Regeneración de las neuronas

¿Qué es la regeneración de las neuronas?

La regeneración de las neuronas es la capacidad de estas células de reproducirse. Hasta hace algún tiempo, los científicos pensaban que no era posible. Se creía que la mayoría de las neuronas nacen cuando todavía el feto está en el vientre materno, y con el paso del tiempo, van muriendo poco a poco, sin reproducirse.

Sin embargo, no ha sido motivo de preocupación en situaciones normales. Es habitual que se pierda una cantidad generosa de neuronas cada día. Lo que comienza a ser patológico es una pérdida excesiva como la que ocurre en la demencia.

La pérdida de neuronas considerada normal no afecta las capacidades cognitivas. De hecho, las neuronas reorganizan sus conexiones continuamente, para afianzar siempre las más útiles en cada momento y desechar las inútiles.

Investigaciones recientes han demostrado que las neuronas sí se regeneran, es decir, existe la neurogénesis, y esta ocurre durante toda la vida.

Regeneración de neuronas en el hipocampo

Parece que, en la mayoría de los mamíferos, se regeneran neuronas en el hipocampo y en el bulbo olfatorio. El hipocampo es esencial para el aprendizaje, la memoria y la orientación espacial, mientras que el bulbo olfatorio da sentido a la información que capta el olfato.

Esto tiene sentido, pues la explicación que se le otorga a que el cerebro produzca neuronas nuevas es que necesita mantener un conjunto de células con propiedades específicas, pero estas duran un tiempo limitado. Además, son imprescindibles porque están especializadas para llevar a cabo un procesamiento neuronal muy concreto.

Al parecer, numerosos estudios afirman que las neuronas nacen en una porción del ventrículo lateral y luego migran al bulbo olfatorio. Allí se integrarán con células ya existentes y participarán en la memoria olfativa y en el condicionamiento del miedo a través del olfato.

También pueden migrar al giro dentado del hipocampo, adquiriendo un rol importante en el aprendizaje espacial y recuerdo de claves contextuales.

Los seres humanos se distinguen de otros mamíferos en que no poseen regeneración en el bulbo olfatorio. Sin embargo, se ha demostrado que esta regeneración en el hipocampo sí se da. Parece que eso explica por qué el humano no es tan dependiente del olfato como otros animales, y posee mayor grado de adaptación cognitiva.

Antes de 1998, ya se sabía que existía neurogénesis (nacimiento de nuevas neuronas) en roedores y monos adultos. Pero, ¿y en los humanos?

Ese año, Eriksson y su equipo fueron los primeros en demostrar que en el hipocampo humano se produce regeneración neuronal. Utilizaron tejido cerebral humano postmortem, comprobando que durante toda la vida las neuronas se reproducen en el giro dentado.

Así, las células del hipocampo poseen una tasa de renovación anual del 1,75%. No obstante, la neurogénesis humana en la corteza cerebral solo ocurre en el desarrollo temprano y no se mantiene en la edad adulta.

Regeneración de neuronas en el núcleo estriado

En 2014, un grupo de científicos del Instituto de Karolinska descubrió que existe neurogénesis en el cerebro de humanos adultos.

Estos investigadores encontraron neuroblastos en la pared del ventrículo lateral. Los neuroblastos son células primitivas que aún no han evolucionado, y que, en el futuro, se diferenciarán en neuronas o células gliales.

Pero eso no es todo, también encontraron que dichos neuroblastos crecen y se integran en una zona cercana: el núcleo estriado. Esta parte del cerebro es fundamental para controlar los movimientos, y un daño en dicho lugar produciría alteraciones motoras, como temblores y tics.

De hecho, los mismos autores descubrieron que en la enfermedad de Huntington, donde se dan déficits motores, apenas se regeneran neuronas en el estriado. Y en etapas avanzadas de la enfermedad, la regeneración se detiene por completo.

Regeneración de neuronas en otras áreas cerebrales

Hay autores que han encontrado regeneración neuronal adulta en otras áreas no convencionales, como el neocórtex y la corteza piriforme, y estructuras límbicas, como la amígdala, hipotálamo o área preóptica. Estas últimas tienen un papel esencial en las conductas sociales.

Sin embargo, los resultados han sido contradictorios o poco precisos, por lo que es necesario continuar investigando para confirmar estos hallazgos.

Por otro lado, hay que mencionar que es complicado estudiar en humanos la regeneración de neuronas por los límites éticos existentes. Por ese motivo, hay más avances en el ámbito animal.

Sin embargo, se ha desarrollado una técnica no invasiva, llamada espectroscopia de resonancia magnética, que puede explorar la existencia de células progenitoras en el cerebro humano vivo.

Factores que potencian la regeneración neuronal en adultos

• Ambiente enriquecido y actividad física. Parece que un ambiente más complejo aumenta la oportunidad de vivir experiencias, y produce estimulación sensorial, cognitiva, social y motora. Este hecho en concreto no parece aumentar la neurogénesis, pero sí la supervivencia de las células del hipocampo en roedores y su nivel de especialización. Sin embargo, únicamente la actividad física voluntaria ha demostrado incrementar la neurogénesis, además de la supervivencia de estas células en los ratones adultos. Si se considera el ambiente enriquecido como mayor oportunidad para aprender, se ha confirmado que el aprendizaje en sí es decisivo en la neurogénesis hipocampal.
• Tareas de aprendizaje. En diversos estudios se demostró que el aprendizaje potencia la neurogénesis en el hipocampo. Por ejemplo, se marcó en ratas las nuevas células y observaron hacia dónde se dirigían mientras realizaban distintas tareas de aprendizaje. Así, comprobaron que el número de neuronas regeneradas se duplicó en el giro dentado cuando las ratas ejecutaban tareas de aprendizaje que involucraban al hipocampo. Mientras que, en las actividades en las que el hipocampo no participaba, no se daba este aumento. Esto se confirmó en otros estudios, donde además añadieron que las células nuevas evolucionan y se convierten en células maduras funcionales similares a las ya existentes en el giro dentado. En cuanto a las actividades de aprendizaje en las que el hipocampo está implicado, está el condicionamiento del parpadeo, de preferencia a la comida, o aprendizaje de navegación espacial.
• Interacciones sociales. En investigaciones recientes, se encontró que las interacciones sociales positivas (como el apareamiento) incrementan la neurogénesis adulta en el sistema límbico, mientras que las negativas (como el aislamiento) la disminuye. No obstante, estos resultados deben ser contrastados con nuevos estudios para poder confirmarse.
• Factores neurotróficos. O sustancias que promueven el crecimiento nervioso, serían aquellas como el BDNF (Factor neurotrófico derivado del cerebro), CNTF (factor neurotrófico ciliar), IGF-1 (Factor de crecimiento semejante a la insulina tipo I), o VEGF (Factor de crecimiento endotelial vascular).
• Neurotransmisores. Existen ciertos tipos de neurotransmisores que regulan la proliferación celular. Por ejemplo, el GABA, que es inhibitorio, regula la neurogénesis hipocampal. Más concretamente, la reduce, pero a la vez aumenta la integración de las neuronas nuevas con las anteriores. Otro neurotransmisor, el glutamato, disminuye la regeneración neuronal. Al igual que si se inyecta una sustancia con un efecto opuesto (antagonista), la regeneración se incrementa de nuevo. Por otro lado, la serotonina incrementa la neurogénesis en el hipocampo, mientras que su ausencia la reduce.
• Antidepresivos. Se ha demostrado que una exposición prolongada a antidepresivos aumenta la proliferación celular en el hipocampo. Sin embargo, esto solo se ha comprobado en ratas.

Factores que inhiben la regeneración neuronal en adultos

• Estrés. Numerosos estudios demuestran que un aumento del estrés produce una disminución importante en la regeneración neuronal del hipocampo. Además, si el estrés es crónico, disminuye tanto la neurogénesis como la supervivencia de estas células.
• Esteroides. Los corticosteroides, como los glucocorticoides (los que se liberan durante la respuesta de estrés), producen una disminución de la neurogénesis hipocampal. Lo contrario ocurre si se reducen los niveles de esta sustancia. Algo similar pasa con los esteroides gonadales. De hecho, en las hembras la proliferación neuronal va variando según los niveles de esteroides existentes en cada fase del ciclo hormonal. Si se administran a las hembras estrógeno por menos de 4 horas, la proliferación neuronal aumenta. Sin embargo, si la administración continúa hasta las 48 horas, se suprime dicha proliferación.
• Aislamiento social. Parece que el fracaso social, al igual que el aislamiento, disminuye la regeneración y supervivencia neuronal en animales como monos, ratones, ratas y musarañas.
• Abuso de drogas. Se ha demostrado una reducción de la neurogénesis y de la supervivencia celular debida al uso crónico de alcohol, cocaína, éxtasis, nicotina y opioides.

Referencias

1. Eriksson, P.T., Ekaterina, P., Björk-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A., Gage, F.H. Neurogenesis in the adult human hippocampus. Nature Medicine.
2.  Ernst, A.A., Alkass, K.A., Bernard, S.A., Salehpour, M.A., Perl, S.A., Tisdale, J.A. Neurogenesis in the Striatum of the Adult Human Brain. Cell.
3. Gould, E., Beylin, A., Tanapat, P., Reeves, A., Shors, T.J. Learning enhances adult neurogenesis in the hippocampal formation. Nature Neuroscience.
4. Lieberwirth, C., Wang, Z. The social environment and neurogenesis in the adult mammalian brain. Front Hum. Neurosci.
5. Lieberwirth, C., Pan, Y., Liu, Y., Zhang, Z., Wang, Z. Hippocampal adult neurogenesis: Its regulation and potential role in spatial learning and memory. Brain Research.