Cómo pueden las neuronas comunicarse cuando las señales eléctricas fallan en el cerebro

Durante mucho tiempo, imaginar la comunicación entre neuronas era pensar en pequeñas “descargas eléctricas” cruzando el cerebro a toda velocidad. Pero, ¿y si existiera otra forma, igual de crucial, que no depende de la electricidad?

Un reciente estudio de la University of Southern California, publicado en la revista Nature Communications, desafía la visión tradicional y revela que las neuronas también pueden comunicarse y adaptarse entre sí mediante señales físicas, abriendo así nuevas posibilidades para comprender y tratar las enfermedades cerebrales.

¿Cómo funciona una neurona?

Para entender este avance, primero hay que saber cómo actúa una neurona. Estas células especializadas forman la red de cables que compone el cerebro y el sistema nervioso. Cada neurona tiene tres partes principales:

• Dendritas: Ramificaciones que reciben señales provenientes de otras neuronas.
• Cuerpo celular: El “centro de control”, donde la información recibida se procesa.
• Axón: Una prolongación larga que transmite la señal hacia otras neuronas, músculos o glándulas.

El proceso clásico ocurre cuando una neurona recibe señales químicas en sus dendritas, genera una señal eléctrica en el cuerpo celular y la envía a lo largo del axón.

Al final del axón, en la sinapsis (el espacio diminuto entre dos neuronas), la señal eléctrica provoca la liberación de neurotransmisores —mensajeros químicos—, que cruzan la sinapsis y activan la siguiente neurona. Así, las neuronas transmiten información rápida y coordinadamente mediante una combinación de señales eléctricas y químicas.

El experimento: más allá de la electricidad en la sinapsis

El estudio, liderado por Dion Dickman, profesor de ciencias biológicas, se centró en descubrir qué sucede cuando la comunicación eléctrica entre neuronas se interrumpe repentinamente (Traumatismos en la cabeza, accidentes cerebrovasculares, crisis epilépticas, falta de oxígeno o enfermedades neurodegenerativas)

Usando modelos de mosca de la fruta —un clásico en investigaciones genéticas—, los científicos bloquearon ciertos receptores clave, llamados receptores de glutamato, con un compuesto químico específico. A través de técnicas como registros eléctricos y microscopía de alta resolución, analizaron cómo reaccionaban las neuronas ante este bloqueo.

El objetivo era entender la homeostasis neuronal, es decir, la capacidad del cerebro para mantener el equilibrio en la transmisión de señales, fundamental para el control muscular, el aprendizaje y la salud general del sistema nervioso. Si este equilibrio se pierde, pueden aparecer trastornos como la epilepsia o el autismo.

Además, para identificar cuáles componentes son fundamentales en el proceso de compensación, el equipo recurrió a la herramienta de edición genética CRISPR. Gracias a esta técnica, pudieron “apagar” de forma controlada algunos tipos de proteínas que forman parte de las sinapsis (los puntos de conexión entre neuronas), y así observar cómo afecta su ausencia a la comunicación y adaptación neuronal.

El descubrimiento más importante fue que las neuronas pueden seguir comunicándose aunque no haya señales eléctricas, porque ajustan la cantidad y ubicación de ciertos “receptores” en su punto de unión.

Una proteína llamada DLG es clave en este proceso: si falta, las neuronas ya no logran adaptarse rápidamente a los cambios. Esto significa que el cerebro puede mantener el contacto entre neuronas incluso cuando falla la electricidad, gracias a estos cambios físicos y químicos.

Implicancias: una oportunidad para nuevas terapias cerebrales

Entender este mecanismo abre la posibilidad de buscar formas diferentes de ayudar al cerebro cuando surgen enfermedades. Hasta ahora, casi todos los tratamientos se enfocaban en las señales eléctricas entre neuronas.

Pero este descubrimiento muestra que, si logramos apoyar esa comunicación física y química extra, podríamos proteger o mejorar el funcionamiento cerebral, incluso cuando la parte eléctrica falla.

Según la University of Southern California, este avance ayuda a imaginar futuros tratamientos que no solo restauren las señales eléctricas, sino que también fortalezcan otras vías de comunicación en el cerebro, dando más herramientas para enfrentar enfermedades y cuidar la salud mental y neurológica.