Cómo se autorregula tu cerebro

Aunque las neuronas viven por muchos años, sus componentes (las proteínas y las moléculas) continuamenteestán siendo reemplazadas. Pero, ¿cómo es que esta continua reconstrucción se lleva a cabo sin afectar nuestra capacidad de pensar, recordar, aprender o experimentar el mundo?

Esta cuestión ha intrigado a los científicos durante mucho tiempo. Eve Marder, profesor de neurociencia ha construido un nuevo modelo teórico para entender cómo las células controlan y auto-regulan sus propiedades.

Los canales iónicos (las puertas moleculares en la superficie de las células) determinan las propiedades neuronales necesarias para regular todo. Las diferentes combinaciones de tipos de canales iónicos se encuentran en cada tipo de neurona y los receptores permiten a las neuronas comunicarse entre sí. Tanto los receptores como los canales iónicos constantemente están dando vueltas, por lo que necesitan células veloces que se sustituyan evitando la interrupción de la función normal del sistema nervioso.

Los científicos han considerado la idea de un tipo de “ajuste fábrica” de los números de los canales iónicos y receptores en cada neurona. Sin embargo, esta idea parece inverosímil ya que hay mucho cambio en el entorno de una neurona en el transcurso de su vida. Si no hay ningún ajuste de fábrica, entonces las neuronas necesitan un medidor interno para monitorear la actividad eléctrica y en consecuencia, ajustar la expresión de los canales iónicos. Debido a que una neurona es parte de un circuito más amplio, también se tiene que hacer esto mientras se mantiene la homeostasis de todo el sistema nervioso.

El laboratorio Marder construyó un nuevo modelo teórico de la regulación de los canales iónicos basándose en el concepto de un “sistema de control interno”. El equipo, compuesto por Timothy O’Leary, Alex Williams, Alessio Franci y Marder, descubrió que las células no necesitan medir cada detalle de la actividad para mantener el funcionamiento del sistema. De hecho, el exceso de detalles puede afectar este proceso.

Los investigadores también descubrieron que las células pueden tener propiedades similares, pero diferentes tipos de expresión en los canales iónicos, por ejemplo “homófonos celulares” que suenan igual pero se ven muy diferentes.

El modelo mostró que el sistema de monitoreo interno diseñado para controlar la actividad eléctrica puede conducir a la alta excitación neuronal, base de las convulsiones. Incluso si los puntos de ajuste se mantienen en las neuronas individuales, la homeostasis global en el sistema se puede perder.

Asimismo, el estudio representa un avance importante en la comprensión del cerebro humano y puede llevar la creación de diferentes estrategias terapéuticas para el tratamiento de enfermedades.