¿Cuántas neuronas nacen al día en el cerebro humano?
El cerebro humano posee la notable capacidad de generar nuevas neuronas en el hipocampo a lo largo de toda la etapa adulta. Esta regeneración representa aproximadamente el 1,75% de las neuronas de esta región cerebral relacionada con la memoria cada año, lo que se traduce en la producción de unas 1.400 nuevas neuronas cada día.
La neurogénesis en adultos, un fenómeno que había sido objeto de debate y del que existían más evidencias que pruebas concretas desde su descubrimiento a finales de los años 60, ha sido finalmente demostrada y, lo que es más importante, cuantificada.
Un grupo de científicos suecos del instituto médico universitario Karolinska fueron los responsables de este hallazgo, según un estudio publicado en la prestigiosa revista Cell. Una de las aportaciones más innovadoras para la investigación en este campo fue la metodología utilizada por estos biólogos celulares.
Los autores midieron la concentración de carbono-14 en el ADN de las neuronas del hipocampo de personas fallecidas. Los investigadores sabían de antemano que dicha concentración de carbono-14 en los genes fue variando en el tiempo desde 1963, cuando cesaron los ensayos de bombas atómicas atmosféricas que provocaron su introducción en la cadena trófica a través de la fotosíntesis. Por lo tanto, cuantificando su proporción en los genes lograron datar el nacimiento de las neuronas.
Los resultados del estudio derivados de esta datación del nacimiento de las neuronas concluyeron que un tercio de las células no correspondían ni a la fase de nacimiento ni de desarrollo, por lo que se habrían generado en la edad adulta. Es más, la neurogénesis se produce hasta casi los últimos días de vida.
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Estas conclusiones llevaron a los investigadores a preguntarse por el papel que juega este fenómeno en las funciones cognitivas del cerebro.
La importancia de las nuevas neuronas en las funciones cognitivas
"Hemos proporcionado la primera evidencia de que hay neurogénesis sustancial en el hipocampo humano durante toda la vida, lo que sugiere que las nuevas neuronas pueden influir en el funcionamiento del cerebro humano", explicó Jonas Frisén, autor principal del estudio. La primera hipótesis lanzada por los investigadores es que “las nuevas neuronas podrían tener un valor fundamental para codificar la información recibida por el cerebro”.
Por el contrario, una neurogénesis deficiente, inferior al 1,75% anual, podría contribuir a la aparición de ciertos trastornos psiquiátricos, aunque esta segunda tesis está condicionada a los factores ambientales que provocan la muerte de este tipo de células.
"Durante mucho tiempo se ha sospechado que la depresión está relacionada con la reducción de la neurogénesis del hipocampo y nuestros hallazgos sugieren que podrían desarrollarse antidepresivos más eficaces" en base a estos resultados, según adelantó el coordinador del estudio.
El porcentaje de renovación de las neuronas en humanos coincide con los resultados de otros ensayos llevados a cabo con ratones de laboratorio. En el caso de los roedores se ha utilizado una técnica que consiste en la introducción de marcadores fluorescentes en las neuronas del hipocampo, mediante la que demostraron la importancia de las nuevas neuronas en las funciones cognitivas. Según estas investigaciones previas, las neuronas producidas en la edad adulta tienen un mayor peso y se utilizan de forma preferencial.
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Hábitos de vida saludables
Otra de las mayores sorpresas del estudio conducido por Frisén fue que la neurogénesis se mantiene hasta los últimos años de vida, pero a esta edad maduran de forma mucho más lenta, lo que potencia la aparición de enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, los estímulos cognitivos y los ejercicios de memoria contribuyen a acelerar su maduración y, por tanto, a frenar enfermedades como el alzhéimer o el parkinson, como ha demostrado la mayoría de estudios epidemiológicos.
Mantener una mente activa contribuye a reducir el deterioro cognitivo durante el envejecimiento, y la alimentación saludable también es otro de los mejores seguros para proteger la psique. Y es que las enfermedades derivadas en gran parte de una mala alimentación, como la obesidad, el colesterol o la diabetes tipo 2, causan graves daños en el cerebro.
Sin embargo, los científicos intuyen que todavía existe una serie de factores ambientales sin identificar y que perjudican gravemente la actividad cerebral.
Neurogénesis y Alzheimer: Un vínculo prometedor
La generación de nuevas neuronas en regiones del cerebro relacionadas de forma clave con el Alzheimer, como el hipocampo, está intrínsecamente ligada a la formación de nuevas memorias y al mantenimiento de la plasticidad cerebral. Esta conexión plantea la posibilidad de que fomentar la neurogénesis pueda ofrecer protección contra los efectos de la enfermedad de Alzheimer.
Algunos estudios sugieren que la neurogénesis podría desempeñar un papel relevante en la prevención del Alzheimer. Se ha propuesto que el ejercicio regular y una adecuada nutrición puede promover la generación de nuevas neuronas y, potencialmente, mejorar los síntomas en etapas tempranas de la enfermedad.
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Por otro lado, la progresión del Alzheimer puede tener efectos perjudiciales en la neurogénesis. La acumulación de placas de proteína beta-amiloide y de ovillos de proteína tau, características distintivas de la neuropatología del Alzheimer, ha sido vinculada a la disminución de la formación de nuevas neuronas.
Así pues, para la investigación del Alzheimer es muy relevante la generación de nuevas neuronas en el hipocampo o neurogénesis hipocampal en adultos (AHN, por sus siglas en inglés), por la plasticidad que puede conferir a todo el circuito hipocampal.
Aunque la evidencia directa de la AHN en humanos es aún escasa, un estudio reciente arrojó luz sobre esta cuestión. Mediante el uso de muestras cerebrales humanas obtenidas en condiciones controladas y métodos avanzados de procesamiento de tejidos se identificaron miles de neuronas inmaduras en personas neurológicamente sanas hasta los 90 años. Estos hallazgos demuestran la persistencia de la AHN tanto durante el envejecimiento fisiológico como durante el Alzheimer en humanos y proporcionan evidencia de que la disminución de neurogénesis podría representar un mecanismo relevante subyacente a los déficits de memoria en el Alzheimer.
Tal vez la neurogénesis en el hipocampo podría ser un objetivo prometedor para desarrollar estrategias innovadoras en el tratamiento de esta enfermedad neurodegenerativa.
Uno de los principales desafíos radica en la complejidad del Alzheimer y su impacto en múltiples sistemas cerebrales. Esta complejidad plantea preguntas sobre cómo dirigir específicamente la neurogénesis para obtener beneficios terapéuticos. ¿Cómo podemos intervenir de manera precisa y efectiva en el curso de la enfermedad?
¿Neurogénesis sí o no? El debate continúa
José Manuel García Verdugo (Ceuta, 1954), Catedrático de Biología Celular en la Universidad de Valencia, es un pionero en el estudio de este proceso, conocido como neurogénesis adulta, y de las células madre que lo originan. Su último estudio, publicado en la revista Nature, ha sido un jarro de agua fría para aquellos investigadores que, desde hace décadas, defienden que en el cerebro de los humanos adultos sí nacen nuevas neuronas.
El hallazgo revela que esta neurogénesis es inexistente en el giro dentado del hipocampo, área relacionada con el aprendizaje y la memoria, lo que obliga a replantearnos lo que creíamos saber sobre el órgano menos conocido del cuerpo.
García Verdugo y su equipo no encontraron neurogénesis, solo células madre. Empezaron a aparecer más estudios que decían que sí había, con imágenes que para él no eran muy convincentes pero para otros sí. La mitad de científicos decía que sí y la otra mitad que no. Hubo artículos polémicos en revistas importantes como Science, en un sentido y en otro. En cualquier caso, publicar no es demostrar.
El problema de investigar con cerebros humanos es que el post mortem te limita muchísimo, pues deteriora la célula y da falsos positivos. Algunos trabajos empezaron a sugerir que el marcador utilizado como estándar para demostrar la neurogénesis en el giro dentado humano fallaba. Además, en ratones se usan cepas que son clones genéticos, mientras que dos humanos no se parecen en nada.
Éramos muy pocos los que mirábamos el cerebro con microscopía electrónica, pero no veíamos en los humanos lo mismo que en los ratones. Aun así, ganaron los que decían que hay neurogénesis adulta en el cerebro humano.
Tras la publicación del estudio de García Verdugo, otro artículo en Cell Stem Cell afirmaba que existe neurogénesis adulta en el hipocampo. No creas que esto ha terminado, la guerra no ha hecho más que empezar. Habrá más artículos en los dos sentidos. Muchos grupos se están pasando a nuestro lado. Respecto al nuevo estudio, no hay suficiente evidencia para concluir que las células observadas sean nuevas neuronas, porque son muy diferentes en su forma a una neurona.
Para el que trabaja con factores que aumentan la neurogénesis y tiene su dinero y su grupo, este artículo es un palo que le hemos dado sin querer. Por eso advertimos que no se queden ahí y estudien la plasticidad, porque a lo mejor su fármaco la aumenta. “La guerra no ha hecho más que empezar. Habrá más artículos en los dos sentidos.
Esto no es negativo, por que no haya neurogénesis no se acaba el mundo. Queremos abrir esta caja de Pandora para que más grupos vean si estamos en lo cierto. Si lo estamos, la forma de continuar con el cerebro humano no debe ser aumentar la neurogénesis, porque no la hay, sino apostar por la plasticidad, la conectividad y la protección.
En el ratón, el giro dentado se forma después de nacer, mientras que el feto humano lo tiene desde antes. Es posible que la evolución haya decidido que vengamos al mundo con la mayoría de las neuronas ya formadas, esa es nuestra gran ventaja.
Nacer con los ‘ladrillos’ ya puestos es muy positivo porque desde el primer momento empezamos a construir el cerebro y a almacenar información, y eso es vital para el futuro. No necesitamos depender de tener más neuronas para aprender.
La corteza prefrontal es casi inexistente en ratones, pero en los humanos presenta una neurogénesis gigante tras el nacimiento. Es una forma de incrementar nuestro gran disco duro para almacenar información. Durante las primeras horas de vida hasta los 18 meses hay millones de neuronas moviéndose para construir esa parte del cerebro. Es llamativo que el giro dentado y la corteza prefrontal, dos regiones relacionadas con la memoria y el aprendizaje, tengan un desarrollo prenatal y hasta posnatal. En adultos esto ya no ocurre.
El ser humano ha hecho esto porque le ha ido muy bien. Lo mejor sería que tuviéramos un recambio en todo el cerebro, pero ¿que no hay nuevas neuronas? ¡Y qué! Creemos que la neurona es una célula débil que muere enseguida, pero no es verdad: está muy bien protegida.
Yo miro el cerebro humano y no hay agujeros donde falten neuronas, está todo bien cubierto [ríe]. Lo que pasa es que muchas envejecen y se llenan de unos cuerpos densos de lipofucsina que interfieren en su funcionalidad. El tráfico dentro de una célula se mide en milésimas de segundo y con estas acumulaciones se ralentiza. Es ese “no me acuerdo, no me acuerdo” y a las tres horas lo recuerdas. El circuito está intentándolo, pero al no poder conectar intenta hacer un baipás por otras neuronas.
Según eso, ¿la muerte de neuronas viejas sería positiva? Facilitaría unas conexiones más rápidas y sin atascos.
El cerebro de Einstein tiene pocas neuronas y mucha glía, y hay quien ha dicho que eso puede facilitar la rapidez del circuito al evitar conexiones inútiles.
Los jugadores de fútbol profesionales utilizan menos neuronas que los no profesionales porque menos neuronas significa más rapidez. Cuando un profesional ve un balón a treinta metros de altura, inconscientemente sabe cuándo tiene que levantar la pierna, qué fuerza tiene que hacer… Son circuitos rápidos de pocas neuronas. En el que no es profesional, miles de neuronas se ponen a pensar y cuando llega, se equivoca.
El alcohol, las drogas y la contaminación son elementos a evitar, porque deterioran las neuronas y las llenan de cuerpos densos, bloqueando los circuitos. Una buena alimentación también es clave, porque estas células necesitan estar bien oxigenadas y nutridas.
En el niño, los cariños y la atención son fundamentales para que el edificio se construya bien. Y ser curioso. Hay que tener el cerebro activo: la lectura, la cultura, socializar, hablar con gente con otros puntos de vista… todo eso le da una actividad brutal al cerebro.
Hay que saber más sobre cómo vive una neurona para que no muera ni se llene de esos cuerpos densos que alteran sus funciones. La plasticidad sináptica es nuestra gran baza porque permite crear circuitos más rápidos y aprender habilidades que antes no teníamos. A partir de los veinte o treinta años ya tienes el edificio construido, pero gracias a la plasticidad, todavía se puede cambiar: te enseñan un descubrimiento nuevo y cambian tus ideas.
Cifras asombrosas del cerebro
Siguiendo la estela del post dedicado al corazón, es una buena oportunidad para centrarnos en las cifras del órgano por antonomasia, el órgano de órganos: el cerebro.
- En sólo 1.400 gramos de materia albergamos entre 10.000 millones y 100.000 millones de neuronas (tantas como el número de estrellas de nuestra galaxia). Cada neurona establece entre 5.000 y 50.000 conexiones con sus células vecinas.
- Un mensaje enviado por el cerebro a cualquier parte de nuestro organismo puede alcanzar una velocidad de 360 kilómetros por hora.
- El récord de peso lo ostenta el cerebro de un cadáver extraído en 1992 por el doctor Mabdybur, patólogo de la Universidad de Cincinnati: 2,3 kilogramos.
- El cerebro de las mujeres es más pequeño que el de los hombres… pero no es así si establecemos la comparación teniendo en cuenta el tamaño medio del cuerpo de hombres y mujeres. Sin embargo, el tamaño del cerebro tiene una importancia relativa: lo importante es su cableado.
- El cerebro ofrece anfractuosidades y circunvoluciones y parece estar tan plegado y apiñado para ocupar el mínimo espacio posible. Con todo, el cerebro es tan grande que no nacemos con él totalmente desarrollado. De lo contrario, el bipedismo y el estrechamiento del canal del parto no permitiría que el cerebro cupiese por él.
- El cerebro no puede sentir dolor porque no dispone de nervios capaces de registrarlo. Los neurocirujanos pueden sondear el cerebro aunque la persona esté consciente.
- Carl Sagan afirmó que el cerebro puede almacenar información equivalente a unos 20 millones de volúmenes, una cantidad equiparable al fondo bibliográfico de las mayores bibliotecas del mundo.
- Tenemos 150.000 kilómetros de nervios. El más grande es la médula espinal, que tiene 45 centímetros y 3,8 centímetros de ancho. El más largo, sin embargo, es el tibial, que tiene una longitud de 50 centímetros. El máximo voltaje del impulso nervioso es de 100 milivoltios.
- Hay unos 160.000 km de vasos sanguíneos en el cerebro.
Tabla resumen de la neurogénesis en el cerebro humano
| Aspecto | Descripción |
|---|---|
| Cantidad de neuronas generadas al día | Aproximadamente 1.400 en el hipocampo |
| Porcentaje de regeneración anual | 1.75% de las neuronas del hipocampo |
| Regiones del cerebro involucradas | Principalmente el hipocampo (giro dentado) y la corteza prefrontal |
| Factores que promueven la neurogénesis | Ejercicio regular, alimentación saludable, estímulos cognitivos, aprendizaje |
| Factores que la disminuyen | Enfermedades neurodegenerativas (Alzheimer), depresión, factores ambientales negativos |
| Importancia | Memoria, aprendizaje, plasticidad cerebral, posible prevención del Alzheimer |
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