Un nuevo estudio, publicado en la revista ‘Science Advances’ arroja luz sobre un circuito cerebral recién descubierto que podría dotarnos de la capacidad aprendizaje de nuevas habilidades motoras.
El córtex forma la capa externa de nuestro cerebro y es el más polifacético, ya que interviene en todo, desde el lenguaje y la cognición hasta la memoria y las acciones voluntarias, pero no actúa solo, sino que establece amplias conexiones con muchas otras regiones del cerebro.
«Nos interesaban especialmente dos grandes tipos de células del córtex, conocidas como neuronas IT (intratelencefálicas) y PT (del tracto piramidal)», explica Nicolas Morgenstern, primer autor de este estudio que se desarrolló en el grupo que entonces dirigía Rui Costa, en la Fundación Champalimaud, en Portugal.
«Tanto las células IT como las PT envían señales desde el córtex a otra zona enterrada más profundamente en el cerebro, llamada estriado –continúa–. Estas conexiones ‘cortico-estriadas’ (es decir, las conexiones del córtex al estriado) son muy importantes para el aprendizaje motor y se han implicado en trastornos del movimiento como la enfermedad de Parkinson».
Aquí es donde aparecen las neuronas de proyección espinosa (SPN), que constituyen el 95% de las neuronas del cuerpo estriado. Las SPN están en contacto directo con las células IT y PT. «Queríamos entender las diferentes funciones de las células IT y PT en este circuito cerebral, tan importante para el aprendizaje motor y el comportamiento», resalta.
Para comprender mejor estas conexiones corticoestriatales, los autores utilizaron una técnica presente en (casi) todas las herramientas de los neurocientíficos: la optogenética, un método para controlar la actividad de las células mediante la luz.
Como explica Morgenstern, «hemos diseñado genéticamente células IT o PT en ratones, lo que nos ha permitido activar estos tipos de células de forma independiente utilizando la optogenética, y medir sus diferentes efectos sobre los NPS en el estriado».
Con este método, y registrando la actividad de las neuronas in vitro, los autores descubrieron una nueva vía corticoestriada. En esta vía, surgió un cuarto actor principal: las interneuronas colinérgicas estriatales (ChIs). Actuando como el «intermediario» en un relevo de tres personas, las ChIs en el estriado reciben información de las células PT y, a su vez, excitan las SPNs. «Descubrimos que las células PT se conectan preferentemente a las ChI, que activan indirectamente las SPN», añade Morgenstern.
Utilizando métodos farmacológicos, los autores pudieron demostrar con precisión cómo los ChIs excitan los SPNs. Al ser activados por las neuronas PT, los ChIs liberan un neurotransmisor llamado acetilcolina (ACh). Los neurotransmisores son mensajeros químicos que transmiten señales de una célula a otra. Cuando los ChIs liberan ACh, hacen que las fibras nerviosas de las células cercanas exciten los NPS.
Estos resultados demuestran que los NPS se excitan dos veces: en primer lugar, a través de las rutas directas conocidas, y en segundo lugar, a través de este circuito indirecto previamente desconocido, que amplifica la excitación inicial.
«Además de la ejecución del movimiento –señala Nicolas Morgenstern–, esta segunda fase excitatoria mediada por las neuronas PT podría ser importante para inducir cambios duraderos en la fuerza de conexiones específicas, a través del neurotransmisor ACh. Esto podría ser importante para el comportamiento, ya que el aprendizaje se produce cuando cambian las conexiones entre las células cerebrales».
En consecuencia, además de avanzar en el cableado de los circuitos cerebrales que controlan los movimientos y el comportamiento, y de ayudarnos a comprender las diferentes funciones de las células IT y PT, este estudio puede proporcionarnos también una pieza importante en el rompecabezas de cómo aprendemos.
«Todavía queda mucho por explorar –afirma el autor principal del estudio, Rui Costa, profesor y director del Zuckerman Mind Brain Behavior Institute de la Universidad de Columbia–. Por ejemplo, nos interesa entender si este circuito se ve afectado en trastornos como el Parkinson o la enfermedad de Huntington». Aunque todavía queda mucho por desentrañar, gracias a este estudio hemos aprendido un poco más sobre el aprendizaje».
Fuente: infosalus.com