¿Para qué sirven las neuronas gigantes?

¿Cómo se activa nuestro cerebro y nos hace conscientes de nosotros mismos y de nuestro entorno cuando, por ejemplo, nos despertamos por la mañana? Nuevas investigaciones arrojan algo de luz sobre los misterios del sistema nervioso.

neuronas

Todos, en algún momento de nuestra vida, hemos tenido que memorizar en clase de ciencias las partes del tronco del encéfalo: mesencéfalo, puente y bulbo raquídeo. Son términos que nos suenan, pero seguramente no nos dicen nada. Quizá les hubiéramos prestado más atención si alguien nos hubiera dicho que esta región del sistema nervioso esconde secretos fascinantes, y que durante décadas los científicos han debatido sobre si será aquí donde reside algo tan misterioso como la propia consciencia.

El tronco del encéfalo es una estructura básica que pone en conexión los nervios periféricos, la médula espinal y el cerebro anterior. Sería una especie de nudo de comunicaciones estratégico, como los puntos de tráfico donde confluyen varias autovías principales. Y, cuanto más sabemos sobre su funcionamiento, más dudas nuevas surgen al respecto.

Dentro del tronco del encéfalo existe una región denominada núcleo reticular giganto celular que, como su nombre indica, contiene unas neuronas de enorme tamaño. Son tan grandes que contienen enlaces a prácticamente todo el sistema nervioso, por lo que seguramente tienen un papel bastante importante.

 

Así activan el cerebro las neuronas gigantes

Hace pocas semanas, el Laboratorio de Neurobiología y Comportamiento de la Universidad de Rockefeller publicaba un artículo en PNAS en el que detallan un ensayo con ratones que arroja bastante luz sobre el funcionamiento de estas neuronas gigantes y su papel a la hora de activar el cerebro. “Basta ver la morfología de estas células para sospechar que son fundamentales”, recalca Donald Pfaff, director del laboratorio. “Pero, ¿para qué son importantes? Creemos que son esenciales para el inicio de cualquier comportamiento, lo que nosotros llamamos activación generalizada. Es el mecanismo que nos despierta por la mañana y el que nos mantiene conscientes a lo largo del día”.

Lo que Pfaff y sus compañeros hicieron fue buscar qué genes expresaban las neuronas gigantes, y para ello utilizaron una técnica denominada ‘retro-TRAP’ y desarrollada por ellos mismos. Los resultados revelaron que estas células cerebrales expresan un gen que codifica para la enzima óxido nítrico sintetasa endotelial (eNOS), que a su vez se encarga de la producción de óxido nítrico.

Aunque nos suena por ser un contaminante atmosférico bastante dañino, resulta que el óxido nítrico juega un papel muy importante como regulador de distintas funciones fisiológicas en las células. Como curiosidad: el brillo que emiten las luciérnagas se debe en parte a la acción del óxido nítrico en sus células.

Otra de las funciones bien conocidas del óxido nítrico es su acción como vasodilatador: al relajarse los vasos sanguíneos, aumenta el flujo de sangre oxigenada al tejido. Y una de las cosas que observaron los científicos del equipo de Pfaff fue que las neuronas gigantes que expresan genes para la eNOS están ubicadas cerca de los vasos sanguíneos.

En opinión de los investigadores, estas neuronas son tan importantes para el desarrollo normal de las funciones del sistema nervioso central, que tienen la capacidad de controlar su propio suministro de sangre. “Creemos que si estas neuronas necesitan más oxígeno y glucosa, liberarán óxido nítrico en los vasos sanguíneos cercanos para poder obtenerlos”, afirma el científico.

En sucesivos experimentos, los autores vieron que los cambios en el ambiente de los ratones, por ejemplo la introducción de nuevos olores, también estimulaban la actividad de la eNOS y como consecuencia se liberaba más óxido nítrico. “Cuando el animal se encuentra en un entorno familiar hay un nivel bajo de producción”, explica Inna Tabansky, otro de los investigadores. Pero, cuando el animal se tiene que adaptar un nuevo escenario, aumenta la actividad de las neuronas gigantes, lo que confirma su papel esencial en la activación generalizada.

 

Implicación en trastornos psiquiátricos

Algunas investigaciones genéticas han sugerido que estas neuronas están relacionadas con el desarrollo de afecciones como el trastorno bipolar o el TDAH, aunque no está claro el proceso que explicaría esta conexión.

Unas de las futuras líneas de investigación para el equipo de la Universidad de Rockefeller será precisamente esta. “Al menos en el cerebro de roedores ya sabemos que estos genes y las vías asociadas tienen una función fundamental en el sistema nervioso, así que es una primera pista”, ha afirmado Tabansky.

Referencia: Inna Tabansky et al., 2018. Molecular profiling of reticular gigantocellularis neurons indicates that eNOS modulates environmentally dependent levels of arousal. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.1806123115

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