Los científicos han descubierto una señal cerebral nunca antes vista

Las características más importantes que describen a los organismos, probablemente sea la compleja red de vías metabólicas y de señalización que permiten a estos vivir. Bajo este contexto, existen muchas cosas que aún nos quedan por descubrir, siendo las vías de señalización que están involucradas en el sistema nervioso, las que más impresionan a los científicos.

De todos los sistemas que conforman a los seres vivos, quizá el que más nos falta por estudiar sea el nervioso. Ahora, un equipo de científicos de los Institutos de Alemania y Grecia han descubierto una forma de mensajería celular nunca antes vista en el cerebro humano.

En el estudio, publicado en 2020 en la revista Science, los investigadores informaban sobre el descubrimiento de un mecanismo en las células corticales externas del cerebro que produce una nueva señal graduada por sí sola, una que podría proporcionar a las neuronas individuales otra forma de llevar a cabo sus funciones lógicas. Curiosamente, este nuevo descubrimiento plantea la idea de que nuestros cerebros podrían ser unidades de cálculo, más poderosas de lo que se tenía pensado.

Al analizar la actividad eléctrica en diversas secciones de tejido cerebral extraído de pacientes con epilepsia, los investigadores se percataron de que las células de la corteza cerebral, además de usar sodio para sus funciones de señalización, también empleaban calcio. Al combinarse estos iones en las hendiduras sinápticas, se vieron ondas de voltaje nunca antes observadas, la cual ha sido llamada como potencial de acción dendrítico mediado por calcio (dCaAP).

“En estas neuronas, descubrimos una clase de potenciales de acción dendríticos mediados por calcio (dCaAP) cuya forma de onda y efectos sobre la producción neuronal no se han descrito previamente”, escriben los autores del estudio en su artículo.

Los cerebros humanos a menudo se comparan con las computadoras, y la analogía tiene mucho sentido. Ambos funcionan con señales eléctricas y almacenan información (cada uno a su manera). Solo que, en lugar de transistores para mediar el voltaje, el cerebro utiliza las terminaciones de las neuronas, conocidas como dendritas.

Haciendo una analogía, las dendritas son los “semáforos” del sistema nervioso. Si un potencial de acción es lo suficientemente fuerte, estas se encargan de diseminarlo por toda la red de neuronas en la corteza cerebral, las cuales pueden, o bien bloquear el mensaje, o bien comunicarlo a otras células dentro del sistema nervioso. «Las dendritas son fundamentales para comprender el cerebro porque son el núcleo de lo que determina el poder computacional de las neuronas individuales», explicó en un comunicado el Dr. Matthew Larkum, neurocientífico de la Universidad de Humboldt a Walter Beckwith de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y autor principal del estudio.

Anteriormente los investigadores habían visto señales similares en roedores, sin embargo, se percataron de que eran aún más fuertes en los humanos. Para asegurarse de que estas señales no eran propias de individuos con epilepsia, los científicos analizaron muestras de tumores cerebrales, observándose el mismo comportamiento. Por otra parte, los científicos bloquearon con una toxina los canales de sodio, y vieron que la señal se mantenía; únicamente cuando bloquearon los canales de calcio fue cuando se vio “apagada” la señal.

El equipo hace énfasis en seguir trabajando con más muestras de tejido nervioso proveniente de otras zonas, para comprender cómo se comporta dicha señal en zonas diferentes a la corteza cerebral.

“Nuestros hallazgos proporcionan información sobre los bloques de construcción fisiológicos que constituyen los algoritmos de la función celular, que en última instancia dan lugar al comportamiento de la red cortical”, concluyen los investigadores en su estudio.

La investigación ha sido publicada en Science, y la puedes ver aquí.

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Alan Steve tiene una licenciatura en Bioquímica Clínica por la Universidad Nacional Autónoma de México y hace trabajo de investigación en la Unidad de Genética y Diagnóstico Molecular del Hospital Juárez de México. En internet, Alan es fundador de la comunidad Enséñame de Ciencia.