Mover una mano, aprender una secuencia de pasos o abandonar una costumbre parecen acciones muy distintas. Sin embargo, todas dependen en parte de circuitos cerebrales que trabajan en estrecha coordinación. Un nuevo atlas internacional de los ganglios basales, anunciado este 12 de noviembre por el Instituto Salk, ofrece una oportunidad para investigar esos mecanismos con una precisión hasta ahora difícil de alcanzar.
La iniciativa reúne 28 publicaciones científicas en revistas de Cell Press y forma parte de un esfuerzo internacional por cartografiar el cerebro. Su objetivo no es producir una simple imagen anatómica, sino distinguir las poblaciones celulares que componen estas estructuras profundas y comprender cómo se organiza su actividad molecular.
UN MAPA QUE VA MÁS ALLÁ DE LA ANATOMÍA
Los ganglios basales participan en la selección y regulación de movimientos, pero también intervienen en procesos relacionados con la motivación y el aprendizaje. Cuando decidimos iniciar una acción, nuestro sistema nervioso debe coordinar señales que favorecen determinadas respuestas y limitan otras. Esa coordinación permite que una actividad cotidiana se ejecute sin necesidad de deliberar sobre cada contracción muscular.
La anatomía clásica permite reconocer regiones y conexiones. Sin embargo, dos células situadas muy cerca pueden desempeñar funciones diferentes. Para distinguirlas, los investigadores estudian, entre otros elementos, los genes que expresan y las características que definen su identidad. El atlas incorpora esa información a una representación tridimensional.
Esta perspectiva resulta especialmente importante porque una enfermedad no necesariamente afecta de la misma manera a todas las células de una región. Algunas poblaciones pueden ser más vulnerables, mientras que otras conservan su actividad o responden a los cambios del entorno. Conocer esas diferencias es un requisito para formular preguntas experimentales más precisas.
LAS HUELLAS MOLECULARES
El trabajo de los investigadores del Salk incluye el estudio de características epigenéticas. La epigenética examina mecanismos que influyen en la utilización de la información genética sin exigir cambios en la secuencia del ADN. Una célula nerviosa y otra de la piel pueden compartir prácticamente el mismo genoma y, aun así, utilizarlo de maneras muy diferentes.
La posibilidad de relacionar estas características con variantes genéticas asociadas a enfermedades abre una vía de investigación. Una asociación estadística, por sí sola, no demuestra que una variante provoque un trastorno. Pero puede ayudar a decidir qué poblaciones celulares conviene estudiar y qué mecanismos deben someterse a pruebas adicionales.
El valor de un recurso compartido también reside en que distintos equipos pueden contrastar sus resultados con una referencia común. Esto facilita la formulación de hipótesis y permite identificar diferencias entre experimentos que, de otro modo, serían difíciles de interpretar.
DEL PARKINSON A LOS HÁBITOS
El Parkinson constituye un ejemplo de la importancia clínica de estos circuitos. La pérdida de neuronas productoras de dopamina altera el funcionamiento de redes implicadas en el movimiento. Aunque existen tratamientos que alivian síntomas, todavía quedan preguntas fundamentales sobre la progresión de la enfermedad y las diferencias entre pacientes.
Los ganglios basales también son relevantes para investigar el síndrome de Tourette, la enfermedad de Huntington y determinados procesos relacionados con las adicciones. Esto no significa que todos esos trastornos compartan una causa única. Cada uno exige estudiar mecanismos específicos y comprobar experimentalmente qué cambios tienen consecuencias funcionales.
Una cartografía celular puede contribuir a esa tarea, pero no sustituye los ensayos clínicos. Antes de trasladar un hallazgo molecular a un tratamiento, es necesario demostrar su utilidad, evaluar posibles efectos adversos y establecer si el beneficio se mantiene en personas con la enfermedad.
UNA REFERENCIA PARA EL FUTURO
El desafío de la neurociencia contemporánea consiste en conectar distintos niveles de explicación: desde las moléculas que regulan una célula hasta los circuitos que sostienen una conducta. Un mapa detallado permite tender puentes entre esos niveles, aunque no explica por sí mismo cómo surge una decisión o por qué una persona desarrolla un trastorno.
El nuevo recurso constituye un paso hacia una cartografía más amplia del cerebro humano. Su importancia inmediata es científica: ofrece una base para diseñar investigaciones que antes carecían de referencias suficientemente detalladas. Las aplicaciones médicas dependerán de los resultados de esas investigaciones, no de la mera existencia del atlas.
La portada muestra un modelo anatómico ilustrativo del cerebro humano. Fotografía: Robina Weermeijer / Unsplash.
CIENCIALA SOMBRA DEL AGUJERO NEGRO RESISTE UNA NUEVA PRUEBA
