El estudio que sugiere que la comunicación neuronal a distancia es posible

Investigadores de ingeniería biomédica en la Universidad Case Western Reserve aseguran haber encontrado una forma de comunicación neuronal no identificada previamente, un descubrimiento que podría ayudar a los científicos a comprender mejor la actividad neuronal que rodea procesos cerebrales específicos y trastornos cerebrales.

El investigador principal Dominique Durand, profesor de Elmer Lincoln Lindseth en Ingeniería Biomédica y director del Centro de Ingeniería Neural en la Escuela de Ingeniería de Casos, dijo que “esto parece ser una forma completamente nueva de comunicación en el cerebro, así que estamos muy entusiasmados con esto”.

Hasta ahora, había tres formas conocidas en que las neuronas se “comunican” entre sí en el cerebro: a través de la transmisión sináptica, la transmisión axonal y lo que se conoce como “uniones de brecha” entre las neuronas.

Sin embargo, los científicos también han sabido que cuando muchas neuronas se activan juntas, generan campos eléctricos débiles que se pueden registrar con el electroencefalograma (EEG). Pero se pensaba que estos campos eran demasiado pequeños para contribuir a la actividad neuronal.

Sin embargo, estos nuevos experimentos en el laboratorio de Durand han demostrado que estos campos no solo pueden excitar a las células, sino que también pueden producir sus propios campos eléctricos y generar una ola de actividad autopropagante.

Esta nueva forma de comunicación encontrada se descubrió mientras los científicos de Case Western Reserve estaban analizando el mecanismo de propagación de ondas cerebrales relativamente rápidas similares a las generadas cuando dormimos. Lo llaman acoplamiento o acoplado o eléctrico, una referencia al campo eléctrico de bajo nivel conocido y observado en el cerebro, pero ahora se cree que también es capaz de generar actividad neuronal.

“Hemos sabido de estas olas durante mucho tiempo, pero nadie conoce su función exacta y nadie creía que pudieran propagarse espontáneamente”, dijo Durand. “He estado estudiando el hipocampo, en sí solo una pequeña parte del cerebro, durante 40 años y me sigue sorprendiendo”.

Esa sorpresa llegó a su punto máximo durante una serie de experimentos en los que Durand y su equipo observaron un “salto” de onda a través de un corte que habían hecho en el tejido cerebral, un fenómeno que concluyeron que solo podía explicarse por el acoplamiento del campo eléctrico.

Una y otra vez, la onda cerebral parecía saltar a través de la brecha vacía.Imagina la “ola” de un fanático del estadio cuando golpea las gradas vacías en el jardín central. Usted espera que la ola salga a borbotones, pero la multitud lo recoge de nuevo en el jardín derecho y continúa recorriendo la multitud.

Excepto que esto era un comportamiento de onda en un tejido neural que nunca antes había sido informado por los neurocientíficos, o cualquier otra persona, dijeron los científicos.

Durand dijo que no lo creyó cuando lo vio. Tampoco lo hicieron los colegas investigadores en su laboratorio o un socio de la Universidad de Tianjin en China.

“Fue un momento asombroso”, dijo, “para nosotros y para cada científico que hablamos sobre esto hasta ahora”.

El comité de revisión en The Journal of Physiology requirió que los investigadores de Case Western Reserve realizaran experimentos adicionales para verificar dos y tres veces su trabajo antes de aceptar publicar el trabajo.

“Pero cada experimento que hemos hecho desde entonces para probarlo lo ha confirmado hasta ahora”, dijo Durand.

Comunicación eléctrica

Un estudio, publicado en Science, a principios de 2018 apuntó que existe comunicación entre una clase específica de neuronas, las dendritas, que prolongaciones ramificadas del núcleo celular, o soma. La neurociencia aceptó como verdad que los núcleos generaban breves impulsos eléctricos para conectarse y comunicarse entre sí, y que esos impulsos activaban a las dendritas, que de manera pasiva los transmitían hacia otra neurona.

La nueva investigación demuestra que las dendritas, en realidad, podrían generar su propia actividad eléctrica, y con una frecuencia 10 veces mayor a la que se estimaba. Eso echa por tierra la convicción de que los impulsos del núcleo son el modo principal en que se dan la percepción, el aprendizaje y la formación de los recuerdos.

Otro avance importante se anunció en agosto de 2018, en el cual un grupo de neurocientíficos descubrió un nuevo tipo de neurona, a la que llamaron rosa mosqueta por su aspecto “compacto, con muchas ramificaciones”, que se asemeja al fruto de la rosa. Se trata de una célula cerebral desconocida, con un patrón genético específico, una forma distintiva y numerosas conexiones con otras neuronas. Con otra particularidad: existe en los humanos pero no se la identificó jamás en ratones.

“Haber hallado un tipo de célula que pertenece exclusivamente a los humanos nos ayuda a comprender las diferencias fisiológicas que subyacen a nuestras mayores capacidades cognitivas“, presentó Live Science el descubrimiento. Se espera que pueda servir en la investigación de tratamientos para trastornos vinculados con el cerebro.

El hallazgo de Trygve Bakken, del Instituto Allen de Ciencia del Cerebro, de Seattle, Estados Unidos, y Gábor Tamás, del Departamento de Anatomía, Fisiología y Neurociencia de la Universidad de Szeged, Hungría, se publicó en la revista académica Nature. Los dos equipos habían identificado, de manera independiente, a la neurona rosa mosqueta; cuando supieron que trabajaban en lo mismo, decidieron colaborar.