Descubren una red oculta que une áreas lejanas del cerebro

Científicos identificaron una vasta red de astroglías, o astrocitos, que conecta regiones distantes del cerebro de ratón, o que desafía el paradigma clásico de que solo las neuronas forman circuitos de largo alcance. Esta estructura, comparada con un “sistema secreto de metro”, permitiría el intercambio remoto de moléculas y modificaría la actual comprensión sobre la organización y adaptabilidad del sistema nervioso, según informó la revista científica Nature.

En un hallazgo que sorprendió por su alcance, el equipo de investigación logró cartografiar en tres dimensiones cómo estos astrocitos —células en forma de estrella que tradicionalmente se interpretan como células de soporte— establecen redes que atraviesan no solo diferentes regiones cerebrales, sino que son capaces de unir ambos hemisferios y llegar hasta el tronco encefálico. La extensión de estas conexiones se verificó en distancias que, para el cerebro del ratón, alcanzan varios centímetros.

Mapa 3D de conexiones cerebrales

La neurocientífica Melissa Cooper y el especialista Shane Liddelow, ambos de la NYU Grossman School of Medicine, la escuela de medicina de la Universidad de Nueva York, inyectaron en regiones específicas del cerebro de ratón una terapia génica con la que los astrocitos podían marcar, como un “sello”, las moléculas que atravesaban sus uniones, lo que permitió rastrear su tránsito efectivo a través de la red.

Este procedimiento puso en evidencia, por primera vez, cadenas de astrocitos conectadas a escala macroscópica, lo que contradice la hipótesis generalizada entre neurocientíficos de que las redes de estas células eran estrictamente locales.

De acuerdo con Liddelow: “Es un sistema secreto de metro que no sabíamos que existía. Esto abre una nueva vía de investigación.” La imagen 3D muestra redes de astrocitos que unen “zonas muy alejadas, cruzando los hemisferios cerebrales y descendiendo hasta el tronco cerebral”.

Plasticidad de los astrocitos

Entre los principales resultados documentados por la investigación figura el descubrimiento de que el entramado de astrocitos exhibe plasticidad estructural: la arquitectura cambia cuando el entorno sensorial se modifica. En los experimentos, la eliminación de los bigotes del ratón —procedimiento habitual para inducir privación sensorial— no solo provocó el remodelado de las conexiones neuronales, como ya se conocía, sino también una reconfiguración en la red de astrocitos.

El neurobiólogo David Lyons, de la Universidad de Edimburgo y ajeno al estudio, declaró que la presencia de estas redes astrógliques “es un avance fundamental en nuestra comprensión de la estructura del sistema nervioso”, aunque advirtió que aún persisten importantes interrogantes: “Todavía estamos lejos de entender la relevancia funcional y el papel concreto de estas redes, pero hay una infinidad de posibilidades”.

“Autopistas moleculares” y funciones

Los autores del estudio sugirieron que las redes descubiertas podrían actuar como rutas de transferencia para metabolitos, lo que facilita el tránsito de moléculas entre áreas cerebrales de acuerdo con las demandas de actividad. Según sostuvo David Calkins, oftalmólogo del Vanderbilt University Medical Center, el centro médico académico de la Universidad Vanderbilt, la implicancia de estos hallazgos reside en la posibilidad de que “las redes de astrocitos desempeñen un papel mucho mayor en la plasticidad cerebral de lo que se creía hasta ahora”.

Lyons añadió que comienza a ser evidente que los astrocitos “pueden ‘escuchar’ la actividad de las neuronas, procesar esa información y enviar a su vez señales que modifican la actividad neuronal. El hecho de que esto pueda ocurrir a través de redes de largo alcance es emocionante”.

Cooper, responsable de parte de la experimentación, afirmó que estos resultados probablemente sean extrapolables a otros mamíferos, incluidos los primates.

Astrocitos y comunicación cerebral

Hasta ahora, se atribuía a los astrocitos el papel de asistente metabólico: limpiar residuos químicos de las sinapsis y reparar el entorno neuronal. Su morfología, recubierta de cortos brazos en forma de estrella que se enlazan con otros astrocitos mediante “uniones de hendidura” (gap junctions), les permite intercambiar moléculas como calcio o glucosa.

Este nuevo mapa 3D evidencia que, lejos de limitarse a un soporte local, las redes de astrocitos podrían asumir nodos clave de la comunicación cerebral y funciones de comunicación, integración y ajuste dinámico mucho más amplias. Según la información, uno de los próximos retos es identificar la función precisa y la relevancia biológica de este circuito oculto que redefine la visión clásica de la conectividad cerebral.