante la actividad neuronal. Hasta ahora se sabía que la plasticidad sináptica –el mecanismo que subyace a la formación de la memoria y el aprendizaje– está asociada con cambios morfológicos y funcionales en espinas dendríticas, rodeadas por los astrocitos.
Este estudio aclara que los astrocitos también sufren cambios durante este proceso, lo que a su vez tiene un impacto sobre la acción que estos realizan sobre las sinapsis neuronales.
“Induciendo plasticidad sináptica por actividad neuronal de alta frecuencia se ha observado que las prolongaciones que extienden los astrocitos para contactar con las sinapsis neuronales se reordenan al detectar este tipo de actividad. Al inducir esta plasticidad sináptica, se pierde la modulación positiva de la transmisión sináptica que el astrocito es capaz de realizar”, explica Pérez Álvarez.
“De esta manera, la actividad neuronal derivada de la experiencia genera una ‘huella’ anatómica y funcional en el cerebro que no solo implica a las neuronas, como se creía, sino también a los astrocitos, revelando una mayor capacidad computacional del cerebro en los procesos de aprendizaje y memoria”.
El investigador considera que estos hallazgos pueden ayudar a comprender mejor cómo funciona el cerebro en condiciones normales y patológicas.
Referencia bibliográfica:
Pérez-Álvarez A, Navarrete M, Covelo A, Martín ED, Araque A. Structural and functional plasticity of astrocyte process and dendritic spine interactions. The Journal of Neuroscience. Doi:10.1523/JNEUROSCI.2401-14.2014
Foto: Imagen magnificada de astrocitos (teñidos de rojo) y dendritas (verde). / CSIC
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