Científico del CECs-USS participa en investigación sobre funcionamiento del cerebro

Felipe Barros es parte de hallazgo que abre nuevas vías para comprender cómo opera el cerebro humano y cómo enfrentar enfermedades neurológicas y neurodegenerativas. Conoce los detalles.

Con la participación del Doctor Felipe Barros, investigador de la Universidad San Sebastián y del Centro de Estudios Científicos en Valdivia (CECs), un equipo científico internacional descubrió que las neuronas del cerebro humano gestionan sus necesidades energéticas “externalizando” el suministro. 

El grupo internacional de científicos representan a la Universidad de Zurich, el Instituto Max Planck, la Universidad Johns Hopkins, el Centro de Estudios Científicos-CECs y la Universidad San Sebastián, y publicaron su nuevo hallazgo en la revista Nature Neuroscience. 

El artículo muestra cómo las neuronas, que necesitan una enorme cantidad de energía para funcionar, delegan la producción energética a otras células especializadas. Con esta estrategia de “externalización energética”, las neuronas optimizan sus recursos para mantenerse activas.

“Básicamente, es darse cuenta de cómo se distribuyen las tareas dentro del cerebro, respondiendo a una de las grandes preguntas de la neurociencia: de dónde viene la enorme energía que gastan las neuronas”, dice el Doctor Felipe Barros, coautor del artículo, investigador de la Universidad San Sebastián y del CECs en Valdivia. 

“Así como nosotros dependemos de una red eléctrica externa para alimentar nuestros edificios, las neuronas han evolucionado para externalizar sus necesidades energéticas. Al delegar esta función vital a otras células, las neuronas pueden mantener su actividad intensa y especializada”, añade Barros.

Este proceso de “outsourcing”, perfeccionado por la evolución, no sólo abre nuevas rutas hacia la comprensión del cerebro; también puede derivar en nuevos enfoques para enfrentar las enfermedades neurológicas y neurodegenerativas que justamente son causadas por alteraciones o fallas en este sistema de suministro energético.

“Esta estrategia colaborativa tiene sus riesgos. Al vivir en comunidad, las neuronas han dejado de cumplir tareas, lo que les permite trabajar con gran potencia, precisión y habilidad, pero si el ayudante falla puede tener consecuencias críticas”, explica el profesor de la Escuela de Medicina USS.

La colaboración desconocida

Tal como los cables eléctricos, los axones -esos largos hilos que transmiten señales eléctricas a lo largo de las neuronas- necesitan aislamiento para funcionar. Unas células especializadas, llamadas oligodendrocitos, se encargan de producir mielina: la capa aislante que envuelve los axones, permitiendo una comunicación neuronal eficiente y rápida.

El artículo publicado en Nature Neuroscience muestra que los oligodendrocitos están lejos de ser solamente una grasa aislante; son además los encargados de la crucial función de dar soporte metabólico, de proveer energía a los axones cuando éstos lo piden.

“Los oligodendrocitos no sólo brindan soporte físico, sino que también responden activamente a las señales que emiten los axones cuando necesitan energía, liberando combustible (lactato) para mantenerlos funcionando en toda su capacidad”, detalla el Dr. Barros.

Barros indica que comprender estas interacciones es relevante para la ciencia, pero también para la medicina. Añadió que en el ámbito biomédico se ha identificado que las fallas energéticas son un denominador común en las enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis múltiple. 

"Entender estos procesos tempranos abre la posibilidad de intervenciones preventivas, décadas antes de la aparición de síntomas. Ésa es la promesa de la ciencia básica”, señala Barros, subrayando además el uso clave en este trabajo de sensores desarrollados en el CECs, específicamente diseñados para medir procesos en los axones. “Una bonita conjunción entre métodos clásicos y tecnología moderna para contestar preguntas pendientes”, comentó el científico.

Barros añadió que este tipo de avances van abriendo paso a enigmas mayores como entender en detalle cómo a través del cerebro y sus redes de neuronas nos mantenemos vivos, le damos sentido a la información que percibimos sobre el mundo, y desarrollamos los rasgos que nos hacen únicos, nuestros pensamientos, recuerdos y emociones.