Millones de fibras conectan una mitad y otra del cerebro de mamíferos. Juntas forman el cuerpo calloso y transmiten información esencial para que los dos hemisferios cerebrales puedan comunicarse entre sí. Si este cableado no se forma bien durante el desarrollo postnatal, los hemisferios funcionarán de manera descoordinada, lo que llevará a la pérdida de las funciones superiores del cerebro y a enfermedades mentales con origen en el desarrollo.
Investigadores del CNB-CSIC han publicado hoy un trabajo en la revista Neuron. En él explican que la actividad neuronal durante los primeros días tras el nacimiento, orquestada por la expresión de Cux1 –una proteína que influye en la diferenciación neuronal–, es esencial para que esta autopista de información se forme correctamente. Este estudio ha sido posible gracias a la contribución de La Fundación Ramón Areces, La Fundación Bancaria La Caixa así como del Ministerio de Economía y Competitividad.
“Hasta ahora no se había comprendido esta importante función de la actividad eléctrica temprana en el cerebro. Nosotros hemos visto que es esencial para un correcto cableado entre hemisferios”, indica Marta Nieto, investigadora del CNB y autora del trabajo.
Una ventana de tiempo tras el nacimiento para atajar problemas como el autismo
Los científicos han relacionado la actividad eléctrica postnatal con la expresión de Cux1, un factor de transcripción que especifica el subtipo de neurona en el que se convertirán ciertas células del cerebro. “Cux1 influye en la actividad de la neurona en el cerebro en desarrollo. Gracias a esto controla, en última instancia, la formación de las conexiones –explica Nieto–. Por primera vez, un factor de transcripción y la actividad neuronal postnatal se han relacionado con la formación de una estructura cerebral tan importante como es el cuerpo calloso”.
Cuando los científicos inactivaron el gen Cux1 en embriones de ratón, las neuronas dejaban de expresar en sus membranas canales de potasio Kv1. El resultado era una actividad eléctrica anormal. Como consecuencia, la neurona era incapaz de formar la conexión a través del cuerpo calloso.
Se sabe que, en el cerebro adulto, cada neurona tiene su actividad característica, un código que le sirve para comunicarse con otras células del circuito. Este trabajo demuestra que, ya durante el proceso de formación del circuito, la actividad propia de cada neurona contiene información que determina con quién va a ser capaz de conectarse.
Pero, además, el estudio ha demostrado que si se recupera la función de estas proteínas tras el nacimiento, el cerebro es capaz de reconectarse correctamente. “Durante un tiempo limitado después del nacimiento podemos restaurar las conexiones perdidas”, explica Carlos García Briz, uno de los autores. Según el científico, esto sugiere que podría haber esperanza de recuperación en condiciones patológicas humanas relacionadas con una incorrecta formación del cuerpo calloso o una pérdida de conexiones neuronales de otros tipos. “Nos gustaría continuar esta línea de trabajo e intentar alargar esta ventana de tiempo en la que es posible recuperar la función perdida”, añade García Briz.
- Rodríguez-Tornos et al., Cux1 Enables Interhemispheric Connections of Layer II/III Neurons by Regulating Kv1-Dependent Firing, Neuron (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2015.12.020
