Resumen

Esperanza Meléndez-Herrera
Profesora e investigadora del Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales,
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
Morelia, Michoacán.
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El cerebro y el proceso de información

El cerebro es reconocido por la mayoría de nosotros como el centro de mando del cuerpo, responsable de recibir información del ambiente externo para predecir y coordinar nuestra conducta. Sin embargo, no solo se limita a eso, ya que también se encarga de captar señales de nuestro medio interno para asegurar el funcionamiento adecuado del organismo. En realidad, el cerebro recibe y procesa información de ambos entornos, jerarquizándola, organizándola e integrándola. El cerebro prioriza la información por su valor potencial, enfocándose primero en aquella que podría representar un peligro, y la utiliza para protegernos. Obviamente, el cerebro utiliza la información para mucho más que eso: aprende, memoriza, crea, imagina y tiene conciencia de sí mismo.

Hasta hace unas décadas, se creía que el cerebro dependía solo de las neuronas y de las células gliales para conocer el mundo interno y externo, así como para desarrollar procesos cognitivos superiores como el aprendizaje y la memoria. Afortunadamente, desde hace unos años, esta visión «cerebrocentrista» está cambiando y cada vez se revela más la profunda interconexión entre el cerebro y el resto del cuerpo. Esta nueva perspectiva está transformando nuestro entendimiento de cómo otros órganos y sistemas contribuyen al funcionamiento y bienestar cerebral.

La investigación más reciente destaca que el cerebro depende de señales y sustancias químicas provenientes de otros órganos, como el intestino, el hígado y el sistema inmunitario. Por ejemplo, se ha descubierto que el microbioma intestinal influye significativamente en el estado de ánimo, en la memoria y en el comportamiento, lo que ha llevado al concepto de un «eje intestino-cerebro». En este sentido, desde hace algunos años, se ha descubierto que células y moléculas, originalmente consideradas como dañinas para el cerebro, en realidad pueden desempeñar funciones indispensables para procesos cognitivos superiores. Este es el caso de moléculas como las citocinas proinflamatorias, las moléculas asociadas al daño y sus receptores, e incluso las células de la respuesta inmunitaria.

Inmunidad y cognición: una relación estrecha

La visión imperante durante todo el siglo pasado fue que el sistema nervioso central y el sistema inmunitario limitaban su comunicación a situaciones patológicas después de una lesión o enfermedad degenerativa. Esta idea se mantuvo bajo el supuesto de que el cerebro tiene sus propias células capaces de «vigilar» el microambiente neuronal en condiciones normales, las cuales impiden el paso de células y moléculas inmunitarias al interior del cerebro. Las células residentes del cerebro, que llevan a cabo funciones inmunitarias, son la microglía y los astrocitos.

Estas células son capaces de patrullar el cerebro en búsqueda de amenazas, limitar el paso de moléculas y células de la circulación, e incluso de hacer presentación de amenazas a las células de la respuesta inmunitaria adaptativa; sin embargo, estas células hacen mucho más que eso. Durante el desarrollo embrionario y posnatal temprano, actúan como las encargadas de eliminar las sinapsis más débiles o innecesarias, un proceso conocido como «poda sináptica». Una poda sináptica ineficiente puede contribuir a trastornos del desarrollo como esquizofrenia o autismo. Además, la microglía facilita el establecimiento de nuevos contactos sinápticos, lo que se conoce como plasticidad sináptica.

Lo más emocionante de esto, es que la microglía necesita recibir «instrucción inmunitaria» temprana de los linfocitos T de la inmunidad adaptativa para ejecutar eficientemente sus funciones. Esto implica que es necesario que los linfocitos producidos periféricamente migren hasta el cerebro o sus inmediaciones para comunicarse con la microglía y «enseñarle» a madurar como una célula inmunitaria cerebral. En ausencia de linfocitos T, la microglía se mantiene inmadura, incapaz de retirar eficientemente las sinapsis defectuosas o innecesarias. Esta interrupción en la comunicación provoca alteraciones cognitivas y conductuales en los organismos, manifestándose en dificultades de aprendizaje y en un aumento en la conducta de tipo ansiosa y depresiva.

Los linfocitos T migran hacia el cerebro desde etapas embrionarias tempranas, llegan a su nivel más alto alrededor del nacimiento, decaen posnatalmente y de nuevo incrementan con la edad. Aún existe controversia acerca de la localización intracerebral de los linfocitos y su nivel de «activación» periférica. No obstante, independientemente de su ubicación al interior del cerebro o en las membranas que lo protegen (meninges), ahora es claro que se comunican con la microglía. Y, más impresionante aún, ¡los linfocitos T se comunican directamente con las neuronas!

Entre las moléculas que participan en esta comunicación se encuentran mediadores típicamente inmunitarios llamados citocinas (p. ej. interleucina 6, 17 y factor de necrosis tumoral alfa), las cuales, además de organizar la respuesta a la infección, también son indispensables para regular la conducta y la cognición. Entre los diferentes papeles que pueden desempeñar, se encuentra la promoción de elementos nutritivos para las neuronas, denominados factores neurotróficos. Así, los típicos y muy temidos mediadores inmunitarios al interior del cerebro, también participan en el aprendizaje, en la memoria, e incluso incrementan la producción de nuevas neuronas, un proceso conocido como neurogénesis.

¿La inflamación es buena durante el desarrollo temprano del cerebro?

Hasta hace algunos años, imaginar linfocitos T o citocinas dentro del cerebro podría haber generado alarma, asociándolos con un ataque inminente a la autonomía cerebral y con el desarrollo de enfermedades autoinmunes o patologías. De hecho, existe evidencia bien documentada que muestra cómo el reclutamiento masivo de células inmunitarias periféricas y sus mediadores proinflamatorios puede agravar una lesión, aumentando su tamaño y empeorando los síntomas cognitivos y conductuales.

Además, su papel en la etiología de enfermedades autoinmunes y degenerativas está bien establecido. Entonces, ¿qué hace que estas mismas células y mediadores tengan efectos benéficos en algunas circunstancias y perjudiciales en otras? La respuesta podría estar en el microambiente que sesga la balanza. Durante el desarrollo embrionario o en ausencia de daño, es decir, en condiciones fisiológicas, la microglía, los linfocitos T y sus mediadores, promueven procesos «óptimos». Sin embargo, cuando el ambiente se encuentra bajo condiciones patológicas, como un desequilibrio iónico y la entrada masiva de células en medio del caos, estas mismas células y las moléculas pueden desencadenar procesos «subóptimos», enfocados más en la preservación que en la promoción de funciones saludables. En apoyo a esta idea, cuando el microambiente embrionario se modifica por infecciones maternas, la comunicación entre la microglía y las células inmunitarias se altera, lo que predispone el desarrollo de condiciones patológicas como la esquizofrenia o el autismo.

Sin duda, en el futuro conoceremos mucho más acerca de la interacción entre el cerebro y el sistema inmunitario, tanto en condiciones normales como en situaciones de enfermedad. Este conocimiento será clave para desarrollar tratamientos que ayuden a reparar el cerebro tras un daño o enfermedad, que mejoren el aprendizaje y la memoria, y que regulen las emociones.

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