viernes, 10 de julio de 2009

Espaciotiempo y neurogénesis.


Aunque el hecho de que generamos nuevas células cerebrales [en verde en la imagen] a lo largo de la vida ya no se discute, su propósito es un tema muy debatido. Ahora, un grupo internacional de investigadores dirigidos por Fred H. Gage del Laboratorio de Genética del Instituto Salk (EE.UU.) y Thimothy J. Bussey de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), publica en el número de hoy de Science los resultados de una investigación según la cual las jóvenes neuronas nos permiten mejorar nuestra capacidad de navegación por el espacio.

Cuando aparecieron las primeras indicaciones de que los cerebros humanos adultos producían continuamente nuevas neuronas, empezó a desmoronarse uno de los principios básicos de la neurociencia hasta ese momento, el que afirmaba que se nace con todas las células cerebrales que se tendrán durante la vida del individuo. Una década después la cuestión no es si existe la neurogénesis sino para qué sirven todas estas células nuevas. Evolutivamente hablando debe existir un claro beneficio pues los riesgos son evidentes. ¿Qué pasaría si las nuevas células no se integrasen en los circuitos existentes?

El área del cerebro más activa en neurogénesis se encuentra en el hipocampo, una pequeña área con forma de caballo de mar localizada en el cerebro profundo. Procesa y distribuye la información a memorizar procedente del córtex a las secciones del cerebro apropiadas, probablemente de vuelta al córtex, después de prepararla para que sea fácil recordarla.

El giro dentado es la primera estación de relevo en el hipocampo para la información procedente del córtex. A la vez que la atraviesa, la información de entrada es dividida y distribuida entre 10 veces el número de células que la portaban originalmente. Este proceso, llamado separación de patrones, se piensa que ayuda al cerebro a separar los acontecimientos individuales que forman parte de los recuerdos que entran. La hipótesis que ha probado el equipo, consecuencia del hecho de que la separación de patrones se hace en el giro dentado (el lugar del hipocampo donde tiene lugar la neurogénesis), es que la neurogénesis ayuda a la separación de patrones.

Se han llevado a cabo dos grupos de experimentos que pusieron a prueba específicamente esta función del giro dentado usando diferentes tareas de comportamiento y dos estrategias distintas para anular la neurogénesis selectivamente en el giro dentado.

En el primer grupo de experimentos, los ratones tenían que aprender la localización de una recompensa (comida) que les había sido enseñada en relación con la localización de una recompensa anterior dentro de un laberinto radial de ocho brazos. Los ratones sin neurogénesis no tuvieron dificultad para encontrar la nueva localización, siempre y cuando estuviese lo suficientemente lejos de la primera, pero no podían diferenciar entre dos que estuviesen cercanas entre sí.

Un segundo grupo de experimentos usó una pantalla táctil. Estas pruebas confirmaron la incapacidad de los ratones sin neurogénesis para discriminar entre localizaciones muy próximas, pero también puso de manifiesto que estos ratones no tenían dificultad en acceder a la información espacial en general.

Pero la separación de patrones puede que no sea el único papel para las nuevas neuronas en el cerebro adulto. Un modelo de ordenador que simulaba los circuitos neuronales en el giro dentado basándose en toda la información biológica disponible sugirió una función adicional, a confirmar experimentalmente: las nuevas neuronas formarían de hecho una conexión entre elementos individuales de episodios que ocurren cercanos en el tiempo. Así pues, las nuevas neuronas serían las responsables de que seamos conscientes de la continuidad del espaciotiempo.

Referencia:

Clelland, C., Choi, M., Romberg, C., Clemenson, G., Fragniere, A., Tyers, P., Jessberger, S., Saksida, L., Barker, R., Gage, F., & Bussey, T. (2009). A Functional Role for Adult Hippocampal Neurogenesis in Spatial Pattern Separation Science, 325 (5937), 210-213 DOI: 10.1126/science.1173215