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jueves, 2 de marzo de 2017

Hallada una neurona gigante que circunda por completo el cerebro

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Por primera vez, los científicos han detectado una neurona gigante que envuelve toda la circunferencia del cerebro de un ratón, y está tan densamente conectada a través de ambos hemisferios que hace pensar en una explicación sobre el origen neural de la conciencia.

Corona neural. Allen Institute for Brain Science
Usando una nueva técnica de imagen, el equipo detectó una neurona gigante que emana de una de las regiones mejor conectadas del cerebro, y que podría estar coordinando señales de diferentes áreas para crear pensamiento consciente.

Esta neurona recientemente descubierta es una de las tres que se han detectado en el cerebro de un mamífero, y la nueva técnica de imagen nos podría ayudar a averiguar si existen estructuras similares en nuestros propios cerebros que han pasado inadvertidas durante siglos.

En un reciente encuentro en Brain Research a través de la iniciativa Innovative Neurotechnologies en Maryland, un equipo del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro describió cómo las tres neuronas se extienden a través de ambos hemisferios cerebrales, pero la más grande envuelve la circunferencia del órgano, como una “corona de espinas".

El investigador principal, Christof Koch, decía a Sara Reardon en Nature que nunca habían visto antes a las neuronas extenderse tanto, hasta circunvalar ambas regiones del cerebro.

Por extraño que parezca, las tres neuronas gigantes surgen de una parte del cerebro de conexiones intrigantes para la conciencia humana: el claustrum, una delgada capa de materia gris que podría ser la estructura más conectada de todo el cerebro en cuanto a cantidad.

Esta región, relativamente pequeña, se oculta entre la superficie interna del neocórtex, en el centro del cerebro, y se comunica con casi todas las regiones de la corteza cerebral consiguiendo muchas funciones cognitivas superiores, como el lenguaje, la planificación a largo plazo y las tareas sensoriales avanzadas, como el ver y la audición.

"Con técnicas avanzadas de imágenes cerebrales se observan las fibras de materia blanca que fluyen hacia y desde el claustro revelando que se trata de una especie de Gran Estación Central neuronal", describía Koch para Scientific American en 2014. "Casi todas las regiones de la corteza envían fibras al claustrum."

El claustrum está tan densamente conectado a varias áreas cruciales del cerebro que, Francis Crick, descubridor de la estructura molecular del ADN, se refirió a él como el "conductor de la conciencia" en un documento de 2005 co-escrito con Koch.

Sugirieron que conecta todas nuestras percepciones externas e internas en una sola experiencia unificadora, como un director sincroniza una orquesta, y en extraños casos médicos acaecidos en los últimos años no han hecho más fortalecer esta idea.

En 2014, una mujer de 54 años se registró en el Colegio Médico de la Universidad de George Washington en Washington, DC, para un tratamiento de epilepsia.

Esto implicó tener que probar varias regiones de su cerebro con electrodos a fin de reducir la fuente potencial de sus convulsiones epilépticas, pero cuando el equipo comenzó a estimular el claustrum de la mujer, hallaron que, de manera efectiva, podían "cambiar" su conciencia una y otra vez.
Helen Thomson reportó para New Scientist en aquel momento:
«Cuando el equipo atacaba el área con impulsos eléctricos de alta frecuencia, la mujer perdía la consciencia, dejaba de leer y se quedaba mirando fijamente al espacio, no respondía a las llamadas auditivas o visuales y su respiración se ralentizaba.
»Tan pronto como la estimulación se detuvo, ella recuperaba inmediatamente su conciencia sin recordar el suceso. Lo mismo ocurría cada vez que el área era estimulada durante los dos días de experimentos.»
Según Koch, que no estuvo involucrado en dicho estudio, este tipo tan brusco y específico de "detener y recomenzar" la consciencia nunca había sido visto antes.

En otro experimento en 2015 se examinaron los efectos de las lesiones del claustrum en la conciencia de 171 veteranos de combate con lesiones cerebrales traumáticas.

Descubrieron que el daño en el claustrum se asociaba con la duración, pero no con la frecuencia, de la pérdida de consciencia, lo que sugiere que podría desempeñar un papel importante en el encendido y apagado del pensamiento consciente, sin embargo, se presumía que otras regiones podrían estar involucradas en mantenerla.

Actualmente, Koch y su equipo han descubierto extensas neuronas en los cerebros de los ratones que provienen de esta misteriosa región. A fin de mapear estas neuronas, los investigadores suelen tener que inyectar las células nerviosas individuales con un tinte, cortar el cerebro en secciones delgadas, y luego rastrear manualmente la ruta de la neurona.

Es una técnica sorprendentemente rudimentaria a realizar por el neurocientífico, y dado que tienen que destruir el cerebro en el proceso, no es algo que pueda hacerse regularmente con órganos humanos.
Koch y su equipo querían idear una técnica que fuera menos invasiva y que ratones pudieran tener genes específicos con sus neuronas claustrum activadas por un fármaco específico. "Cuando los investigadores alimentaron a los ratones con una pequeña cantidad de fármacos, sólo unas pocas neuronas recibieron suficiente para activar estos genes", explicaba Reardon a Nature. "Eso dió lugar a la producción de una proteína fluorescente verde que se extendió por toda la neurona. El equipo tomó 10.000 imágenes transversales del cerebro del ratón y utilizó un programa informático para crear una reconstrucción 3D de tan sólo tres células brillantes".
Debemos tener en cuenta que sólo porque estas nuevas neuronas gigantes están conectadas al claustrum no significa que la hipótesis de Koch sobre la conciencia sea correcta, estamos muy lejos de probar eso todavía.

También es importante tener en cuenta que, hasta el momento, estas neuronas se han detectado únicamente en ratones, y la investigación aún no se ha publicado en una revista revisada por pares, por lo que tenemos que esperar a una confirmación adicional antes de poder profundizar en lo que este descubrimiento podría significar para los seres humanos.

Sin embargo, el descubrimiento es una pieza intrigante del rompecabezas que podría ayudar a dar sentido a esta región tan crucial como enigmática del cerebro, y de cómo podría relacionarse con la experiencia humana del pensamiento consciente.

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Traducido por Pedro Donaire
Ref. Science Alert.com, 28 feb. 2017, por Bec Crew
“A Giant Neuron Has Been Found Wrapped Around the Entire Circumference of the Brain”
- Investigación presentada en la reunión de 15 de febrero en Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies initiative, en Bethesda, Maryland.

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