ACTIVACIÓN CEREBRAL
Un estudio internacional revela que el espacio que rodea a las neuronas participa activamente en cómo el cerebro procesa y transmite sus señales químicas
Un equipo internacional liderado por un investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha descubierto que el espacio que rodea a las neuronas no es un simple hueco por el que circulan moléculas, sino un elemento activo que influye directamente en la comunicación cerebral.
El trabajo, publicado en Fluids and Barriers of the CNS, demuestra que la forma y organización del llamado espacio extracelular condicionan cómo se desplazan los neurotransmisores y, por tanto, cómo se transmiten las señales químicas entre neuronas.
Efectos
Tradicionalmente se asumía que, cuando una neurona libera neurotransmisores para comunicarse con otra, estas moléculas simplemente atravesaban un entorno neutro hasta alcanzar su destino. Sin embargo, los nuevos datos revelan que ese espacio no actúa como un mero pasillo, sino como un entorno dinámico que puede acelerar, frenar o desviar el movimiento de las señales químicas. Esta variación modifica la rapidez, la precisión y la intensidad con la que se produce la comunicación neuronal, un proceso esencial para funciones como el aprendizaje, la memoria o la regulación de la actividad cerebral.
El estudio muestra que este efecto depende del tipo de sinapsis. En las sinapsis excitadoras, responsables de activar la actividad neuronal, la estructura del entorno favorece que los neurotransmisores se eliminen con rapidez. Este mecanismo evita interferencias con conexiones cercanas y garantiza que cada sinapsis funcione de manera independiente, algo crucial para mantener la precisión de los circuitos cerebrales. En cambio, en las sinapsis inhibidoras (encargadas de frenar y equilibrar la actividad del cerebro) el espacio extracelular facilita que los neurotransmisores se dispersen lateralmente. Esta difusión genera una señal de fondo que contribuye a mantener la estabilidad del sistema y evita episodios de sobreexcitación neuronal.
El cerebro como sistema integrado
Este hallazgo abre nuevas perspectivas para comprender cómo funciona el cerebro y cómo pueden alterarse estos procesos con el envejecimiento, las lesiones o diversas enfermedades neurológicas. Los investigadores subrayan que el cerebro debe entenderse como un sistema integrado, en el que no solo importan las neuronas y sus conexiones, sino también el entorno físico que las rodea y que participa activamente en la transmisión de información. Para llegar a estas conclusiones, el equipo combinó técnicas de microscopía de altísima resolución capaces de observar estructuras cerebrales a escalas extremadamente pequeñas con modelos informáticos que simulan el movimiento real de las moléculas en el tejido neuronal. Esta aproximación permitió observar detalles que hasta ahora habían pasado desapercibidos.
"Los resultados muestran que el espacio entre neuronas no es solo un hueco, sino una parte activa del sistema", explica Jan Tønnesen, investigador del CSIC en el Instituto Biofisika (IBF-CSIC-UPF) y responsable del estudio. Su compañera Paula Giménez, coautora de la investigación, añade que "la propia estructura del cerebro contribuye a que las señales se transmitan de forma más eficiente", reforzando la idea de que la arquitectura cerebral es tan importante como las neuronas que la componen.