El cerebro no solo se construye a partir de neuronas. También necesita una red de vasos sanguíneos que le provea oxígeno y nutrientes para funcionar. Ahora, un grupo de científicos logró describir con detalle cómo se desarrolla ese sistema a lo largo del tiempo y detectó que no ocurre de manera continua, sino en tres etapas bien definidas.
El hallazgo, impulsado por el Paris Brain Institute en colaboración con el Hospital Universitario Sainte-Justine de Montreal, se apoya en una herramienta innovadora: el atlas Lambada, un modelo tridimensional de acceso abierto que permite observar la evolución de los vasos en el cerebro con un nivel de detalle sin precedentes.
Mapeo tridimensional del sistema vascular cerebral
Comprender cómo se forman los vasos sanguíneos en el cerebro fue durante mucho tiempo una pregunta abierta. Este sistema es esencial porque transporta los recursos que las neuronas necesitan para sobrevivir y comunicarse.
El estudio, liderado por Alexandre Dubrac, aporta una explicación precisa: la red vascular no crece de manera uniforme, sino que sigue un proceso organizado en tres fases. Este conocimiento permite entender mejor cómo se desarrollan los circuitos cerebrales y por qué ciertas alteraciones tempranas pueden derivar en enfermedades.
Según Nicolas Renier, la arquitectura que se establece en los primeros momentos de la vida “se conserva en gran medida hasta la adultez”. Esto significa que los cambios iniciales pueden tener efectos duraderos en el funcionamiento del cerebro.
Cómo lograron observar el desarrollo en detalle
Para estudiar este proceso, los científicos trabajaron con cerebros de ratón, un modelo habitual en investigación. Estos animales nacen con un sistema nervioso inmaduro, lo que permite observar etapas que en humanos ocurren antes del nacimiento.
El equipo utilizó técnicas avanzadas para volver transparente el tejido cerebral, como el método iDISCO+, combinado con microscopía de lámina de luz. Esto permitió visualizar los vasos en tres dimensiones, incluso en sus ramificaciones más finas.
Además, integraron un enfoque conocido como transcriptómica espacial, que permite identificar qué genes están activos en cada zona del tejido. Así, no solo obtuvieron un mapa anatómico, sino también una descripción molecular del desarrollo.
En total, realizaron más de 50 reconstrucciones del cerebro en distintos momentos, desde los 3 hasta los 60 días de vida del animal. El desafío técnico fue considerable: la red vascular pasa de medir unos 40 metros al nacer a cerca de 300 metros en la etapa juvenil.
Las tres etapas del crecimiento vascular
Crecimiento inicial uniforme
Durante la primera semana de vida, los vasos se expanden de forma homogénea en todo el cerebro. Este crecimiento acompaña el aumento del volumen cerebral y la demanda de energía.
En esta etapa actúa una molécula clave, conocida como VEGF-A, que impulsa la formación de nuevos vasos y establece la base de la red.
Especialización según la actividad cerebral
A partir de la segunda semana, el proceso cambia. Los vasos comienzan a adaptarse a cada región del cerebro en función de su actividad.
Cuando el animal empieza a recibir estímulos —como la apertura de los ojos o el desarrollo del oído—, las zonas más activas requieren mayor irrigación. En respuesta, los vasos aumentan su densidad en esos sectores.
Estabilización y consolidación
Desde la tercera semana en adelante, la red vascular entra en una fase de ajuste. Se eliminan conexiones innecesarias y se refuerzan las más eficientes.
En este proceso participan células llamadas astrocitos, que ayudan a frenar el crecimiento excesivo y contribuyen a formar la barrera hematoencefálica, un sistema que protege al cerebro de sustancias potencialmente dañinas.
Interacción molecular entre neuronas y vasos sanguíneos
El estudio también mostró que el desarrollo vascular no ocurre de forma independiente. Existe una comunicación constante entre las neuronas y los vasos sanguíneos.
Al inicio, predominan señales que estimulan el crecimiento. Luego, aparecen otras moléculas que ajustan el proceso, promoviendo o frenando la formación de vasos según la necesidad. Este equilibrio permite que el sistema se adapte al entorno y a las demandas del cerebro en cada etapa.
Uno de los aspectos más destacados del trabajo es la creación del atlas Lambada. Esta herramienta digital reúne información anatómica y molecular en tres dimensiones, y está disponible de forma gratuita para la comunidad científica.
Gracias a este recurso, investigadores de todo el mundo pueden analizar cómo influyen distintos factores —como la dieta, el entorno o ciertas enfermedades— en el desarrollo del cerebro.
Implicancias para la salud y la investigación
Comprender cómo se forma la red vascular cerebral puede ayudar a explicar el origen de trastornos como el autismo, la epilepsia o enfermedades neurodegenerativas.
Los científicos consideran que alteraciones en estas etapas tempranas podrían aumentar el riesgo de desarrollar patologías más adelante. Por eso, contar con un modelo detallado permite detectar posibles fallas y avanzar en nuevas estrategias de prevención.
Actualmente, distintos equipos ya utilizan este atlas para estudiar, por ejemplo, cómo la sordera congénita podría influir en el riesgo de deterioro cognitivo en la adultez.
Este avance marca un cambio en la forma de estudiar el sistema nervioso. Al integrar datos estructurales y moleculares en un mismo modelo, los investigadores pueden observar el desarrollo cerebral como un proceso dinámico y coordinado.
El atlas Lambada no solo permite ver cómo crecen los vasos, sino también entender por qué lo hacen de esa manera. Esa información resulta clave para anticipar problemas y mejorar el abordaje de enfermedades complejas.
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