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El sistema nervioso se divide en sistema nervioso central, compuesto por el encéfalo y la médula espinal, y sistema nervioso periférico que comprende los nervios que inervan todos los órganos y tejidos del organismo. A su vez, el encéfalo, que es la parte que resguarda el cráneo y es comúnmente conocido como el cerebro, está subdividido en la corteza cerebral, el diencéfalo, el tronco encefálico y el cerebelo. El encéfalo es un órgano muy importante, ya que gracias a este podemos sentir, actuar, interpretar, pensar, desear y razonar. Además, es el principal responsable de todas las acciones que realizamos, tanto conscientes como inconscientes, que nos brindan la capacidad de responder a un mundo en continuo cambio que demanda respuestas rápidas y precisas.
Al encéfalo llega toda la información que se recoge de la periferia por parte de los sentidos, como el tacto, el oído, la vista, el olfato y el gusto, a través de señales eléctricas enviadas por las neuronas, que son células que componen el sistema nervioso. Toda esta información es procesada, integrada, interpretada y almacenada en las diferentes áreas del encéfalo, el cual, consecutivamente, genera aprendizaje y memoria que le brinda la capacidad de generar respuestas ante los diferentes estímulos que recibe.
Cerebro y sus funciones. Imagen: L. De la Cruz-Color.
Las neuronas
Las neuronas son las principales células que forman el sistema nervioso, tanto central como periférico. Estas células tienen una estructura en forma de árbol con múltiples ramificaciones conocidas como dendritas y axones, a través de las cuales, establecen numerosos contactos con otros cientos de neuronas formando circuitos eléctricos. Además, son células especializadas capaces de recibir y generar impulsos eléctricos que les brinda la capacidad de comunicarse entre ellas, así como con otros tipos de células. Todo esto, con la finalidad de recibir información desde los órganos y tejidos periféricos como la piel, los músculos, los oídos, los ojos, etc. Esta información es transformada en señales eléctricas que son enviadas desde la periferia hasta el encéfalo o cerebro, donde son procesadas y almacenadas. Consecutivamente, el encéfalo genera nuevos impulsos eléctricos a manera de respuesta que son transmitidos hacia los órganos y tejidos periféricos, como los músculos, los intestinos y las glándulas productoras de hormonas.
Finalmente, en la periferia se generan respuestas a estos impulsos eléctricos, tales como los movimientos voluntarios e involuntarios del organismo y la secreción de hormonas que regulan el crecimiento. Hasta hace algunas décadas, existía una teoría que mencionaba lo siguiente: «las neuronas con las que los seres humanos nacemos es la misma cantidad con la que morimos», es decir, una vez que los humanos nacemos somos incapaces de generar nuevas neuronas. Sin embargo, esta teoría ha sido refutada y en las últimas décadas se ha demostrado que el cerebro de una persona adulta aún tiene la capacidad de generar nuevas neuronas, proceso conocido como neurogénesis.
Neurona. Imagen: L. De la Cruz-Color.
Neurogénesis y regeneración cerebral
La neurogénesis es un proceso complejo altamente regulado, en el que cierto tipo de células madre, conocidas como células madre neuronales (NSC, por sus siglas en inglés) dan lugar a nuevas neuronas. Este proceso involucra la división de las células madre neuronales para formar un mayor número de células con capacidad de formación de nuevas neuronas, proceso conocido como proliferación celular. También involucra la maduración y diferenciación de las células madre hacia neuronas que son células especializadas, así como la formación de sus ramificaciones, es decir, las dendritas y los axones. Además, las nuevas neuronas formadas tienen que migrar desde la zona neurogénica en la que se encuentran, hacia el área de la cual van a formar parte.
Finalmente, estas forman conexiones con otras neuronas a través de sus dendritas y axones, para establecer circuitos eléctricos que permitan la comunicación entre ellas. La neurogénesis ocurre durante todo el desarrollo fetal, para formar tanto el sistema nervioso central como el sistema nervioso periférico del nuevo ser que se está desarrollando. Sin embargo, en el cerebro de un adulto el proceso neurogénico se restringe a dos áreas específicas: la zona subgranular (SGZ, por sus siglas en inglés) del giro dentado del hipocampo y la zona subventricular (SVZ, por sus siglas en inglés) localizada bajo los ventrículos laterales; áreas conocidas como los nichos neurogénicos del cerebro adulto.
Estas áreas del cerebro son capaces de mantener la formación de nuevas neuronas durante toda la vida de una persona. Sin embargo, la velocidad de generación de nuevas neuronas en el cerebro adulto, es menor en comparación con la velocidad observada durante el desarrollo fetal, y disminuye conforme incrementa la edad de las personas. Además, cabe resaltar que las nuevas neuronas generadas en el cerebro adulto, únicamente pueden migrar a regiones cercanas a los nichos neurogénicos, por lo tanto, la mayor parte del encéfalo no tiene la oportunidad de ser regenerado, o al menos es lo que se sabe hasta el día de hoy. A pesar de esto, estudiar la neurogénesis en el cerebro adulto es de gran importancia, ya que este fenómeno, altamente complejo, ha sido relacionado tanto con procesos fisiológicos normales del cerebro, como con procesos fisiopatológicos.
Neurogénesis. Imagen: L. De la Cruz-Color.
Procesos fisiológicos y patológicos asociados a la neurogénesis
A pesar de que la neurogénesis se restringe a dos áreas específicas del cerebro adulto —los nichos neurogénicos—, en las últimas décadas se ha observado que esta se relaciona tanto con procesos fisiológicos normales, como con procesos fisiopatológicos. Hasta el momento, la mayoría de las investigaciones realizadas sobre la neurogénesis en el cerebro adulto, han documentado que esta se relaciona principalmente con los procesos de memoria y aprendizaje. Lo anterior, se debe a que el hipocampo es la principal área del cerebro en la que se llevan a cabo dichos procesos y, además, es la región en la que se encuentra la zona subgranular del giro dentado que es el nicho neurogénico más estudiado hasta ahora. Durante los procesos de aprendizaje y la generación de memoria, ocurre un incremento en la formación de nuevas neuronas que migran desde la zona subgranular hacia diferentes áreas del hipocampo. Estas nuevas neuronas forman conexiones con las neuronas ya existentes, integrándose en los circuitos neuronales preformados del hipocampo, permitiendo la generación de memoria y aprendizaje. Por el contrario, algunas alteraciones como los problemas de aprendizaje y los trastornos de la memoria, están relacionadas con la disminución de la capacidad neurogénica de la zona subgranular del giro dentado del hipocampo.
Procesos fisiológicos y patológicos asociados a la neurogénesis.
Imagen: L. De la Cruz-Color.
Otros estudios realizados en ratones adultos, han mostrado que la inducción de la neurogénesis es capaz de contrarrestar los procesos neurodegenerativos, es decir, la muerte progresiva de las neuronas asociada a enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson. Sin embargo, la inducción no regulada de la neurogénesis puede ocasionar la maduración y diferenciación de todas las células madre neuronales de los nichos neurogénicos, sin que exista una renovación de estas células madre.
Lo anterior, conduce a la pérdida de la capacidad de regeneración del cerebro adulto y, por lo tanto, incrementa la predisposición al desarrollo de enfermedades neurodegenerativas. Entender la forma en la que se regula el proceso de neurogénesis en el cerebro adulto es de gran interés para la comunidad científica, ya que permite comprender de manera más clara la fisiopatología de los diferentes desórdenes del sistema nervioso central, tales como las enfermedades neurodegenerativas y los desórdenes psiquiátricos. Además, nos brinda la oportunidad de buscar nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento de estos desórdenes y en un futuro, quizás, gracias a estos nuevos conocimientos generados, incluso se podría lograr la regeneración de las diferentes áreas que forman parte del sistema nervioso central.
Para Saber Más:
Gage F.H. (2002). Neurogenesis in the adult brain. The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience, 22(3), 612-613. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.22-03-00612.2002
Navarro-Quiroz E., Navarro-Quiroz R., España-Puccini P., Ahmad M., Díaz-Pérez A., Villarreal J.L., Vásquez L. y Torres A. (2018). Neurogénesis en cerebro adulto. Revista Salud Uninorte. Salud, Barranquilla, 34(1), 144-159. https://doi.org/10.14482/sun.34.1.9992
Olivares-Hernández J.D., Juárez-Aguilar E. y García-García F. (2015). El hipocampo: neurogénesis y aprendizaje. Revista Médica de la Universidad Veracruzana, 15(1), 20-28. https://www.uv.mx/rm/num_anteriores/revmedica_vol15_num1/contenido/index.htm
Sergio Cornelio-Martínez. Profesor de asignatura del Centro de Enseñanza Técnica Industrial, División Químico en Fármacos, Academia de fármacos.
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Lucía de la Cruz-Color. Profesor de Asignatura del Centro Universitario de la Ciénega, División de Desarrollo Biotecnológico, Departamento de Ciencias Médicas y de la Vida.
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