El brillo y el cerebro
Los científicos rejuvenecen los cerebros de los ratones con ketamina o luz parpadeante
En los periodos definitorios del desarrollo, el cerebro reorganiza las conexiones entre sus neuronas con mayor libertad que en su forma adulta. Los investigadores que rodean a Sandra Siegert en el Instituto de Ciencia y Tecnología (IST) de Austria han descubierto ahora dos métodos para reabrir esa plasticidad: la anestesia repetida con ketamina y el parpadeo no invasivo de luz de 60 hercios. La revista Cell Reports publica ahora sus hallazgos, que tienen el potencial de convertirse en una herramienta terapéutica aplicable a los seres humanos.
Microglía (verde) y red perineuronal (magenta).
IST Austria
¿Recuerda el olor de las flores del jardín de su abuela o la melodía que siempre silbaba su abuelo? Algunos recuerdos de la infancia parecen estar arraigados en el cerebro. De hecho, hay periodos críticos en los que el cerebro aprende y guarda rutinas y recuerdos cognitivos profundos. La estructura responsable de guardarlos se llama red perineuronal.
Esta estructura extracelular envuelve ciertas neuronas, con lo que estabiliza las conexiones existentes -las sinapsis- entre ellas e impide que se formen otras nuevas. Pero, ¿y si pudiéramos eliminar la red perineuronal y restaurar la adaptabilidad de un cerebro joven? La neurocientífica Sandra Siegert y su grupo de investigación del IST de Austria han publicado ahora dos técnicas prometedoras para lograrlo.
Tomar ketamina o luces intermitentes
Todo comenzó hace cuatro años, cuando los investigadores del IST Austria descubrieron que las células de la microglía de los ratones se vuelven muy reactivas después de anestesiar a los animales con el fármaco ketamina. La microglía suele considerarse como las células inmunitarias del cerebro. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que también interactúan con las neuronas. La microglía reactiva tiene la capacidad de comerse las sinapsis e incluso neuronas enteras, lo que suele observarse en las fases finales de la enfermedad de Alzheimer.
"La fuerte respuesta de la microglía tras la anestesia con ketamina nos sorprendió", explica Alessandro Venturino, autor principal del estudio y miembro del grupo de Siegert. "Pero no vimos que desaparecieran sinapsis o neuronas muertas. Así que nos quedamos perplejos sobre qué era lo que comía la microglía". Resultó ser la red perineuronal que protege y estabiliza las conexiones entre neuronas.
"Alessandro vino a mi despacho y me dijo que la red perineuronal había desaparecido. No podía creerlo", recuerda Siegert. Habían aplicado repetidas dosis anestésicas de ketamina a ratones. La ketamina es un fármaco esencial para la cirugía en humanos y recientemente se ha aprobado también para el tratamiento de síntomas psiquiátricos. "Después de sólo tres tratamientos, pudimos ver una pérdida considerable en la red perineuronal, que duró siete días antes de reconstruirse".
Cuando Siegert compartió los resultados con Mark Bear, neurocientífico colaborador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quedó igualmente sorprendido e intrigado por el potencial de este descubrimiento. "En biología, rara vez se ve una situación tan blanca y negra", continúa Siegert. "Sin embargo, la guinda fue el efecto del parpadeo de la luz a 60 hercios".
Las neuronas se comunican enviando impulsos eléctricos entre sí. Éstos se coordinan para crear ondas de señales -las llamadas ondas cerebrales- que pueden verse influidas por información sensorial externa, por ejemplo, la luz que incide en los ojos. "Ya se había demostrado que el parpadeo de la luz 40 veces por segundo -a 40 hercios- puede promover que la microglía elimine las placas en la enfermedad de Alzheimer. Pero no eliminaba la red perineuronal", explica Venturino. Sin embargo, cuando los científicos colocaron a los ratones en cajas con luz parpadeante 60 veces por segundo, el efecto fue similar al de los tratamientos con ketamina. "Este ajuste entre las distintas ondas cerebrales y la acción de la microglía es lo más fascinante y podría ser una nueva forma de pensar en las ondas cerebrales".
Precaución y posibilidades
Las estrategias previamente establecidas para eliminar la red perineuronal son de larga duración y extremadamente invasivas. El tratamiento con ketamina en alta dosis, pero aún más el parpadeo con luz de 60 hercios, son mínimamente invasivos. Por lo tanto, podrían abrir nuevos enfoques terapéuticos en humanos.
Una vez que se reduce el bloqueo de la red perineuronal en el cerebro, las neuronas vuelven a ser sensibles a nuevas entradas y se pueden formar nuevas sinapsis. "Pero no se trata de tomar ketamina como una droga y volverse inteligente", subraya Venturino. Al restablecer la plasticidad, se podrían sobrescribir las experiencias traumáticas y tratar el trastorno de estrés postraumático. "Pero somos muy cautelosos porque en esta ventana formativa también podría ocurrir algo traumático", dice Siegert. "Probablemente tampoco sea una buena idea dispararse con luz parpadeante".
Hay varias aplicaciones posibles para estos tratamientos, una de ellas es la ambliopía, también conocida como ojo vago. Este trastorno de la vista está causado por una entrada visual desequilibrada durante el desarrollo del niño y, si no se trata, conduce a la pérdida permanente de la visión. Otro tema que los investigadores quieren investigar es el de los mecanismos moleculares que están detrás de su descubrimiento y que aún no se conocen del todo. Venturino lo explica en pocas palabras: "Hay mucho que explorar".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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