Un nuevo mapa cerebral revela miles de tipos de células
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Esta lista de piezas, combinada con información aún por recopilar sobre los circuitos que forman, ayudará a proporcionar información muy necesaria sobre las enfermedades y trastornos que afectan al cerebro.
Redacción | Primer Informe
Los científicos ahora cuentan con un censo de las células del cerebro humano, un paso clave para crear un mapa detallado del órgano donde se originan nuestros pensamientos, movimientos y emociones.
Expertos dicen que esta lista de piezas, combinada con información aún por recopilar sobre los circuitos que forman, ayudará a proporcionar información muy necesaria sobre las enfermedades y trastornos que afectan al cerebro.
Los investigadores estudiaron 100 muestras de tejido de diferentes regiones del cerebro humano y analizaron el ARN en millones de células individuales para ver qué genes en el cerebro se expresaban para producir diferentes proteínas en la célula.
Otros equipos observaron cómo diferentes modificaciones químicas regulan esa expresión.
Utilizando la información y sabiendo aproximadamente en qué parte del cerebro se tomaron las muestras, los investigadores crearon el primer mapa de referencia del cerebro humano.
Equipos de científicos de todo el mundo realizaron análisis similares de células del cerebro de ratones, chimpancés, gorilas y otras especies, y compararon diferentes aspectos de los tipos de células.
Los investigadores informaron sus hallazgos en 21 artículos publicados en varias revistas científicas. Encontraron más de 3.300 tipos de células en el cerebro humano que podrían agruparse en 461 grupos.
También identificaron nuevos tipos de células en la corteza cerebral del cerebro, la región clave para la memoria, el lenguaje y otras funciones esenciales.
Pero descubrieron que el tronco del encéfalo y el hipotálamo tienen muchos más tipos de neuronas que la corteza cerebral.
«Nos sorprendió un poco… probablemente refleja cuán complejo es el tronco del encéfalo en términos de sus circuitos y composición», dijo Kimberly Siletti, investigadora postdoctoral en el Instituto Karolinska de Estocolmo y coautora del estudio que describe los tipos de células.
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Señales de la evolución
Otros científicos compararon los tipos de células en humanos, chimpancés y otras especies. Descubrieron que sorprendentemente comparten todos los mismos tipos de células.
«La gente siempre quiere saber qué tienen de especial los humanos. Lo que es más interesante e importante es lo que se conserva», afirma Edward Callaway, neurocientífico del Instituto Salk de Estudios Biológicos y coautor del artículo.
Pero había diferencias en las proporciones de los tipos de células y los investigadores encontraron unos cientos de genes que estaban activos en humanos y no en chimpancés. La expresión de esos genes parece estar implicada en el cableado de las neuronas, lo que sugiere que existe una diferencia clave entre humanos y chimpancés.
Las comparaciones entre el ratón y el cerebro humano en la nueva investigación sugieren que «lo que encontramos previamente en organismos experimentales simples, como el ratón, en realidad se aplica al cerebro humano», dijo Joseph Ecker, biólogo molecular del Instituto Salk y coautor de uno de los estudios. «Pero, por supuesto, hay más complejidad».
«Nunca podremos estudiar el cerebro humano con la resolución que podemos lograr en un ratón», dice Callaway. Los estudios del cerebro son invasivos, costosos y plantean cuestiones éticas. «Y podemos hacer muchas cosas en monos que no podemos hacer en humanos pero sí en ratones. Así que necesitamos todos estos niveles».
Importancia del estudio
«Es esencial tener un atlas completo del cerebro humano», le dijo a Axios en un correo electrónico Sergiu Pasca, neurobiólogo de la Universidad de Stanford que no participó en la nueva investigación.
Para comprender los genes asociados con el trastorno neuropsiquiátrico, «necesitamos saber, como primer paso, en qué células del cerebro se expresan y cuándo se expresan», añade.
El censo es parte de un esfuerzo más amplio de la Iniciativa de Investigación del Cerebro de los Institutos Nacionales de Salud a través de la Iniciativa de Avance de Neurotecnologías Innovadoras (BRAIN) para mapear el cerebro de humanos, monos, ratones y otras especies.
El Proyecto Cerebro Humano de la UE, que finalizó el mes pasado, tenía como objetivo modelar todo el cerebro en una computadora.
Los investigadores aún necesitan determinar qué hacen los diferentes tipos de células, dónde se encuentran exactamente en el cerebro y cómo se conectan para formar circuitos.
Estos estudios se centraron en la expresión genética, pero gran parte de lo que hace una célula está determinado por las proteínas que codifican los genes. «El ARN no nos lo dirá todo», afirma Siletti.
Hay «mucho trabajo por hacer para lograr una visión completa», afirma.
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