C¨®mo organizamos nuestro cerebro

Contemplado desde nuestro orgullo como reyes de la creaci¨®n, el cerebro humano nos parece el ¨®rgano m¨¢s complejo del reino animal. Compuesto por incontables c¨¦lulas nerviosas (neuronas) empaquetadas en una cavidad no mayor que la. de un bal¨®n de f¨²tbol, contiene, neurona m¨¢s o neurona menos, cien mil millones de c¨¦lulas. Las neuronas se relacionan con otras por medio de conexiones (sinapsis) de tal forma que cada una puede recibir de 50 a 200.000 contactos de sus compa?eras. Una simple operaci¨®n matem¨¢tica nos da un n¨²mero de varios cent¨ªmetros de longitud expresando las posibilidades de relaciones intercelulares. Sin embargo, nuestro cerebro est¨¢ perfectamente organizado y cableado, y, en la mayor¨ªa de los casos, funciona aceptablemente bien.. ?C¨®mo se organiza y qui¨¦n dirige este aparente caos a partir de unas pocas c¨¦lulas progenitoras (neuroblastos) presentes en el embri¨®n?Actualmente existen dos modelos para explicar la espec¨ªficaci¨®n de los distintos territorios cerebrales y la identidad de grupos neuronales. Un modelo postula que ya en el embri¨®n existe un mapa o mosaico inicial (protomapa) compuesto por unidades proliferativas, especificadas gen¨¦ticamente. En este caso, el desarrollo de conexiones. durante la etapa embrionaria servir¨ªa para validar este mapa. La gl¨ªa radial (una variedad celular presente durante el desarrollo) impedir¨ªa la dispersi¨®n de grupos o clones celulares, guiando las c¨¦lulas desde la zona generativa hasta su lugar exacto en la corteza. El segundo modelo postula que las neuronas en su origen son multipotenciales, pero que una progresiva restricci¨®n en la expresi¨®n de determinados genes dar¨ªa lugar a tipos celulares ¨²nicos. La especificaci¨®n final ocurrir¨ªa durante el desarrollo, estando favorecida por se?ales (algunas conocidas con el expresivo nombre de semaforinas) presentes en el trayecto de emigraci¨®n neuronal. Estar¨ªa igualmente favorecido por la presencia de otras neuronas generadas precozmente (neuronas pioneras) y por el tipo de conexiones que han de recibir.

Numerosos experimentos demuestran que la especificaci¨®n de ¨¢reas en la corteza cerebral depende en ¨²ltima instancia de la respuesta del genoma (conjunto. de genes) ¨¢ se?ales externas. El establecimiento de mapas corticales topogr¨¢ficos es, pues, independiente de su actividad; est¨¢ programado gen¨¦ticamente, pero su refinamiento y mantenimiento depende de aquellos factores internos, de su soporte tr¨®fico y del tipo de conexiones que habr¨¢ de recibir.

El establecimiento de conexiones es, pues, un proceso de importancia fundamental. Hoy d¨ªa sabemos que muchas v¨ªas nerviosas aparecen se?aladas en el embri¨®n antes de ser ocupadas por las fibras. que discurren por ellas, como si se tratase de los mojones que indican por d¨®nde habr¨¢ de construirse una carretera; bien por la presencia de c¨¦lulas de desarrollo precoz, a modo de postes-gu¨ªa, de tal forma que las fibras siguen el camino se?alado por estas pioneras, o bien por la existencia de canales extracelulares preexistentes.

Experimentos llevados a cabo en nuestro laboratorio del Instituto Cajal demuestran que antes de que estas fibras alcancen sus dianas, existe un camino preestablecido que favorece el crecimiento de las fibras precisamente siguiendo este trayecto y no otro. La investigaci¨®n de los mecanismos gen¨¦ticos y moleculares del proceso de desarrollo y organizaci¨®n cerebral son fundamentales no s¨®lo para entender c¨®mo funciona nuestro cerebro, sino tambi¨¦n para el diagn¨®stico y tratamiento de muchas patolog¨ªas cerebrales. En ello est¨¢n empe?ados actualmente muchos centros de investigaci¨®n del mundo.