¿Por qué algunas personas sufren más el jet lag o tienen dificultades para adaptarse a los turnos nocturnos de trabajo? La respuesta podría estar en un puñado de células cerebrales que actúan como el “director de orquesta” de nuestros ritmos internos.
Un nuevo estudio de la Universidad de Washington en St. Louis revela cómo estas células especiales, llamadas “hub”, coordinan la sincronía del ritmo circadiano y abren el camino a terapias personalizadas para mejorar el sueño y la adaptación a los cambios de horario. Los resultados fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Un reloj diminuto pero fundamental en el cerebro
En el centro del cerebro, dentro del hipotálamo (una pequeña región que regula funciones esenciales como el sueño, el hambre y la temperatura corporal), se encuentra el núcleo supraquiasmático, un pequeño grupo de células que controla el reloj biológico en animales y seres humanos.
Aunque esta estructura contiene miles de neuronas, los investigadores descubrieron que solo una minoría, las llamadas células “hub”, resulta esencial para mantener la sincronización de los ritmos circadianos. Sin estas células clave, el reloj interno pierde la coordinación, lo que puede provocar insomnio, fatiga crónica y otros problemas de salud.
Para llegar a este descubrimiento, el equipo utilizó la innovadora herramienta computacional MITE (Mutual Information and Transfer Entropy), que permite observar cómo se comunican las neuronas en el cerebro vivo.
Si imaginamos el núcleo supraquiasmático como una ciudad, MITE sería como un sistema avanzado de monitoreo de tráfico, capaz de seguir millones de rutas y detectar los puntos donde se concentran las conexiones más importantes.
El equipo, dirigido por Erik Herzog y KL Nikhil, analizó más de 25 millones de conexiones neuronales y la actividad de más de 8.000 células en diecisiete animales, logrando una exactitud superior al 95%. Gracias a esta tecnología, pudieron ver cómo las señales circulan en tiempo real, algo imposible con los mapas tradicionales del cerebro. “MITE captura las conexiones celulares al estudiar cómo fluyen las señales entre células, llevándonos más allá de los mapas anatómicos estáticos”, explicó Nikhil.
El papel de las células “hub” en la red circadiana
Al analizar la red de conexiones, los científicos clasificaron cinco tipos, según cuántas señales envían y reciben. Entre ellas, sobresalen las células “hub”, que funcionan como los grandes distribuidores de información de la red. Son los centros que reparten la señal del “reloj” a todo el sistema, asegurando que cada célula trabaje al ritmo adecuado. Si estas células desaparecen, la sincronía de la red colapsa, como una orquesta que pierde a su director.
El estudio también identificó células “puente”, que suavizan las señales de los nodos principales, y células “sumidero”, encargadas de reunir y transmitir el horario al resto del cuerpo. Estas funciones aseguran un ajuste fino en la comunicación y la precisión del reloj biológico.
Implicancias para el sueño, el trabajo y la vida moderna
Comprender cómo funcionan las células hub abre nuevas posibilidades para tratar problemas de sueño, desfase horario y adaptación a los turnos nocturnos. Por ejemplo, si una persona tiene dificultades para dormir después de un viaje largo, podría deberse a que su red de células “hub” necesita más tiempo para adaptarse. El equipo planea investigar si es posible modular la actividad de estas células con neuroingeniería para ayudar a quienes sufren alteraciones del ritmo circadiano.
KL Nikhil destaca que lo importante no es solo la función de cada célula, sino con quién se comunica dentro de la red. Así, las diferencias individuales, los cambios de estación o los hábitos de sueño pueden modificar la manera en que funciona el reloj interno de cada persona.
La Universidad de Washington en St. Louis considera que este avance permitirá en el futuro ajustar el reloj biológico según el cronotipo personal, la época del año o las exigencias laborales. El descubrimiento de las células “hub” abre la puerta a intervenciones más precisas para sincronizar los ritmos del cuerpo con la vida moderna, mejorando la salud y el bienestar de millones de personas.
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