Nuestras células cerebrales y la neurogénesis

Todo el mundo quiere mantener sus células grises en forma y sanas. ¿Pero cómo se hace eso? Le mostramos lo que hace especiales a las células cerebrales, lo que las últimas investigaciones nos han dicho sobre ellas y cómo puede apoyarlas en su trabajo.

El cerebro, o cerebrum en términos técnicos, es la sede de nuestra materia gris. Aunque sólo representa alrededor del 2% de nuestro peso corporal total, ocupa alrededor del 20% de nuestra tasa metabólica básica y del consumo de oxígeno. Esto se debe a que está formado por unos 100.000 millones de células nerviosas -también llamadas neuronas- y, como sistema nervioso central, controla un número casi infinito de funciones.

El cerebro y sus funciones

En términos simplificados, el cerebro puede dividirse en cuatro áreas principales que realizan diferentes tareas:

• El cerebro, en el centro, está formado por dos hemisferios conectados y es probablemente la parte más conocida del cerebro. Como centro de comunicación, conecta todos los órganos, sistemas orgánicos y tejidos entre sí.
• El diencéfalo está formado por el tálamo, el hipotálamo, el subtálamo y el epitálamo. Desde allí se transmite la información de nuestros órganos sensoriales hacia y desde el cerebro, se controlan numerosos procesos vitales físicos y mentales y se regula en parte el control del sueño y la vigilia.
• El cerebelo es responsable del equilibrio, los movimientos y su coordinación y desempeña un papel en la adquisición del lenguaje y el aprendizaje social.
• El tronco encefálico es la parte más antigua del cerebro y está formado por fibras nerviosas entrantes y salientes. Procesa las impresiones sensoriales entrantes y la información motora saliente, regula procesos automáticos como los latidos del corazón, la respiración o el metabolismo y controla reflejos importantes como el cierre de los párpados, la deglución y la tos.

A estas alturas debería estar clara la influencia real del cerebro en nuestra existencia. A través de las vías nerviosas entrantes y salientes, está conectado como el ordenador principal con todo el cuerpo para poder realizar las tareas mencionadas anteriormente. La longitud de las vías nerviosas así creadas es de unos 5,8 millones de kilómetros. Esto corresponde a 145 veces la circunferencia de la Tierra. Pero, ¿cómo se producen estas conexiones? ¿Y cómo consigue nuestro cerebro coordinar todas estas tareas?

Nuestras células cerebrales, las neuronas

Pues bien, todo comienza con las células nerviosas de nuestro sistema nervioso central: las neuronas. Además de un núcleo y un cuerpo celular, también constan de procesos de células nerviosas llamados dendritas. Pueden tener hasta un metro de longitud y una sola célula nerviosa puede utilizarlas para conectarse con otras 30.000 células nerviosas.

Además, las neuronas son capaces de establecer conexiones con otras células nerviosas a través de los llamados axones. Forman una red de comunicación para poder transmitir mensajes de forma eficaz y rápida. Para ello, utilizan cargas eléctricas con una velocidad de 0,001 metros por segundo y pueden así comunicarse unas 500 veces por segundo.

Cuando los axones de dos neuronas se conectan, la conexión resultante se llama sinapsis. Sin embargo, estas sinapsis no sólo conectan las células nerviosas directas entre sí, sino que también establecen contacto con partes más distantes del cuerpo a través de la red. Por medio de mensajeros químicos -los llamados neurotransmisores- las células del cerebro pueden intercambiar información. Así es como nuestro cerebro puede comunicarse directamente con nuestro dedo pequeño del pie.

Cuantas más sinapsis tenga una neurona, más información podrá transmitir. En total, hay más de 100 billones de sinapsis en nuestro cerebro. Gestionan unas 1013 operaciones de cálculo analógico por segundo. Todo un logro para nuestro principal centro informático, creemos.

Por cierto, las neuronas están protegidas por las llamadas células gliales, también células de nuestro cerebro. También proporcionan aislamiento eléctrico al cubrir las neuronas y participan de forma significativa en el transporte de sustancias y el intercambio de fluidos. Pero, ¿por qué es importante todo esto?

Decaimiento neuronal

Pues bien, desgraciadamente, a medida que envejecemos, el número de neuronas disminuye constantemente, de modo que a los 80 años ya hemos perdido alrededor del 30% de nuestras neuronas. Una de las razones es que el metabolismo medio inusualmente alto del cerebro también produce una cantidad inusualmente alta de residuos, algunos de los cuales son perjudiciales para nuestro cerebro.

Aunque nuestro cerebro tiene su propio comando de limpieza en forma de sistema que elimina las sustancias nocivas, desgraciadamente todos y cada uno de nosotros realizamos cada día decenas de acciones que dañan nuestras neuronas. Sí, incluso provocamos el deterioro neuronal y, por tanto, la pérdida cognitiva.

¿No es consciente de ninguna culpa? Pues bien, si ahora le decimos que entre estos malos hábitos se encuentran el consumo de cigarrillos o de bebidas alcohólicas, así como la mala alimentación, el sueño insuficiente o la tensión y el estrés, probablemente verá rápidamente la luz. Porque, como hemos hablado a menudo, estos hábitos dañan nuestras células, y con ellas nuestras células cerebrales, las neuronas.

Malas noticias, ¿no? Al fin y al cabo, todos tenemos un año o dos de pecados a nuestras espaldas. Pero no se preocupe, no le dejaremos solo con esta mala noticia, por supuesto. Porque los últimos descubrimientos científicos traen esperanza.

El secreto de la neurogénesis

Los científicos han podido demostrar que nuestras células cerebrales no se crean -como se suponía- al nacer y no se dividen después. Al contrario: el cerebro adulto también puede formar nuevas células nerviosas hasta una edad avanzada, como ha podido demostrar un equipo dirigido por María Llorens-Martín, de la Universidad Autónoma de Madrid, en un estudio de 2019.

Los investigadores examinaron muestras de tejido del cerebro de 58 pacientes fallecidos hasta los 87 años y descubrieron neuronas inmaduras -es decir, recién formadas- en el hipocampo. Esto deja claro que el proceso de regeneración o formación de nuevas células nerviosas -la llamada neurogénesis- disminuye con la edad, pero no se detiene.

Las neuronas se desarrollan -como la mayoría de nuestras células- gracias a la competencia celular de renovación a partir de células madre. Puede leer más sobre esto aquí. Así lo confirmaron también neurocientíficos de la Universidad de Pensilvania, según informaron en la revista científica "Cell". Han podido identificar las células madre de los ratones a partir de las cuales se desarrollan nuevas células nerviosas.

"Hemos podido demostrar que se trata de un linaje de células madre en el hipocampo que está presente desde el cerebro embrionario hasta el adulto y que forma continuamente neuronas", explicó Hongjun Song, autor del estudio. "Estas nuevas neuronas inmaduras son más flexibles que las más antiguas. Pueden establecer conexiones más fácilmente. Esto es importante para el aprendizaje, la memoria y el estado de ánimo. Los resultados sugieren que nuestro cerebro es capaz de mejorar, adaptar e integrar constantemente nuevas células en sus circuitos."

Se dice que cada día se crean unas 1.400 células nuevas en el hipocampo. Con ellas se intercambia aproximadamente un tercio de las células cerebrales a lo largo de nuestra vida. Ludovic Telley y sus colegas de la Universidad de Ginebra han investigado exactamente cómo sucede esto. Con la ayuda de embriones de ratón, investigaron cómo se forman las diferentes neuronas. El resultado: las células madre neocorticales pasan por diferentes etapas de la vida. En cada etapa, se desenvuelve un programa genético diferente y, por tanto, se forma un tipo de neurona diferente.

Según su investigación, un determinado complejo proteico -el llamado complejo PRC2- es el responsable de ello. Activa las diferentes etapas y estimula la producción de neuronas. La coautora Nicole Amberg, del Instituto Austriaco de Ciencia y Tecnología de Klosterneuburg, dijo: "Ahora tenemos una idea más clara de cómo las células madre neurales forman el tipo y el número adecuados de neuronas durante el desarrollo cortical".

Curiosamente, el estudio también descubrió que las células madre se vuelven más receptivas a las influencias ambientales con el paso del tiempo. Así, los programas genéticos que se activan posteriormente también dependen cada vez más de las señales externas. Esto también se aplica en general a la neurogénesis en los adultos. Está influida tanto por la información genética como por factores externos. ¿Qué significa esto en términos concretos? Podemos inhibir o estimular nuestra neurogénesis.

Estimular la neurogénesis

Ya hemos explicado que podemos influir negativamente en nuestras neuronas con nuestros hábitos. Pero lo bueno es que también podemos influir en ellos y en su renovación de forma positiva. Los estudios en ratones han demostrado que la actividad física contribuye a la formación de neuronas.

Y aunque los estudios con ratones no se pueden trasladar de uno en uno a los humanos, la neurocientífica Sandrine Thuret de King's College London está convencido de que la neurogénesis puede ser influenciada de manera similar en los seres humanos. Mencionó el aprendizaje de algo nuevo, el ejercicio, el sexo y una dieta equilibrada como estímulos positivos para la formación de neuronas. Mientras que el estrés, la falta de sueño y el alcohol reducen la neurogénesis. Sus afirmaciones también están parcialmente respaldadas por estudios de 2011 y 2016, según los cuales estos factores tienen un efecto positivo y negativo en la memoria, respectivamente. Sin embargo, queda por aclarar si esto se debe realmente a la neurogénesis.

Los investigadores de Pensilvania, que identificaron esas células madre en ratones que son capaces de realizar neurogénesis, quieren ahora comprobar si también se dan en otros mamíferos y, especialmente, en los humanos. De ser así, ellos y la ciencia estarían un gran paso más cerca de poder utilizar los hallazgos de forma terapéutica. Guo-Li Ming, coautor del estudio, afirma: "El estudio da pistas sobre lo que mantiene joven al cerebro, cómo preservar la memoria y la capacidad de aprendizaje. Si se puede utilizar este mecanismo, se podría regenerar o reparar partes del cerebro".

Pero pasará algún tiempo antes de que eso ocurra. Lo que puedes hacer durante tanto tiempo no es sólo estimular tu neurogénesis, sino también asegurarte de que tus células cerebrales se mantengan en forma y activas, y por tanto no formen parte del 30% de neuronas que perdemos a medida que envejecemos.

Mantenga sus células cerebrales activas

Las células cerebrales activas son células cerebrales buenas. Todos conocemos el refrán "la piedra que rueda no recoge el musgo" y, especialmente cuando se trata de nuestras neuronas, no podría ser más acertado. Los científicos han demostrado que las células cerebrales activas -es decir, entrenadas- aportan diversas ventajas:

1. Las neuronas activas reciben más sangre.

Las zonas cerebrales activas necesitan más energía, más oxígeno y más glucosa, por lo que reciben un mejor flujo sanguíneo para satisfacer estas necesidades. En consecuencia, si se activa una parte del cerebro -por ejemplo, mediante el entrenamiento cerebral-, fluye más sangre a esa zona y, por tanto, más oxígeno. Dado que las neuronas son muy dependientes del suministro de oxígeno, esto es una gran ventaja. Si reciben muy poco oxígeno, mueren prematuramente. 2.

2. Las neuronas activas tienen más conexiones.

Como se ha explicado anteriormente, una neurona se conecta a otras neuronas a través de las dendritas. Pero el hecho es que las células cerebrales activas se conectan más a menudo que las inactivas. Esto significa que siguen siendo una parte activa de la red neuronal. Cuanto mayor sea la red neuronal de una célula, más posibilidades tendrá de activarse y sobrevivir a largo plazo.

3. Las neuronas activas producen más "sustancias de mantenimiento".

Las neuronas activas están unidas por el llamado factor de crecimiento nervioso (NGF) -una proteína- y marcadas como activas, diferenciadas y sensibles. Esto es algo bueno, porque les hace producir aún más NGF. Esto crea un círculo vicioso positivo para fortalecer la célula.

4. Las neuronas activas estimulan la migración de las células beneficiosas.

Como se ha descrito anteriormente, las células madre de nuestro hipocampo forman nuevas células cerebrales gracias a la neurogénesis. Ahora bien, si mantenemos nuestras neuronas activas, estas nuevas células pueden migrar a otras zonas del cerebro, dependiendo de dónde se necesiten. Tras una lesión cerebral, por ejemplo, las nuevas células se desplazan a las zonas dañadas y pueden imitar el funcionamiento de las células vecinas en ellas. De este modo, ayudan a restaurar parcialmente la zona dañada.

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