Descubren la clave de nuestra inteligencia

¿Qué hace que las células del cerebro humano sean únicas? Los científicos han hallado un mecanismo que nos diferencia.

El neurocientífico español Santiago Ramón y Cajal revolucionó el estudio del cerebro cuando observó las neuronas por primera vez en la historia. Sus investigaciones, que ahora tienen más de 100 años, revelaron detalles intrincados de las células nerviosas en muchos animales diferentes, incluidos los humanos, dendritas similares a las raíces unidas a cuerpos celulares bulbosos, desde las que se extienden axones largos y delgados.

Los estudios de Ramón y Cajal también revelaron que
las dendritas (por las que las células nerviosas reciben señales de otras neuronas) eran mucho más largas en humanos que en roedores y otros animales, incluso en otros primates no humanos.

 

Ahora, un nuevo estudio publicado en la revista Cell, muestra que en los seres humanos estas proyecciones de antenas también tienen propiedades eléctricas distintas al resto de animales que pueden ayudar a explicar cómo el cerebro procesa la información.

A pesar de que los científicos han estado estudiando meticulosamente las dendritas desde hace muchas décadas, "lo único que realmente sabíamos acerca de las dendritas humanas era su anatomía", dice el neurocientífico del Instituto de Tecnología de Massachusetts Mark Harnett, líder del trabajo. "Había mucho potencial para que las dendritas humanas hicieran algo diferente debido a su longitud, pero no existía ningún trabajo publicado, que yo sepa, sobre sus propiedades eléctricas reales".

 

Harnett y su equipo se dispusieron a investigar si la longitud de las dendritas afectaba las señales eléctricas transmitidas a través de ellas. Obtuvieron tejido cerebral extraído de pacientes con epilepsia que se sometían a una cirugía de rutina para ayudar a aliviar las convulsiones.

 

Una vez que los expertos contaron con el tejido resecado (eliminando la humedad del tejido cerebral), lo transportaron rápidamente al laboratorio, donde cortaron y analizaron las muestras. Debido a que el tejido humano solo podía mantenerse vivo durante unos pocos días, los experimentos continuaron durante 48 horas seguidas.

 

En total, examinaron cortes de cerebro de nueve pacientes y treinta ratas. Para estudiar las propiedades eléctricas de las neuronas dentro de estas muestras, los investigadores utilizaron el registro de parches, que consiste en unir pequeñas agujas de vidrio a las células nerviosas para medir su actividad. Estas sondas revelaron que, aunque las dendritas de humanos y roedores compartían características básicas, había algunas diferencias clave entre las dos especies.

 

Cuando los investigadores inyectaron una corriente eléctrica en las dendritas de las neuronas, encontraron mucha menos actividad en las células humanas que en las células de roedores. "Eso sugiere de inmediato que la señalización es mucho más compartimentada en las dendritas humanas", dice Harnett. "Eso significa que cualquier procesamiento local que ocurra en las dendritas puede ocurrir independientemente de lo que esté sucediendo en el soma (el cuerpo celular de la neurona)".

 

Harnett compara estos compartimentos dendríticos con las cerraduras: a medida que las cerraduras se vuelven más complicadas, necesitas una llave más sofisticada para desbloquearlas. De manera similar, las dendritas humanas pueden requerir señales muy específicas para influir sobremanera en el soma. En última instancia, las propiedades de las dendritas humanas podrían dotar a las neuronas con más poder de cálculo que las de los roedores. Debido a que las señales se transmiten más fácilmente de un extremo de la célula a la otra en ratas, esto sugiere que el procesamiento de señales eléctricas en las dendritas de estos animales está menos compartimentado, señala Harnett.

Este trabajo respalda décadas de investigación en animales, en su mayoría roedores, que han demostrado que las dendritas pueden segregar las señales de esta manera.

 

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Aún así, los cálculos reales que realizan las dendritas, y los comportamientos vinculados a la actividad en estas ramas neuronales, aún no están claros. Sin embargo, este trabajo muestra que, además de las diferencias de tamaño, también hay diferencias en la forma en que funciona el órgano humano.

 

"No es solo que los humanos son inteligentes porque tenemos más neuronas y una corteza más grande. De arriba a abajo, las neuronas se comportan de manera diferente", comenta Harnett.

 

"En las neuronas humanas, hay más compartimentación eléctrica, y eso permite que estas unidades sean un poco más independientes, lo que potencialmente conduce a un aumento de las capacidades computacionales de las neuronas individuales. Si esta arquitectura puede explicar las diferencias en cómo nuestra especie procesa la información está por ver; pero es una hipótesis que vale la pena explorar", concluye Harnett.

 

Referencia: Enhanced Dendritic Compartmentalization in Human Cortical Neurons. Lou Beaulieu-Laroche, Enrique H.S. Toloza, Marie-Sophie van der Goes, Matthew P. Frosch, Sydney S. Cash, Mark T. Harnett. CELL 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.045

 

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.