El Cedazo

Aviso introductorio: Esta es la tercera entrada de las tres en que ha quedado dividido un minirrelato que no pretende ser una explicación técnica detallada de cómo nacen, evolucionan y mueren las neuronas en general. Simplemente es la historia de una sola muy particular, una de las miles y miles que habitan la corteza motora primaria del cerebro. Que nos cuenta desde el momento biológico actual sus recuerdos de infancia y juventud. 

De vueltas del sueño reparador en que acabó la entrada anterior, continúo con el relato de mi vida. Os estaba contando de qué manera mis neuritas, axón y dendritas, vieron la luz y se dirigieron a sus destinos operativos: una unidad motora del sóleo izquierdo.^[1] Pero, conscientemente, me dejé en el tintero una mención especial a mi axón, y ahora es el momento de sacarlo a relucir.

Nuestra neurona “cuentacuentos”. Una piramidal Betz, situada en la parte interior del giro central en la corte motora primaria del encéfalo (Imagen de la neurona: Bob Jacobs, Wikimedia, CC BY-SA 3.0; imagen del cerebro, modificada de la red, fair use)

Comentaba que el pobrecito debía tener a su cono de crecimiento más que estresado, ya que desde mi cuerpo neuronal, definitivamente anclado arriba del todo en la sustancia gris de la corteza encefálica motora, tuvo que avanzar por la médula, dentro de la columna vertebral, hasta alcanzar una posición lumbar en donde le esperaba una motoneurona α,^[2] que es la que habla y maneja directamente a las fibras musculares. Imaginaos… tener que “reptar” por el interior del cambiante tubo neural, entre millones de células y fibras nerviosas,^[3] inicialmente una distancia corta en el embrión pero que luego se fue haciendo larguísima en mi “Yo” adulto, un metro o más. Y no sólo esa es la dificultad, ya que, una vez ha bajado a los sótanos para salir de las capas externas de la corteza, lo que conocemos como la sustancia gris cortical,^[4] se adentra en un espacio extracelular junto a otros millones de axones, formando así las sustancias blancas del encéfalo.

Allí, dentro de aquella maraña, tuvo que discernir cuáles eran los axones de otras neuronas que van a realizar funciones parecidas a la mía, unirse a ellos y engendrar así la gran autopista llamada tracto corticoespinal lateral.^[5] Dentro del cráneo, esta autopista fue orientada por señales inductivas hacia abajo, hacia el tronco encefálico, que es más o menos la unión de la gran “coliflor”, como parece imitar los hemisferios cerebrales, con el inicio de la médula.^[6] Y tal como se intenta dibujar en la figura siguiente, aunque corresponde a una compañera del hemisferio izquierdo, como por un embudo no le quedó más remedio que converger hacia una posición derecha delantera e interior, relativas a la simetría del embrión, para después, como dibujando un cuatro, girar bruscamente antes de salir del cráneo por el foramen magnum^[7] hacia una posición izquierda trasera y lateral, dirección que ya mantuvo y sigue manteniendo hoy en día, descendiendo por el interior de la columna vertebral hasta llegar a “palpar” a mi motoneurona α partenaire que allí le estaba esperando a la altura de las vértebras lumbares. Esa motoneurona α también tuvo su trabajo, ya que su axón forma parte del nervio ciático, ramificación tibial, y baja ¡hasta la pantorrilla! Pero esa es otra historia, la suya.

Estamos viendo al cuerpo desde delante. Esquema del tracto corticoespinal lateral, en donde se ven claramente los cambios de rumbo que debieron adoptar los axones que lo forman. Uno de ellos es el de nuestra amiga la neurona piramidal Beltz que nos está contando su vida (Imagen: modificada de la red, propiedad Universidad de la Frontera, Temuco, Chile, fair use)

Para que esas sorprendentes maniobras pudieran llevarse a cabo de forma exitosa, imaginamos que tuvo que haber alguna combinación de moléculas atrayentes y repelentes, segregadas en los puntos adecuados, actuando sobre mi axón mientras se establecía el tracto corticoespinal lateral en la fase embrionaria, que lo hicieron girar en el punto anatómico preciso. Estaríamos hablando de moléculas de proteínas del tipo netrina,^[8] atrayentes, o del tipo semaforina,^[9] repelentes. Y no me olvido de las moléculas segregadas por el tejido diana de mi axón, las neurotrofinas,^[10] sustancias absolutamente críticas para establecer el complemento atrayente apropiado para dirigir el crecimiento. Toda una proeza.

Creo que llegó el momento de hablar de las sinapsis,^[11] que es exactamente el procedimiento que la genética nos ha proporcionado a las neuronas para hablarnos entre nosotras. Durante los nueve meses de crecimiento del embrión lógicamente todo era un “totum revolutum”, un gran revoltijo constituyente en fase de organización. Los diversos actores se afanaban para poder ofrecer una buena caja de herramientas al que iba a ser un recién nacido, con la que pudiera enfrentarse exitosamente al medio exterior durante toda su vida. En el sistema nervioso nacíamos las células y a la vez emigrábamos a nuestros lugares de destino, y a su vez crecían nuestras antenas mensajeras, que se iban recubriendo progresivamente de la mielina proporcionada por un tipo especial de células gliales. Un lío meticuloso y perfectamente coordinado en aras a una futura existencia viable para nuestro “Yo”.

Pensad que, aun sin haber nacido, la actividad cerebral eléctrica ya había dado sus primeros chispazos más o menos a lo largo de la semana sexta de gestación -hablando de humanos, como es en mi caso- coincidiendo con los primeros movimientos fetales, volviéndose más regulares en la décima semana y ya con un patrón de ondas a las veinte semanas. La buena realidad es que hacia la semana decimotercera el feto empezó ya a moverse -ahí estaba yo, neurona piramidal Beltz, con todas las torpezas de mi inmadurez-… aunque realmente debo confesar que en aquellos momentos tan iniciales los movimientos eran prácticamente de carácter reflejo y comandados por mis colegas del tronco encefálico. Las sinapsis habían empezado a establecerse hacía tiempo siguiendo una actividad en la que todo valía, nuestro plan personal era “cuanto más mejor”, de forma que ya en la semana 17 habíamos establecido entre todas nosotras numerosísimas sinapsis. Y todas significa todas, no sólo las que habíamos nacido en el tubo neural, precursor del sistema nervioso central -encéfalo y médula espinal- sino también las del sistema nervioso periférico que atienden, entre otras cosas, al correcto funcionamiento de las vísceras, neuronas que nacieron fuera del tubo neural donde lo hice yo. Aunque, la verdad, su nacimiento no se produjo en un lugar y un tiempo muy lejanos al mío: ocurrió en una estructura contigua a la de mi tubo neural, por encima de él, llamada cresta neural.

Éramos muchas por aquella época. Durante el desarrollo del embrión habíamos nacido, o estaban en ello, el doble de neuronas de las que necesita un neonato. Sí, una población de varios cientos de miles de millones de células como yo andábamos conectándonos a toda mecha, aunque sin saber muy bien por qué. Pero lo hacíamos. Con el paso de los días y el rodaje de esas conexiones con los primeros destellos elementales de experiencia, nos íbamos dando cuenta de su importancia… y entonces llegó la competitividad. Veíamos cómo este exceso inicial de neuronas impuesto por la genética iba mermando, ya que las que no eran estimuladas mediante la actividad iban perdiendo sus redes sociales y morían. Os podéis imaginar la importancia del momento, ya que cuanto mejor estimuladas, alimentadas y protegidas en un medio intrauterino favorable, en el feto quedarán más sinapsis y quizás más neuronas activas, lo que es un plus de supervivencia para el ser que nazca. Así, paso a paso, en la semana treinta y seis, a unos 250 días del inicio del embarazo, descorchamos el champán al igual que en la botadura de un barco: básicamente, tras un primer trimestre de nacimientos celulares, uno segundo de organización y un último trimestre de crecimiento, considerábamos que el sistema nervioso estaba completamente desarrollado con una población neuronal de cien mil millones de células.

Yo me sentía útil y feliz, mis conexiones se habían esforzado -la verdad es que mi motoneurona α se esforzó también conmigo- y tenía mis mecanismos de sinapsis, creo yo, casi engrasados. La perfección aún tuvo que esperar unos seis meses, pero el camino de aprendizaje debió ser el correcto, ya que, hoy en día, aún confían en mí para que dé la orden “¡moved pie derecho!” después de setenta años de hacerlo. Soldado de un ejército perfectamente preparado para lo que fuera. Un día nos sentimos rodeados por un influjo inusual de oxitocina a la par de que empezamos a notar los primeros temblores de un seísmo. El útero movía al pequeño organismo que contenía, no sé cómo, pues en el curso de nuestra formación aún no habíamos salido de la clase de parvulitos. Pero nos arreglamos para colaborar en darle la vuelta a nuestro pequeño cuerpo… y el útero hizo el resto. Nació mi “Yo”. Comenzaba la singladura que presagiábamos, tras el correveidile de la gestación, como una esforzada pero tranquila y mecánica vida de trabajo. No sabíamos que la fiesta continuaba.

Porque es bien cierto que no iban a nacer prácticamente más neuronas^[12], pero… ¿y las sinapsis? A pesar de nuestra intensa actividad para generar y practicar relaciones en la fase embrionaria, vimos con sorpresa que aún quedaba muchísimo margen, y hablo de lo que sé, la corteza encefálica, aunque imagino que en todas partes debían cocinar las mismas habas: durante los tres o cuatro o cinco primeros meses tras haber nacido un saludable bebé siguió el intenso ritmo de establecer contactos en todas las regiones cerebrales, ya sea la “pensante” corteza prefrontal, como en la visual, o la emocional “límbica”, la somatosensorial o la propia mía, la motora.^[13] Por mi parte, la autosuficiencia de mi panoplia operativa para que el bebé iniciara su camino hacia la marcha bípeda no estuvo engrasada hasta el mes quinto después del nacimiento. Aunque lógicamente la experiencia que tenía que venir como un continuo goteo nos siguió formando y dando confianza. Se había acabado la exclusiva tiranía de los reflejos motores del tronco encefálico y de la columna.

Resultados de un estudio realizado por neurólogos de la Yale University, New Haven, Connecticut, sobre la evolución de sinapsis en monos macacos en diferentes áreas del encéfalo. En el eje de ordenadas se indica el número de sinapsis por unidad de superficie de neuropilo^[14]. En el eje de abscisas la edad del individuo (Imagen modificada del libro “Neuroscience”, 5ª ed., Sinauer Associates Inc., 2012, Fig. 24.12, fair use)

El proceso no es que fuera exclusivamente de generación de sinapsis. La realidad no nos permitía bajar la guardia, puesto que seguía el criterio universal de “sinapsis inactiva, sinapsis muerta”. Desde luego, en el fragor del trabajo hubo una pérdida de conexiones… pero la generación de nuevas fue superior. En esos pocos meses iniciales de la infancia conseguimos entre todas duplicar o triplicar su número en comparación a las existentes en el momento del parto. En todos los corrillos neuronales no parábamos de comentar asombradas cómo precisamente en los momentos en que el cerebro se enfrenta por primera vez a la influencia del entorno es justamente cuando se generaba el gran pico de plasticidad sináptica. Como si tuviera prisas en crear una fuerte base de experiencias para el futuro. Más tarde me di cuenta de que este periodo crítico de crecimiento de vías de comunicación y colaboración empezó a difuminarse tras unos pocos años de vida. Yo había hecho mis deberes junto con mis colegas de especialidad, así que la masa muscular del sóleo izquierdo aún hoy en día se estira y encoje con celeridad y eficacia. No quiero pensar que hubiera pasado si en los momentos críticos hubiera habido un déficit de actividad, o de alimentación o un fallo genético… intuyo que hubieran aparecido serios problemas, de por vida, para mi “Yo”.

Pero nuestro buque insignia, el organismo que nos contiene, tuvo suerte. Sus genes y el medio ambiente se confabularon para que los procedimientos de desarrollo pudieran organizarle un cerebro perfectamente funcional. Con sus áreas de procesamiento, la sustancia gris, que ni más ni menos está formada por núcleos de neuronas como yo misma con mis dendritas, y sus autovías de comunicación, la materia blanca formada por fibras nerviosas mielinizadas compuestas por haces de muchos axones. En ambas zonas se producía el intenso chisporroteo de las comunicaciones que al inicio fue muy expansivo para luego misteriosamente ir decayendo tras el cuarto mes de vida y a lo largo de los siguientes 20 años. Creo que debe ser un proceso de desaceleración que sigue pasando siempre, durante toda la vida, pues yo me encuentro como más estresada a la hora de percibir la eficacia de mi trabajo ¿estaré perdiendo contactos?  No penséis que me siento sola tras setenta años de marcha, ya que aún sigo en activo… pero algo relacionado con las sinapsis me ha ido sucediendo de forma progresiva e inapreciable… hasta que ya no haya remedio.

Mis hermanas del hipocampo tienen  almacenado un informe que asegura que el cerebro humano va creciendo de peso de forma muy significativa y rápida hasta más o menos los tres años, para seguir haciéndolo luego de forma más ralentizada hasta los 20 años y proseguir con un lento deterioro de volumen a lo largo del resto de la vida. La fase de crecimiento parece que es el resultado neto entre una disminución de la materia gris,^[15] y no creáis que eso es por la pérdida de neuronas, y un incremento de la sustancia blanca al aumentar el número de axones y su mielinización. La mielinización se fue produciendo por barrios y es un indicador de la eficacia de las sinapsis, reflejo a su vez de la maduración de las regiones del cerebro.

Evolución del peso del cerebro, para hombres (negro) y mujeres (rojo), con la edad (Imagen modificada del libro “Neuroscience”, 5ª ed., Sinauer Associates Inc., 2012, Fig. 31.18, fair use)

Y es que en los primeros años mi “Yo” tuvo que aprender, y bien, muchísimas cosas. Recién nacido no sabía casi ni moverse, todo el día durmiendo su inmadurez. Poco a poco aprendió habilidades motoras, con torpeza, pero insistentemente. Comenzaron los procesos de raciocinio… con lo que se asombraba por la lógica al encajar piezas, por la curiosa y útil relación agua-vaso, por el hecho de que si lloraba el medio reaccionaba a su favor… Lo abstracto progresivamente iba teniendo sentido hasta que se lanzó a balbucear las primeras palabras. A los tres años manifestaba ya unas destrezas extraordinarias: andar, saltar, comer solo, interpretar un libro de imágenes, construir castillos, hablar y entender e… incluso controlar sus esfínteres. Hasta los diez años siguió el progreso acelerado de formación, ya que dominó el lenguaje, lo que le arrastró a procesos cerebrales más profundos relacionados con la capacidad de razonar y planificar, la comprensión del entorno y la sociabilidad. Entre los diez y veinte años vino el despertar sexual, la intuición de misterios profundos sobre sí mismo, la crisis de identidad personal de la mano de un cambio profundo en los valores de familia y amistad… Después vino el lento declive del cerebro, la pérdida de masa más por la progresiva pérdida de sinapsis y mielina que por la de neuronas, lo que nos supuso una lenta y silenciosa merma en la conectividad de nuestras redes sociales. La historia de mi cerebro.

Yo sigo con mi trabajo, mis antiguas comunidades neuronales siguen funcionando… ciertamente he perdido parte de la mielina que recubría mi axón, lo que me ha ido reduciendo la extraordinaria velocidad de transmisión de señales, casi un récord en mi mundo, de más de 100 metros cada segundo. Me noto más cansada y menos ágil, con ganas que aún me quedan, aunque este cansancio y esta torpeza se lo transmito a mi inseparable motoneurona α, compañera de toda la vida, que a su vez condiciona el movimiento del pie derecho. Somos más viejas y, a no ser que en mi zona cortical haya un exceso o un defecto de flujo sanguíneo, o un traumatismo, o un depósito exagerado y no deseado de cosas así como priones^[16], o placas de proteínas amiloideas^[17], mi intención es morir, cuanto más tarde, mejor, con las botas puestas a la par que el organismo que me contiene y alimenta, con la satisfacción de haber cumplido mi pequeña parte de responsabilidad con mi “Yo”.

1. El sóleo es un músculo situado en la pantorrilla de la pierna que se encarga de la flexión y extensión del pie. [↩]
2. El término motoneurona o neurona motora hace referencia, en vertebrados, a la neurona del sistema nervioso central que proyecta su axón hacia un músculo o glándula. En particular, las motoneuronas alfa inervan las fibras musculares localizadas en los músculos. Su cuerpo celular se encuentra en la parte ventral de la médula espinal, la parte más próxima al interior del organismo. Intervienen en la contracción voluntaria del músculo esquelético y en el mantenimiento del tono muscular. [↩]
3. Se cree que, en el momento álgido, el ritmo de nacimiento de células en el sistema nerviosos del embrión es de unas 125.000 ¡por minuto! Y lo están haciendo hasta los inicios del tercer trimestre de embarazo. [↩]
4. Formadas por los cuerpos de las neuronas en las seis capas mencionadas de la corteza. [↩]
5. El sistema piramidal o vía corticoespinal es un conjunto de axones motores que viajan desde la corteza cerebral, donde se encuentra la motoneurona superior, hasta las astas anteriores de la médula espinal, donde hacen contacto con las correspondientes motoneuronas α inferiores. La vía corticoespinal contiene exclusivamente axones motores. Cerca del 80% de los axones se cruzan en el bulbo raquídeo en el punto conocido como cruce de las pirámides. Esto explica por qué los movimientos de un lado del cuerpo son controlados por el lado opuesto del cerebro. [↩]
6. Además del símil vegetal que apuntamos, diremos que el tronco encefálico se ocupa de todas las funciones necesarias para que el cuerpo esté vivo, como la respiración, la digestión de alimentos y la circulación sanguínea. También controla los músculos involuntarios, aquellos que funcionan automáticamente, como en el corazón o el estómago. Además de estas funciones, el tallo cerebral lleva a cabo otros cometidos automáticos como el control de la tos, el estornudo, el hipo, el vómito, la succión y la deglución. [↩]
7. Foramen magnum es el nombre del orificio situado en la base del cráneo, a través del cual se establece la continuidad del sistema nervioso central hacia la médula espinal. [↩]
8. Las netrinas son una clase de proteínas involucradas en la guía de axones. Su nombre viene de la palabra sánscrita ”netr“, que significa “uno que guía“. Son quimiotrópicas, es decir, un axón en crecimiento se moverá hacia o alejándose de una concentración más alta de netrina. También actúan como factores de crecimiento alentando las actividades de crecimiento celular en las células diana. [↩]
9. Las semaforinas son una clase de proteínas que se identificaron originalmente como moléculas de orientación en el crecimiento del cono axonal. Actúan principalmente como señales inhibitorias de corto alcance, señales para desviar a los axones de regiones inapropiadas, especialmente importantes en el desarrollo del sistema neural. [↩]
10. Las neurotrofinas son una familia de proteínas que favorecen la supervivencia de las neuronas, que se vierten al torrente sanguíneo y son capaces de unirse a determinadas células -entre ellas las neuronas- para estimular su supervivencia, crecimiento o diferenciación. [↩]
11. La sinapsis es un contacto funcional especializado intercelular entre neuronas. En estos contactos se lleva a cabo la transmisión del impulso nervioso. Éste se inicia con una descarga química que origina una corriente eléctrica en la membrana de la célula presináptica (célula emisora); una vez que este impulso nervioso alcanza el extremo del axón (la conexión con la otra célula), la propia neurona segrega un tipo de compuestos químicos que se depositan en el espacio intermedio entre esta neurona transmisora y la neurona postsináptica o receptora. Estas sustancias segregadas o neurotransmisores son los encargados de excitar o inhibir la acción de la otra célula, llamada célula postsináptica. [↩]
12. Aunque hoy se sabe que en la corteza conocida como hipocampo, en una zona profunda del cerebro, existe una población de células madre que siguen pariendo neuronas activas. Debe ser significativo el hecho de que el hipocampo es uno de los principales centros neuronales de la memoria. Hay que ir almacenando más y más información a lo largo de la vida. De hecho, incluso se ha comprobado que profesiones que necesitan una gran y ágil memoria -por ejemplo, los taxistas de Londres- desarrollan un hipocampo más generoso. [↩]
13. Se cree que en esa fase inicial de desbocada generación de sinapsis, éstas se producen a un ritmo de unas 700 a 1.000 por segundo. [↩]
14. El neuropilo (del griego νεῦρον nêuron, “nervio”, y πῖλος pîlos, “fieltro”) es la región comprendida entre varios cuerpos celulares de neuronas de la sustancia gris del encéfalo y la médula espinal. [↩]
15. Al inicio de la adolescencia el grosor de la corteza cerebral es máximo, después empieza a disminuir para alcanzar al terminar la maduración, al principio de la segunda década de vida, el mismo grosor que en el adulto como resultado del cambio y reestructuración de las redes neuronales que se habían ido entretejiendo hasta este momento. [↩]
16. Causante de la enfermedad de las vacas locas, la encefalopatía espongiforme bovina. [↩]
17. La β-amiloide es un péptido que se sintetiza a partir de la proteína precursora amiloidea (APP). Aunque generalmente se alude a su relación con la enfermedad de Alzheimer, no existe exclusivamente en ese contexto. [↩]

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