Desde la Universidad israelí de Bar-Ilan, próxima a Tel Aviv, hacen hincapié en que el nuevo hallazgo protagonizado por un equipo de sus neurocientíficos que han descubierto el mecanismo por el que se transfiere la información en distintas áreas del cerebro, se traducirá en una mejora de los tratamientos terapéuticos para el mal de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.
En el novedoso estudio dirigido por el científico Tal Dalal, difundido por Cell Reports, se explica cómo alteraron el nivel de sincronización en el área del cerebro que transmite la información. Seguidamente examinaron las consecuencias en el proceso de transferencia de esa información y cómo la entendió el área del cerebro que la recibió.
Como recuerdan en este trabajo, a principios del pasado siglo los científicos utilizaron electrodos adheridos al cuero cabelludo para registrar la actividad cerebral. Así vieron que la actividad cerebral se caracteriza por señales ascendentes y descendentes, lentas y rápidas, que más tarde recibieron el nombre de ondas cerebrales.
A partir de ahí, los neurocientíficos han analizado las ondas cerebrales para conocer su papel en el proceso y transmisión de información entre diferentes regiones del cerebro. Ya han observado cómo, en cerebros sanos, se produce un cambio en la intensidad de las ondas dentro de una amplia gama de actividades cognitivas, como la memoria y el aprendizaje.
Además, muchos estudios han demostrado que los cambios en la intensidad y frecuencia de las ondas indican epilepsia, autismo o enfermedades neurodegenerativas como Parkinson y Alzheimer.
Esta última se caracteriza por una disminución brusca de la intensidad de las ondas a una determinada frecuencia, mientras que en la epilepsia se registra un aumento muy brusco y anormal de la intensidad de las ondas a una frecuencia diferente.
Transmisión de información en el cerebro
Actualmente, se sabe que las ondas cerebrales expresan actividad sincronizada de decenas de miles de células nerviosas, por lo que, según estos científicos, un aumento normal en la intensidad de la onda expresa actividad sincronizada de diferentes grupos de neuronas con el fin de transmitir información. Pero ¿por qué y cómo contribuyen estas ondas a la correcta transmisión de información en el cerebro?
El estudio coordinado por Dalal se centró en las regiones del cerebro que forman parte del sistema olfativo, que se caracteriza por una fuerte intensidad de las ondas cerebrales.
Un tipo particular de neurona en esta región es responsable de crear actividad de ondas cerebrales sincronizadas. Para aumentar o disminuir la sincronización, los investigadores utilizaron la optogenética, un método que permite activar y desactivar la actividad neuronal, al igual que un interruptor, mediante la proyección de destellos de luz sobre el cerebro.
De esta manera, la actividad de las neuronas sincronizadas se puede activar o desactivar para examinar cómo el cambio de la actividad sincronizada de muchas neuronas en una región afecta la transmisión de información a la siguiente región, que lee la información.
El área primaria manipulada, aumentando o disminuyendo la sincronización, es donde tiene lugar el procesamiento inicial en el sistema olfativo. Desde allí, la información sincronizada o no sincronizada, según la manipulación, se transfiere al área secundaria del sistema olfativo responsable del procesamiento de nivel superior.
Los investigadores encontraron que el aumento de la sincronización de las neuronas, en la región primaria que transmite información, se tradujo en una mejora significativa en la transmisión y el procesamiento de la información en la región secundaria. Por el contrario, cuando se redujo la sincronización, se perjudicó la representación de la información en la región descendente.
Neuronas sincronizadas
Dalal reconoce que se encontraron con un descubrimiento inesperado. «Nos sorprendió descubrir -puntualiza- que la activación de las neuronas que inducen la sincronía también provocó una disminución en el nivel de actividad general en la región primaria, por lo que habríamos esperado que se transfiriera menos información a la región secundaria. Pero el hecho mismo de que la salida de la región ascendente está sincronizada, compensa la actividad reducida general e incluso mejora la transferencia de información«.
Una de las principales conclusiones de este trabajo es que cuando se sincronizan miles de neuronas, la transmisión de información en el cerebro se realiza de forma más potente y fiable, en comparación con una situación en la que la actividad es asíncrona y cada neurona funciona de forma independiente, independientemente del grupo.
En opinión de Dalal, esto es semejante a una manifestación de decenas de miles de personas en una plaza pública, en comparación con los manifestantes dispersos en diferentes lugares. El poder de la actividad compartida y sincronizada es inmenso en comparación con la actividad independiente no sincronizada.
Para estos neurocientíficos, su hallazgo puede explicar por qué una disminución en la actividad sincronizada, que expresa una disminución en la intensidad de las ondas cerebrales, puede resultar en un deterioro cognitivo en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
«Hasta ahora, diversos estudios han demostrado una correlación entre la disminución de la sincronicidad y la enfermedad neurodegenerativa, pero no han demostrado por qué ni cómo sucede», subraya Dalal para, a renglón seguido, destacar que han demostrado cómo la sincronización contribuye a la transmisión y el procesamiento de información en el cerebro. “Esta puede ser la razón -especula- por la que eventualmente vemos deterioro cognitivo en los pacientes«.