Diez descubrimientos sobre el cerebro en 2015

El lugar donde nace la felicidad

Los psicólogos saben que la felicidad , además de favorecer la  empatía, facilita el rendimiento cognitivo, la resolución de problemas y la creatividad , la curiosidad y la flexibilidad mental, así como el aprendizaje y la memoria. Pero el mecanismo neural que justifica estas observaciones está por descubrir.

Por eso un equipo de investigadores de la Universidad de Kioto se ha adentrado en la misteriosa selva del cerebro en busca de la fuente de la felicidad , una emoción muy relacionada con la autoestima y la confianza en uno mismo.

Resonancia magnética en mano, decidieron examinar el cerebro de los participantes en su investigación después de haberles pasado un test para conocer lo felices que eran habitualmente, la intensidad con que sienten las emociones, y cómo de satisfechos estaban con sus vidas.

Su análisis,  publicado en “ Scientific Reports ”, reveló que quienes obtuvieron calificaciones más altas en las encuestas de felicidad tenían más materia gris en una zona del cerebro denominada precuneus, o  precúneo . En otras palabras, esas personas que sienten una felicidad más intensa, la tristeza con menos intensidad, y son más capaces de encontrar sentido a la vida tienen precuneus grandes.

Situado internamente entre los dos hemisferios cerebrales, en la zona  posterior, el precúneo es una de las regiones con mayor número de conexiones de la corteza cerebral, y actúa como un nodo logístico que permite el procesamiento de la información

Lo que el ejercicio aporta al cerebro

Se sabe que la actividad física mejora los déficits cognitivos, sensoriales y motores en la vejez tanto en humanos como en ratones. Pero no se sabe muy bien cómo. Un estudio de la universidad de Tufts publicado en  PLoS Biology aportó pistas. Los voluntarios en este caso han sido ratones. Pero los resultados son contundentes . Los cambios estructurales asociados a la vejez, que hacen más vulnerable la barrera hematoencefálica (la muralla que defiende al cerebro) y dan lugar a la inflamación de los tejidos cerebrales en ratones viejos, se pueden mitigar cuando los animales corren con regularidad. Según los investigadores, estos datos proporcionan una explicación de los efectos beneficiosos y protectores del ejercicio frente al deterioro cognitivo y la demencia en los seres humanos.

“En los tiempos que corren, con tantas distracciones y comodidades, es fácil caer en un estilo de vida que no incluye suficiente ejercicio. Con una población que envejece, esperamos que nuestro estudio ayude a fomentar un estilo de vida saludable que incluya ejercicio”, resaltan.

Se trata de una prueba más de que hay que poner el énfasis en la prevencíón del alzhéimer , destinando más dinero a ello, porque tal vez sea en la actualidad la manera más eficaz de disminuir el número de casos de esta devastadora patología neurodegenerativa.

El sistema linfático del cerebro

En un descubrimiento sorprendente que daba un vuelco a lo que los médicos y estudiantes de biología han aprendido a lo largo de 70 año s, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia han encontrado que el cerebro está conectado directamente al sistema inmunológico por vasos sanguíneos, en contra de lo que se creía. Aunque es una conexión diferente de la del resto del organismo, esto pone de manifiesto que en ciencia no hay dogmas. Que estos vasos sanguíneos no se hayan detectado al mapear el sistema linfático tan a fondo en todo el cuerpo es sorprendente, pero el verdadero significado del descubrimiento, según los autores del hallazgo, radica en los efectos que podría tener en el estudio y tratamiento de las enfermedades neurológicas que van desde el autismo a la enfermedad de Alzheimer a la esclerosis múltiple.

“El hallazgo muestra que el cerebro, como cualquier otro tejido, está conectado al sistema inmune periférico a través de los vasos linfáticos meníngeos", explica Jonathan Kipnis, del Departamento de Neurociencias de la Universidad de Virginia. Su investigación, aseguran, " cambia por completo la forma en que percibimos la interacción entre el cerebro y el sistema inmune . Siempre nos había parecido algo esotérico que no podía estudiarse. Pero ahora podemos hacer preguntas mecanicistas". El hallazgo se publicó en Nature y ha estado entre las noticias más difundidas este año.

El exceso de sal daña el cerebro

Un equipo internacional dirigido por científicos de la Universidad McGill encontró en febrero pasado que la ingesta excesiva de sal “reprograma” el cerebro. Al parecer el exceso de este condimento interfiere con un mecanismo de seguridad natural del cerebro que impide que la presión arterial se eleve. La relación entre la sal y la hipertensión es bien conocida, pero hasta ahora no sé sabía de qué manera el consumo elevado de sal llevaba a un aumento de la presión arterial.

El cerebro de los roedores ha permitido averiguar que mucha sal en la dieta  provoca cambios en un circuito del hipotálamo , una estructura del cerebro que hace de puente entre el sistema nervioso y el endocrino. Entre sus competencias están la de regular la presión arterial y el metabolismo, el apetito, la reproducción o la respuesta al estrés. El exceso de sal, explican los investigadores, desregula este circuito y hace que se libere una cantidad excesiva de una hormona antiduirética, la vasopresina. El resultado es un aumento de presión sanguínea.

En condiciones normales, cuando la la presión arterial se eleva, una terminaciones nerviosas situadas en la arteria aorta, denominados barorreceptores, envían señales a las neuronas que producen vasopresina para que dejen de liberarla. Pero una ingesta alta de sal prolongada en el tiempo “estropea” este mecanismo de seguridad que frena la subida de la presión arterial.

Los hallazgos, publicados en la revista  Neuron , aportan la primera demostración de que el consumo elevado de sal puede afectar a la presión sanguínea actuando sobre un circuito cerebral encargado de mantener el equilibrio. La desactivación de este mecanismo de seguridad permite que la presión arterial se eleve cuando se ingiere mucha sal durante un largo período de tiempo.

La respuesta del cerebro a lo inesperado

Los cerebros infantiles generan señales neuronales cuando se alteran sus expectativas sobre lo que ocurre a su alrededor, según un estudio publicado en  Nature Communications . Y lo hacen ya a los doce meses . Estas respuestas se desarrollan sólo en respuesta a acontecimientos inesperados , en consonancia con los mecanismos cognitivos conscientes.

Sid Kouider y sus colegas investigaron cómo los cerebros de los bebés responden a los acontecimientos visuales que difieren de sus expectativas previas y registraron la respuesta de su cerebro mediante electroencefalografía (EEG), una técnica no invasiva.

Así comprobaron que cuando les mostraban una imagen no relacionada con las anteriores se amplifica específicamente un componente de la respuesta electroencefalográfica asociado con el procesamiento consciente

Este estudio proporciona evidencia de que el cerebro infantil produce señales asociadas con la sorpresa o la alteración de sus expectativas, una señal que sirve como indicación fundamental para aprender de los acontecimientos inesperados y sus consecuencias .

La noticia que no debió darse

El pasado mes de septiembre, la Sociedad Española de Neurología envió un nota de advertencia a los los medios de comunicación a raíz de un artículo publicado en Nature que se tradujo con titulares del estilo de “ El alzhéimer puede transmitirse de persona a persona ”. Se trataba de una interpretación errónea, alarmista y sin fundamento de un trabajo dirigido por los investigadores John Collinge y Sebastian Brandner, del Departamento de Enfermedades Neurodegenerativas del Instituto de Neurología de Londres y la Clínica Nacional de Priones en Reino Unido.

En el artículo, los investigadores informaban que habían encontrado proteínas características del alzhéimer en personas que recibieron en los años 80 la hormona de crecimiento a partir de pituitarias de cadáveres. El estudio era muy pequeño, con ocho pacientes, que habían desarrollado demencia. La forma de transmisión probablemente había sido iatrogénica, es decir, por causa de un procedimiento médico hoy desfasado a raíz de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJ), más conocida como “de las vacas locas”.

Aunque no es la única explicación, como explicaba David Allsop, catedrático de Neurociencia, de la Universidad de Lancaster: “Imagino que esto puede dar lugar a una gran cantidad de titulares engañosos . Lo que el trabajo muestra es que algunas personas tratadas con la hormona de crecimiento humano que posteriormente desarrollaron Enfermedad de CJ también mostraron evidencia de depósitos de proteína β-amiloide, una característica clave de la enfermedad de Alzheimer, en sus glándulas pituitarias. Lo que el trabajo NO demuestra es si estas personas hubieran desarrollado la enfermedad de Alzheimer si hubieran vivido lo suficiente (murieron de la enfermedad de CJ) ni que sus depósitos de β-amiloide fueran causados por la contaminación de la hormona del crecimiento con una forma aberrante de β-amiloide. Una posible, y de hecho probable, explicación es que la deposición de la “proteína priónica “ en la enfermedad de CJ puede resultar, en algunos casos, en la acumulación conjunta de β-amiloide”.

Pese a todo, en muchos medios se interpretó que el alzhéimer, o una de sus proteínas anómalas características, podía transmitirse de persona a persona. Un error de concepto importante que generó confusión, pese a la advertencia previa de la revista que lo publicaba.

Cómo generar falsos mitos

Quién esté libre de pecado, que tire la primera piedra, solemos decir. Y es que en esto de publicar noticias de dudosa base científica no se libran ni las revistas especializadas de primera línea. En 2011 se destapó el escándalo de un hasta entonces prestigioso psicólogo que había publicado varios de sus trabajos en Science . Uno de ellos a principios de ese mismo año aseguraba que los entornos desordenados favorecen la discriminación y los estereotipos. Otros anteriores sostenía que comer carne nos hace más agresivos. Como reconoció el propio Stapel, de la Universidad de Tilburg, los datos y resultados de sus trabajos habían sido inventados .

Ahora la revista Science pone una tirita en aquella dolorosa herid a que refleja la ligereza con la que se aceptan artículos porque sus titulares venden . Y lo hace destacando como una de las noticias del año el esfuerzo por lograr de replicabilidad de los estudios en psicología . Una característica inherente a la ciencia. Los resultados de una investigación deben poder ser reproducidos por otros grupos de trabajo independientes del original para que sean aceptados.

Y resulta que en el campo de la psicología esto no ocurre siempre. O al menos eso es lo que concluía Science en agosto pasado, donde 270 investigadores intentaron repetir los resultados de un centenar de artículos sobre psicología. Al parecer solo 39 de esos estudios pasaron la prueba, aunque por los pelos, porque en alguno los resultados fueron diferentes a los publicados inicialmente. La presión por publicar se alegó como descargo.

¿Pone esto en jaque la credibilidad de la psicología? No. Muchos investigadores están trabajando de forma fiable, y no maquillan sus resultados cuando no resultan atractivos. Tal vez tienen más dificultades para publicar por eso. Los trabajos que «se venden mejor» son los novedosos, que se reproducen sin parar, alimentando titulares, mitos y estereotipos sobre el cerebro, pese a que se hayan realizado con un número bajo de participantes y sean difíciles de replicar.

Editar genes en el cerebro

La técnica que permite editar el genoma (CRISPR), para corregir errores ha sido destacada también por Science como descubrimiento del año. Galardonada con el premio Princesa de Asturias en 2015 , también puede ser de utilidad para entender el complejo funcionamiento de los genes en el cerebro. También podría tener aplicaciones en terapia génica (la técnica que no acaba de cuajar, y menos en el cerebro).

Puede ser útil en enfermedades neurológicas de origen genético que dependan de un solo gen dominante, como la esclerosis lateral amiotrófica familiar o patologías como la enfermedad Hungtington o la ataxia espinocerebelosa tipo 1, apunta John Engelhardt, del Centro de Terapia Génica de la Universidad de Iowa.

Esta herramienta ha abierto la puerta al desarrollo de nuevos modelos para el estudio de la complejidad del sistema nervioso , incluyendo modelos animales y otros derivados de células madre in vitro. La edición génica tiene potencial para avanzar en la investigación en neurociencia tanto básica como traslacional.

No hay dos neuronas iguales

Cada neurona de nuestro cerebro tiene más de un millar de mutaciones genéticas que son únicas y que no están presentes en sus vecinas. Esas mutaciones aparecen después del nacimiento , una vez que el desarrollo del cerebro se completa. A diferencia de lo que ocurre con las mutaciones en otras células, que se producen en la división celular, en las neuronas estas variaciones ocurren mientras los genes están activos , ya que las células cerebrales no se dividen.

De hecho, los genes que más se utilizan serían los más frágiles a la hora de sufrir alteraciones en el cerebro. Una hallazgo sorprendente que publicó el pasado mes de octubre la revista Science . El trabajo muestra por primera vez que las mutaciones que ocurren en el resto de las células del organismo están presentes también en cantidades significativas en el cerebro de las personas sanas.

Todavía no está claro cómo estas mutaciones afectan a la función del cerebro normal , o en qué medida contribuyen a la enfermedad. Pero el seguimiento de esas mutaciones podría ayudar a esclarecerlo y permite además trazar un árbol genealógico de cada neurona , que ayudará a comprender más en detalle el desarrollo del cerebro. “ El genoma de una sola neurona es como un registro arqueológico de esa célula ”, señalan los investigadores.

La huella dactilar del cerebro

La singularidad del cerebro va más allá de las simples neuronas. También el patrón de conexiones neuronales de cada persona es único y se puede utilizar como una especie de huella dactilar para identificar de forma fiable a un individuo dentro de un grupo. Y sin posiblidad de alteración , como la huella dactilar o el aspecto físico. Un hallazgo publicado en Nature Neuroscience que sugiere que este patrón único de conexiones también puede ser útil para predecir la capacidad de pensamiento lógico de una persona y su habilidad para resolver problemas en situaciones desconocidas con eficacia y rapidez.

Los estudios de Neuroimagen analizan la actividad cerebral de grupos de personas para comprender mejor el funcionamiento del cerebro. Pero a menudo ignoran las diferencias individuales en la actividad cerebral. Sin embargo este trabajo afirma que esas diferencias individuales, basadas en el perfil de conectividad, son estables y sirven para identificar a las personas, al mismo nivel que las huellas dactilares. Además esos perfiles de conectividad pueden predecir la inteligencia fluida , una medida de la capacidad de razonamiento rápido y solución de problemas. Las diferencias más claras aparecían en las redes frontomedial y frontoparietal, que comprenden regiones del cerebro asociadas al control de las tareas cognitivas.