La vida secreta del cerebro: un atlas celular identificó tres etapas clave desde la vida prenatal hasta la vejez
El cerebro humano permanece en cambio constante: atraviesa modificaciones profundas desde los primeros meses de vida hasta la vejez, con efectos sobre distintas capacidades como la planificación, el razonamiento complejo y el control de los impulsos. Aun así, se sabía poco sobre la evolución precisa de las distintas poblaciones celulares durante toda la vida.
El consorcio PsychAD dio a conocer en una colección de estudios publicados en distintas revistas del grupo Nature un mapa basado en datos de secuenciación de más de seis millones de células individuales de casi 1500 personas, lo que ha permitido una investigación sin precedentes de las enfermedades neurodegenerativas y psiquiátricas.
El trabajo presentó el mapa transcriptómico de célula única más detallado hasta ahora de la corteza prefrontal dorsolateral humana, fruto del análisis de más de 1,3 millones de núcleos celulares procedentes de 284 donantes sin patología psiquiátrica o neurodegenerativa, con edades comprendidas entre la etapa fetal y los 97 años.
El hallazgo redefine la duración del desarrollo cognitivo y muestra que, tras un período de estabilidad adulta, la vejez activa una nueva reprogramación molecular, según los investigadores.
El estudio también detectó una ventana de resiliencia neuronal durante las primeras etapas de vida. La máxima expresión de mecanismos defensivos se concentra alrededor de los 12 o 13 años, por lo que alteraciones genéticas o ambientales previas a ese período podrían dejar consecuencias persistentes en la adultez.
Panos Roussos, director del Centro de Neurogenómica de Enfermedades de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, Nueva York, y coautor de los ocho artículos, señaló que esta investigación es la culminación de un trabajo que se inició en 2019.
“Estudiar la misma región en diferentes condiciones permite realizar comparaciones más consistentes y ayuda a conectar nuestros resultados con estudios genéticos y moleculares ya existentes”, afirmó Roussos. “Esto nos brinda una perspectiva importante sobre las enfermedades cerebrales, pero se necesitarán regiones adicionales para comprender el panorama completo”, señaló el científico en Nature.
La estabilidad celular adulta y el cambio molecular de la vejez
El estudio comprobó una trayectoria no lineal dividida en tres grandes fases a lo largo de la vida: una intensa remodelación en el desarrollo temprano, una etapa de calma en la edad adulta y un resurgimiento molecular en la vejez.
Durante la infancia y la adolescencia, las neuronas concentran los mayores cambios mientras se forman y maduran los circuitos cerebrales. A partir de los 24 años, la composición de la mayor parte de las subclases neuronales y gliales se mantiene estable durante la madurez.
La situación vuelve a modificarse en la vejez, aunque entonces el protagonismo deja de estar en las neuronas. Los astrocitos, la microglía y los oligodendrocitos, células gliales que protegen y nutren a las neuronas, incrementan la expresión de programas genéticos relacionados con la respuesta inmunitaria, el estrés celular y la reorganización de los ritmos circadianos.
Marta Nieto, investigadora principal del grupo de Desarrollo de la Corteza Cerebral del Centro Nacional de Biotecnología, señaló en Science Media Center España que el estudio desplaza la mirada sobre el envejecimiento cerebral: “Quizá para entender por qué las neuronas se vuelven vulnerables con la edad no debamos mirar únicamente a las propias neuronas, sino también a cómo envejecen las células que las alimentan, protegen y acompañan durante toda la vida”.
El vínculo entre las trayectorias celulares y el riesgo de enfermedad
El volumen de datos —que forma parte del macroproyecto de investigación BRAIN iniciado bajo la administración Obama en Estados Unidos— permite asociar cambios en poblaciones celulares concretas con el riesgo genético de trastornos mentales y enfermedades neurodegenerativas.
El estudio, firmado por Hui Yang y otros investigadores, identifica momentos moleculares en los que podrían diseñarse intervenciones para preservar la salud cognitiva y frenar procesos neurodegenerativos.
Rafael Yuste, catedrático de la Universidad de Columbia y promotor de BRAIN, vinculó el resultado con una aspiración histórica de la neurociencia: “Mapear todos los tipos celulares del cerebro era el sueño de Cajal, y hacerlo en la corteza prefrontal humana es particularmente importante, ya que es la parte de nuestro cerebro donde se concentra el procesamiento de información cognitiva y mental”, afirmó en Science Media Center España.
Por su parte, Juan Lerma, profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el Instituto de Neurociencias CSIC-UMH y académico de la Real Academia de Ciencias, sostuvo ante Science Media Center España que los resultados permiten “confirmar fehacientemente que a los 24 años de edad existe un punto de inflexión a partir del cual la composición de la mayoría de las subclases neuronales y gliales permanece estable”.
Para Lerma, esa delimitación temporal permite establecer que “la maduración de la corteza cerebral se extiende más allá de la infancia y la adolescencia, finalizando a los 24 años, que es donde podríamos dar por acabada la juventud y comienza el estado adulto. Esto es muy importante porque estos datos ponen de manifiesto hasta cuándo un individuo se puede considerar inmaduro y delinean las repercusiones que sistemas educativos deficientes, el acceso a redes sociales u otros sistemas alienantes (sectas, drogas, alcohol, etc.), pueden tener en el desarrollo del cerebro”, afirmó el experto.
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