Mapean por primera vez el cerebro en desarrollo para entender trastornos neurológicos

Un consorcio internacional de neurocientíficos ha trazado por primera vez los mapas más detallados de cómo se forma el cerebro en sus etapas más tempranas, revelando cuándo y dónde se encienden los genes que controlan ese proceso extraordinariamente complejo. La Red del Atlas Celular de la Iniciativa BRAIN (BICAN) ha publicado una docena de estudios en revistas del grupo Nature que documentan cómo miles de tipos de células diferentes emergen y se especializan durante el desarrollo, tanto en humanos como en otros primates y roedores.

Este trabajo representa un cambio fundamental en la comprensión de cómo surge el cerebro. Los investigadores utilizaron herramientas genéticas y computacionales avanzadas para rastrear la transformación de células madre en neuronas y células gliales, esas células de soporte que mantienen y protegen a las neuronas. Pero el mapeo va más allá de la biología pura: los científicos también documentaron cómo los factores ambientales, los estímulos sensoriales y el comportamiento social influyen en la identidad y función de las células cerebrales mientras se desarrollan.

Lo que hace urgente este conocimiento es que el cerebro humano tiene una fase de desarrollo excepcionalmente larga. Durante esa ventana crítica, muchas cosas pueden salir mal. Comprender cuándo y dónde se activan los genes clave abre la posibilidad de descubrir cómo las alteraciones en ese proceso pueden provocar trastornos como el autismo o la esquizofrenia. Hongkui Zeng, del Instituto Allen en Estados Unidos y uno de los autores principales de varios estudios, describió esto como "un conocimiento fundamental que abre la puerta a mejores diagnósticos y tratamientos específicos".

Los hallazgos desafían algunas suposiciones establecidas sobre cómo se desarrolla el cerebro. Los investigadores descubrieron que los tipos de células no surgen en etapas fijas y predecibles, sino en oleadas superpuestas que se solapan en el tiempo. También encontraron que algunos procesos de desarrollo pueden reactivarse en la edad adulta o cuando surge una enfermedad. Identificaron una célula progenitora humana que podría estar vinculada al glioblastoma, un cáncer cerebral agresivo, y mapearon períodos específicos en los que se concentran los riesgos genéticos de trastornos psiquiátricos.

Uno de los descubrimientos más sorprendentes proviene de un estudio en ratones sobre un tipo de neurona que calma la actividad excesiva del cerebro y facilita la comunicación fluida entre regiones. Los investigadores trazaron el árbol genealógico más completo jamás realizado de estas células y descubrieron que viajan distancias extraordinarias desde el lugar donde nacen hasta donde terminan, a veces cruzando regiones cerebrales enteras. Algunas continúan desarrollándose mucho tiempo después de su nacimiento, lo que sugiere que hay un margen más amplio de lo que se pensaba para intervenir y ayudar al cerebro a reconfigurarse, especialmente en niños con problemas del desarrollo.

Otro estudio reveló que un grupo de neuronas que se creía exclusivo de los primates existe también en múltiples órdenes de mamíferos, incluidos los roedores. Miguel Turrero García, neurocientífico español que participó en la investigación durante su estancia en la Universidad de California, explicó que esto sugiere que la evolución de las clases neuronales no ocurrió en saltos abruptos, sino "poco a poco, a medida que las características de las clases de neuronas ancestrales se han ido refinando". Turrero acaba de establecer su propio grupo de investigación en la Universidad Tecnológica de Texas.

Quizá el hallazgo con mayores implicaciones para el tratamiento proviene de una investigación en ratones sobre los tipos de células en la corteza visual. Los científicos encontraron que estas células no terminan de desarrollarse antes del nacimiento, sino que continúan formándose hasta bien entrada la juventud del animal, especialmente en momentos clave como cuando abre los ojos por primera vez. Esto sugiere que las experiencias posteriores al nacimiento—ver, oír, interactuar con el mundo—pueden influir en el desarrollo cerebral mucho más de lo que se creía anteriormente. La implicación es clara: los trastornos del desarrollo podrían seguir siendo tratables después del nacimiento, durante estos períodos críticos en los que el cerebro aún está siendo moldeado por la experiencia.