La neurociencia acaba de dar un paso importante hacia uno de sus grandes objetivos: comprender cómo funciona el cerebro humano hasta el nivel de cada una de sus células. Un consorcio internacional de investigadores ha presentado el primer atlas celular tridimensional de los ganglios basales humanos, una región profunda del encéfalo que interviene en el movimiento, la toma de decisiones, los hábitos y las emociones.
El proyecto ha sido comparado con una especie de "Google Maps" cerebral porque permite explorar esta zona con un nivel de detalle extraordinario. No se limita a mostrar dónde están las distintas estructuras, sino que identifica los tipos de células, su actividad genética y los mecanismos que regulan su funcionamiento.
Cerebro cibernético. / Pixabay
Los resultados forman parte de una colección de estudios científicos publicados en revistas del grupo Cell y desarrollados por cientos de investigadores de más de 50 instituciones de nueve países.
Un mapa para localizar cada célula del cerebro
Los ganglios basales son un conjunto de estructuras situadas en el interior del cerebro. Aunque su tamaño es relativamente reducido, desempeñan funciones esenciales para controlar los movimientos voluntarios, adquirir hábitos y regular determinados comportamientos.
Su importancia también está relacionada con numerosas enfermedades. Las alteraciones en esta región pueden intervenir en trastornos como el párkinson, la enfermedad de Huntington, el trastorno obsesivo-compulsivo, las adicciones, el trastorno bipolar y la esquizofrenia.
La principal novedad del atlas es que combina distintas capas de información. Mediante técnicas de transcriptómica espacial, los científicos pueden conocer qué genes están activos en cada célula y localizarla con precisión dentro del tejido cerebral. También se incorpora información epigenética, relacionada con los mecanismos que regulan la actividad de los genes.
Esta combinación permite estudiar el cerebro desde una perspectiva mucho más completa y comparar los resultados obtenidos por diferentes equipos científicos utilizando un mismo sistema de referencia.
Nuevas pistas sobre el párkinson y la esquizofrenia
Uno de los descubrimientos más destacados es la identificación de un tipo específico de neurona que expresa el receptor de serotonina HTR7 y que aparece relacionado con el riesgo genético de desarrollar esquizofrenia y trastorno bipolar.
Otros trabajos han encontrado cambios genéticos en determinados tipos de células que podrían ayudar a comprender mejor el autismo. En el caso del párkinson, los investigadores han descrito una versión de terapia génica que ha mostrado resultados prometedores para reducir los temblores en modelos animales. Por ahora, no obstante, no se trata de un tratamiento demostrado en personas.
El atlas también puede resultar útil para investigar enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer. Aunque no supone un descubrimiento de una cura ni permite diagnosticar directamente a los pacientes, ofrece una nueva herramienta para estudiar los mecanismos celulares implicados en distintas patologías.
Imagen representativa de un cerebro humano. / Pixabay
Más de 21 millones de células humanas analizadas
La dimensión del proyecto refleja el alcance del trabajo. Los científicos han caracterizado aproximadamente 21 millones de células procedentes de cerebros humanos, además de millones de células de macacos, ratones y titíes. La comparación entre especies permite identificar semejanzas y diferencias en la organización cerebral.
La investigación se integra en la iniciativa BRAIN, impulsada en Estados Unidos en 2014 con el objetivo de profundizar en el conocimiento del cerebro. Su propósito a largo plazo es construir un catálogo cada vez más completo de los tipos celulares que componen el órgano.
Los datos estarán disponibles para la comunidad científica internacional, lo que permitirá que otros equipos puedan utilizarlos para investigar nuevas hipótesis. En el futuro, también podrían servir de apoyo a modelos de inteligencia artificial capaces de relacionar determinadas alteraciones genéticas con cambios específicos en las células cerebrales.
Por ahora, el avance no se traduce en tratamientos inmediatos, pero sí proporciona una herramienta de gran valor para comprender mejor algunas de las enfermedades más complejas del sistema nervioso. @mundiario
