El desarrollo de nuestro cerebro no acaba cuando nacemos. Algunas de sus regiones y neuronas continúan madurando hasta bien entrada la adolescencia. Además, en muchas especies de mamíferos se siguen produciendo nuevas neuronas durante la vida adulta a partir de la división de células madre o progenitoras: a este proceso lo conocemos como neurogénesis adulta.
Esta neurogénesis está restringida, principalmente, a los bulbos olfatorios y al hipocampo. Los bulbos olfatorios son las regiones del cerebro encargadas de recibir la información del sentido del olfato, y el hipocampo es una región clave para la formación de nuevas memorias.
En contraste con lo que pasa en otras especies con el sentido del olfato más desarrollado, la producción de neuronas que se incorporan a los bulbos olfativos es muy poco importante en humanos adultos. En el caso del hipocampo todavía existe una fuerte controversia: algunos estudios apoyan la existencia de neurogénesis en el cerebro de humanos adultos y otros ponen en duda que esta vaya más allá de la niñez.
A pesar de todo esto, tenemos evidencia sólida de que existen neuronas jóvenes o inmaduras durante la vida adulta en la corteza cerebral de muchas especies de mamíferos. Eso incluye a seres humanos como usted y como yo.
La corteza cerebral es la capa externa y profusamente plegada que cubre por completo la superficie de nuestros hemisferios cerebrales. Es una región fundamental para gran parte de los fenómenos cognitivos complejos que ocurren en nuestro cerebro.
El descubrimiento de estas neuronas inmaduras es una historia interesante que comenzó hace 30 años, en la que hemos tenido la suerte de participar y a la que recientemente hemos añadido un pequeña, pero significativa, pieza.
Neuronas jóvenes con uniforme de colegio
A principios de los años 90 se identificaron en roedores moléculas que se expresaban transitoriamente en las neuronas mientras se desarrollaban, pero que se perdían una vez que las neuronas maduraban y se integraban en los circuitos.
Por hacer una comparación, estas moléculas serían como uniformes de colegio de niños y niñas: nos permiten identificarlos como individuos jóvenes mientras los llevan, pero una vez crecen y se los quitan ya no los podemos distinguir entre los adultos.
Esto permitió identificar las neuronas jóvenes de reciente generación que se estaban integrando en el hipocampo o en los bulbos olfatorios. Al observar el cerebro de ratas y ratones adultos, algunos investigadores nos dimos cuenta de que, además de en estas regiones neurogénicas, también se podían observar células con estas moléculas exclusivas de neuronas inmaduras en la corteza cerebral, particularmente en la corteza olfativa.
Analizamos con mucho detalle esta población celular y concluimos que, efectivamente, se trataba de neuronas que apenas habían comenzado a establecer conexiones sinápticas y estaban aisladas de los circuitos neuronales.
Lo primero que pensamos es que se trataba de células nacidas durante la vida adulta, como las del hipocampo y los bulbos olfatorios. Pero después de intentar sin éxito comprobar –muchísimas veces– su origen reciente en la vida adulta, decidimos estudiar si, como el resto de las neuronas de la corteza olfativa, se producían durante la vida embrionaria. ¡Y así era!
Por tanto, se trataba de una población de neuronas que se generaba durante la vida embrionaria y que se mantenía en un estado inmaduro durante la vida adulta. Además, como comprobamos que el número de estas neuronas inmaduras se reducía enormemente conforme los animales envejecían, pensamos que sería posible que fuesen integrándose progresivamente como neuronas típicas de la región de la corteza cerebral donde se encontraban.
Así era. Utilizando ratones transgénicos hemos demostrado recientemente que se integran como neuronas excitadoras funcionales en la corteza olfativa.
Estas neuronas inmaduras se pueden encontrar en la corteza cerebral de diversas especies de mamíferos. Están presentes en prácticamente todos los grupos taxonómicos, incluyendo murciélagos, cetáceos, felinos, cánidos y primates. Es muy interesante que, conforme aumenta la complejidad de la corteza cerebral en el árbol evolutivo, estas neuronas inmaduras tienen una distribución más amplia y no restringida solo a la corteza olfativa, como sucede en los roedores.
Unos pocos estudios han descrito la presencia de células que expresan estas moléculas típicas de neuronas inmaduras en algunas regiones de la corteza cerebral humana, pero no se conoce ninguna característica más de ellas.
Cómo estudiar las neuronas inmaduras en humanos
Para estudiar en profundidad estas neuronas inmaduras en humanos hemos utilizado material postmortem y biopsias de pacientes que sufrían epilepsia severa, a los que se extirpó con fines terapéuticos una pequeña porción de corteza cerebral.
Gracias a este material tan valioso hemos podido corroborar la inmadurez de estas células y demostrar que se encuentran distribuidas prácticamente en todas las regiones de nuestra corteza cerebral. También que se encuentran tanto en niños como en personas de edad avanzada.
Además, hemos podido averiguar que, si maduraran definitivamente, lo harían en neuronas excitadoras. Además, en algunas de estas células que presentan una morfología más desarrollada (como la de la imagen, de una mujer de 60 años) hemos encontrado indicios de la presencia de conexiones incipientes entre estas neuronas y otras de nuestro cerebro.
Obviamente quedan muchas cuestiones por resolver. La primera es si, como ocurre en roedores, estas neuronas acaban por integrarse en los circuitos de nuestro cerebro.
Si lo hacen, ¿qué les mueve a hacerlo, en qué funciones cerebrales participan, con qué otras neuronas se conectan? ¿Cómo pueden desarrollarse, al menos en roedores, y establecer sinapsis y extender axones y dendritas en un ambiente tan restrictivo como el sistema nervioso central adulto? ¿Se generan, como en roedores, durante la vida embrionaria? ¿Podrían participar en fenómenos de reparación del cerebro?
Muchas preguntas y todavía pocas respuestas. Empezamos a tener algunas pistas a través de los modelos animales, pero queda todavía un largo, aunque fascinante, camino por recorrer.