Más allá de las neuronas: el rol de los astrocitos en la memoria, el comportamiento y la salud mental

Durante décadas, la neurociencia consideró a los astrocitos ―un tipo de célula cerebral― como simples elementos de apoyo, “silenciosos” frente al protagonismo de las neuronas. Sin embargo, investigaciones recientes demostraron que estos astrocitos son fundamentales para el comportamiento, la memoria y la salud mental, según un extenso análisis publicado por Nature.

Este cambio de paradigma impulsó una oleada de abordajes que exploran el papel central de los astrocitos en la función cerebral y en diversas enfermedades neurológicas y psiquiátricas.

Hasta bien entrada la década de 2010, la mayoría de los científicos centraba su atención en las neuronas, consideradas las principales responsables de la computación cerebral. Los astrocitos, junto con otras células gliales, eran vistos como un sistema de soporte sin mayor relevancia.

Nuevo concepto del papel de los astrocitos

La investigadora Inbal Goshen, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, relató que al principio se sentía una “extraña” en los congresos por estudiar astrocitos, ya que muchos colegas eran escépticos sobre su importancia.

Pero este escepticismo cambió radicalmente. Nicola Allen, neurobióloga del Instituto Salk, afirmó en entrevista con Nature: “Ahora está claro cuánto los astrocitos moldean la computación cerebral”.

Los astrocitos, que representan una cuarta parte de las células cerebrales, poseen una estructura ramificada que les permite interactuar con hasta dos millones de sinapsis en el cerebro humano. Además, existen diferentes tipos de astrocitos según la región cerebral, lo que sugiere una especialización funcional.

Asimismo, los astrocitos regulan el flujo sanguíneo cerebral, extraen oxígeno y nutrientes para las neuronas, eliminan desechos y controlan los niveles de iones y neurotransmisores en el entorno sináptico. A través de señales de calcio, estos astrocitos se comunican entre sí y con otras células, modulando la actividad neuronal de manera más lenta, pero profunda que las señales eléctricas de las neuronas.

Cómo los astrocitos influyen en memoria, aprendizaje y ritmos biológicos

El impacto de los astrocitos se extiende a funciones cognitivas clave. Un ejemplo destacado es su papel en el reloj biológico. Michael Hastings, del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge, explicó a Nature que durante años fue un misterio cómo el núcleo supraquiasmático (SCN), el “reloj maestro” del cerebro, mantenía su ritmo circadiano.

Experimentos recientes revelaron que los astrocitos regulan la captación de neurotransmisores como GABA y glutamato en ciclos diarios, permitiendo la autonomía del reloj biológico.

Por su parte, en el ámbito del aprendizaje y la memoria, la científica Goshen y su equipo observaron que la actividad de calcio en los astrocitos de ratones aumentaba cuando los animales se acercaban a una recompensa previamente aprendida, pero no en entornos nuevos. Este hallazgo sugirió que los astrocitos participan en la codificación de la memoria espacial.

Además, estudios recientes en Japón y Estados Unidos demostraron que los astrocitos contribuyen a la estabilización y recuperación de recuerdos asociados al miedo. Jun Nagai, del RIKEN Centre for Brain Science, describió a los astrocitos como “la cámara de larga exposición del cerebro: capturan la huella de eventos significativos que de otro modo se desvanecerían demasiado rápido”.

Astrocitos y enfermedades: implicaciones en diferentes trastornos

El vínculo entre astrocitos y enfermedades cerebrales cobró fuerza en los últimos años. Baljit Khakh, de la Universidad de California en Los Ángeles, demostró que la manipulación de señales de calcio en astrocitos de ratones puede inducir o suprimir comportamientos similares a los observados en trastornos como el trastorno obsesivo-compulsivo.

Por otro lado, el caso de enfermedades neurodegenerativas, el equipo de Khakh identificó genes en astrocitos del cuerpo estriado que presentan menor expresión en la enfermedad de Huntington. Al aumentar la expresión de estos genes en modelos animales, se corrigieron ciertos comportamientos relacionados con síntomas psiquiátricos y cognitivos tempranos, como dificultades de atención y apatía.

En la enfermedad de Alzheimer, Bart De Strooper, de University College London, y su equipo mostraron que astrocitos y microglía actúan conjuntamente para acelerar la destrucción tisular. Además, los astrocitos podrían intervenir en las fases iniciales de la enfermedad, antes de la formación de placas amiloides.

Al corregir la caída de señales de calcio en astrocitos, se normalizó la actividad neuronal y desaparecieron síntomas tempranos como las alteraciones del sueño en ratones. De Strooper afirmó en Nature: “Las futuras terapias deberán dirigirse a todas las células involucradas, no solo a las neuronas”.

Diferencias evolutivas y modelos computacionales

El interés por los astrocitos llegó también a la neurociencia computacional. Marja-Leena Linne, de la Universidad de Tampere, desarrolló simuladores digitales que integran datos moleculares y de conectividad de hasta un millón de astrocitos y neuronas, permitiendo modelar su interacción a gran escala.

Desde una perspectiva evolutiva, Alexej Verkhratsky, de la Universidad de Manchester, señaló a Nature que los astrocitos humanos son mucho más complejos y ramificados que los de otras especies.

Reconocer el papel central de los astrocitos impulsó una explosión de investigaciones en laboratorios de todo el mundo. Allen destacó que la abundancia de estudios recientes convenció incluso a los más escépticos de que los astrocitos desempeñan funciones esenciales en el cerebro.

La comunidad científica coincide en que profundizar en el estudio de los astrocitos será clave para comprender mejor el funcionamiento cerebral y desarrollar nuevas terapias para enfermedades neurológicas y psiquiátricas.