Un estudi publicat en Nature, amb destacada participació de la Universitat de València, ha identificat en el cervell humà infantil una ruta de migració neuronal que s’estén des del ventricle lateral, on naixen aquestes cèl·lules, fins a l’escorça entorínica mateix, àrea interconnectada amb les regions on es consoliden la memòria i l’aprenentatge. Allí les neurones es mantenen joves i silents en espera de senyals que els induïsquen a madurar, i aporten plasticitat al cervell humà. Aquesta via de migració comença a meitat de la gestació i es manté fins als dos o tres anys d’edat del xiquet
La ciència va descobrir fa relativament poc temps que la producció, migració i integració de les neurones joves al sistema nerviós no cessava en el moment del naixement, com es considerava anteriorment, sinó que determinades regions, molt limitades, mantenen aquesta capacitat postnatalment. L’article que avui publica Nature descriu una nova ruta migratòria, desconeguda fins ara, que s’inicia al cervell del fetus una vegada avançada la gestació, i que es manté fins als 2-3 anys d’edat del xiquet.
Durant aquesta etapa, les cèl·lules segueixen el seu curs a través del lòbul temporal fins a arribar a integrar-se a l’escorça entorínica mateix, una zona àmpliament interconnectada que participa en l’afiançament i l’estabilització de la memòria i l’aprenentatge. Allí romanen immadures i silents en espera de senyals que els activen per a la seua maduració final amb l’objectiu de complir una missió ja concreta. Aquest procés contribuirà a aportar al cervell la plasticitat necessària per adaptar-se a les experiències a les quals l’individu s’haurà d’enfrontar al llarg de la vida. “Els canvis hormonals en l’adolescència, una lesió, l’aprenentatge de noves tasques o qualsevol tipus d’experiència provoquen senyals interns i externs que activen les neurones i aporten plasticitat al cervell”, explica Vicente Herranz Pérez (Dep. Biologia Cel·lular, Biologia Funcional i Antropologia Física de la Universitat de València) i membre de l’equip que signa l’article.
“Buscàvem proves de l’existència de neurones joves a l’hipocamp humà i ens va sorprendre el seu acusat declivi entre el naixement i els dos anys”, comenta José Manuel García Verdugo, catedràtic de Biologia Cel·lular, investigador en l’Institut Cavanilles de Biodiversitat I Biologia Evolutiva (ICBiBE) de la Universitat de València i cofirmant de l’article. “No obstant això, vam poder observar un important flux de neurones immadures que confluïen en l’escorça entorínica. La morfologia, l’expressió de marcadors, la distribució i l’orientació, l’estructura i la localització anatòmica indicaven la presència d’un important corrent migratori neuronal postnatal al cervell humà”, afegeix.
“Els canvis hormonals en l’adolescència, una lesió, l’aprenentatge de noves tasques o qualsevol tipus d’experiència provoquen senyals interns i externs que activen les neurones i aporten plasticitat al cervell”, Vicente Herranz Pérez, investigador del ICBiBE
Aquest grup de recerca ja ha participat anteriorment en la descripció d’altres rutes migratòries al cervell humà durant la infantesa primerenca. En aquest nou estudi s’han utilitzat tècniques d’immunotinció, microscòpia electrònica i seqüenciació d’ARN d’un sol nucli; i s’han analitzat mostres del lòbul temporal de més de 50 donants en edats de gestació tardana i de primera infància. “Aquesta metodologia ens ha permés reconèixer la identitat d’aquestes cèl·lules, el seu origen i el seu destí”, explica Vicente Herranz Pérez. “Un aspecte molt interessant és que aquesta població de neurones, detectades en humans, no l’hem trobada en espècies molt pròximes a nosaltres, com els macacos, cosa que ens fa pensar que és un tret distintiu de l’espècie humana”, conclou.
A més de contribuir a l’avanç del coneixement en el camp de la neurogènesi, aquesta troballa aporta noves pistes per continuar investigant en diverses línies. D’una banda, dóna suport a la idea de la importància de la plasticitat dels circuits neuronals. “L’arribada tardana d’aquestes neurones joves a les zones on es consoliden la memòria i l’aprenentatge es produeix durant la primera infància, quan les interaccions del xiquet amb el seu entorn són molt actives”, relaciona l’article.
D’altra banda, el treball recorre a la literatura científica sobre la pèrdua precoç de les neurones localitzades en aquesta regió en la malaltia d’Alzheimer –fet acreditat ja per diferents informes (*1)–, per suggerir la possible relació entre l’alteració en l’arribada d’aquest tipus de cèl·lules al còrtex entorrinal i aquesta patologia neurodegenerativa. “L’escorça entorrinal és una de les primeres zones afectades per l’Alzheimer i això fa que ens preguntem si les neurones que es queden pel camí, o aquelles que no maduren correctament, podrien estar predisposant al desenvolupament d’aquesta malaltia”, suggereix José Manuel García Verdugo.
“Buscàvem proves de l’existència de neurones joves a l’hipocamp humà i ens va sorprendre el seu acusat declivi entre el naixement i els dos anys”, José Manuel García Verdugo, investigador del ICBiBE
Migració i maduració neuronal, més dades per a la comprensió del cervell
La publicació d’aquest treball en Nature coincideix en el temps amb un altre estudi internacional, en què participa el mateix equip de l’ICBiBE, que descriu en la revista Neuron (Cell Press) l’origen de certes neurones excitatòries immadures presents en una regió de l’amígdala cerebral –zona relacionada amb les emocions, la por i l’ansietat–, aquesta vegada tant de ratolins joves com humans. El treball, centrat també en els processos de migració i maduració neuronal, resol que aquestes neurones no es produeixen per neurogènesi postnatal –com es pensava pel fet de tractar-se de cèl·lules encara immadures–, sinó que es generen durant la gestació a l’embrió i retarden la maduració fins a l’adolescència primerenca, i queden en repòs fins a aquesta etapa del desenvolupament. “Durant l’edat juvenil, la majoria de les cèl·lules d’aquesta regió experimenten la seua maduració estructural i fisiològica, i un subconjunt migren a regions properes i s’activen davant de diversos estímuls, cosa que podria relacionar-les amb mecanismes de plasticitat”, assenyala Lucía I. Torrijos Saiz, membre de l’equip de recerca de l’ICBiBE i també cofirmant de l’article en Neuron.
“La rellevància que tenen les similituds trobades entre ratolins i humans rau en que s’ha obtingut un model animal més accessible per a l’estudi d’aquesta zona del cervell, les alteracions del qual podrien estar involucrades en l’aparició de trastorns de l’espectre autista, tal com ja s’hi va suggerir el 2019 (Nature Communications)”, afegeix la investigadora.
Les dues troballes semblen donar mostra de la importància creixent dels processos de migració i maduració neuronal a l’hora d’avançar en el coneixement del sistema nerviós humà. “El futur passa per comprendre millor la dinàmica d’aquest tipus de neurones immadures; necessitem conèixer com s’integren als circuits preexistents i quins factors fan que es transformen en cèl·lules madures”, avança García Verdugo. “Potser, quan siguem capaços d’identificar noves poblacions de neurones immadures en altres regions ens haurem de replantejar la nostra comprensió actual dels mecanismes de plasticitat i del funcionament del cervell humà”, conclou el científic.