Cómo organizamos nuestro cerebro

Contemplado desde nuestro orgullo como reyes de la creación, el cerebro humano nos parece el órgano más complejo del reino animal. Compuesto por incontables células nerviosas (neuronas) empaquetadas en una cavidad no mayor que la. de un balón de fútbol, contiene, neurona más o neurona menos, cien mil millones de células. Las neuronas se relacionan con otras por medio de conexiones (sinapsis) de tal forma que cada una puede recibir de 50 a 200.000 contactos de sus compañeras. Una simple operación matemática nos da un número de varios centímetros de longitud expresando las posibilidades de relaciones intercelulares. Sin embargo, nuestro cerebro está perfectamente organizado y cableado, y, en la mayoría de los casos, funciona aceptablemente bien.. ¿Cómo se organiza y quién dirige este aparente caos a partir de unas pocas células progenitoras (neuroblastos) presentes en el embrión?Actualmente existen dos modelos para explicar la específicación de los distintos territorios cerebrales y la identidad de grupos neuronales. Un modelo postula que ya en el embrión existe un mapa o mosaico inicial (protomapa) compuesto por unidades proliferativas, especificadas genéticamente. En este caso, el desarrollo de conexiones. durante la etapa embrionaria serviría para validar este mapa. La glía radial (una variedad celular presente durante el desarrollo) impediría la dispersión de grupos o clones celulares, guiando las células desde la zona generativa hasta su lugar exacto en la corteza. El segundo modelo postula que las neuronas en su origen son multipotenciales, pero que una progresiva restricción en la expresión de determinados genes daría lugar a tipos celulares únicos. La especificación final ocurriría durante el desarrollo, estando favorecida por señales (algunas conocidas con el expresivo nombre de semaforinas) presentes en el trayecto de emigración neuronal. Estaría igualmente favorecido por la presencia de otras neuronas generadas precozmente (neuronas pioneras) y por el tipo de conexiones que han de recibir.

Numerosos experimentos demuestran que la especificación de áreas en la corteza cerebral depende en última instancia de la respuesta del genoma (conjunto. de genes) á señales externas. El establecimiento de mapas corticales topográficos es, pues, independiente de su actividad; está programado genéticamente, pero su refinamiento y mantenimiento depende de aquellos factores internos, de su soporte trófico y del tipo de conexiones que habrá de recibir.

El establecimiento de conexiones es, pues, un proceso de importancia fundamental. Hoy día sabemos que muchas vías nerviosas aparecen señaladas en el embrión antes de ser ocupadas por las fibras. que discurren por ellas, como si se tratase de los mojones que indican por dónde habrá de construirse una carretera; bien por la presencia de células de desarrollo precoz, a modo de postes-guía, de tal forma que las fibras siguen el camino señalado por estas pioneras, o bien por la existencia de canales extracelulares preexistentes.

Experimentos llevados a cabo en nuestro laboratorio del Instituto Cajal demuestran que antes de que estas fibras alcancen sus dianas, existe un camino preestablecido que favorece el crecimiento de las fibras precisamente siguiendo este trayecto y no otro. La investigación de los mecanismos genéticos y moleculares del proceso de desarrollo y organización cerebral son fundamentales no sólo para entender cómo funciona nuestro cerebro, sino también para el diagnóstico y tratamiento de muchas patologías cerebrales. En ello están empeñados actualmente muchos centros de investigación del mundo.