Algunas áreas del cerebro mantienen la conectividad juvenil al envejecer
Esta capacidad de retener una capacidad "infantil" en la edad adulta contribuye potencialmente a nuestra capacidad para aprender nuevas habilidades y formar nuevos recuerdos a medida que envejecemos.
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y el Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en Seattle llegaron a los nuevos hallazgos comparando los niveles de actividad genética en diferentes regiones del cerebro.
Identificaron regiones del cerebro adulto donde los genes vinculados a la construcción de nuevas conexiones entre células tienen niveles de actividad más altos. Los mismos genes también son muy activos en cerebros jóvenes, por lo que los investigadores llamaron a este patrón de actividad genética "infantil".
"Ya sabíamos que el cerebro humano adulto generalmente tiene más actividad entre estos genes en comparación con otras especies estrechamente relacionadas, incluidos los chimpancés y los monos", dijo el primer autor Manu S. Goyal, M.D.
“Nuestros nuevos resultados conectan esta actividad con una forma de producción de energía que se sabe que es útil para construir estructuras biológicas, como las nuevas ramas de células nerviosas necesarias para agregar conexiones en el cerebro”.
Los científicos creen que los nuevos vínculos entre las células cerebrales ayudan a codificar nuevos recuerdos y habilidades mucho después de que el cerebro deja de crecer.
El estudio ha sido publicado en la revista Metabolismo celular.
Hace varios años, el autor principal Marcus Raichle, M.D. estaba investigando el consumo voraz de azúcar y oxígeno del cerebro para producir energía y habilitar otras funciones cuando notó que algunas áreas del cerebro consumían azúcar a tasas excepcionalmente altas.
Él y sus colegas demostraron más tarde que esto se debía a que estas regiones participaban activamente en un proceso alternativo de producción de energía llamado glucólisis aeróbica.
"La glucólisis aeróbica es la forma de consumo de azúcar favorecida por las células cancerosas y otras células de crecimiento rápido", dijo Goyal.
"Esto nos hizo preguntarnos si las regiones del cerebro que usan la glucólisis aeróbica también eran las que tenían la actividad genética más infantil, es decir, las que ayudan a formar nuevas conexiones de células cerebrales".
Para el nuevo estudio, Raichle colaboró con Michael Hawrylycz, Ph.D., y creó el Allen Human Brain Atlas, una base de datos que detalla la actividad de los genes en diferentes partes del cerebro y de personas de diferentes edades.
Cuando los investigadores utilizaron el atlas para observar la actividad genética en regiones del cerebro con altas tasas de glucólisis aeróbica, encontraron que estas regiones tenían más actividad genética infantil que otras regiones del cerebro.
También identificaron más de 100 genes que eran consistentemente más activos en estas regiones que en otras.
Como parte del estudio, Goyal también analizó datos de investigaciones anteriores de otros científicos para demostrar que hay más glucólisis aeróbica en todo el cerebro de los niños pequeños.
"En el cerebro adulto, la glucólisis aeróbica representa alrededor del 10 al 12 por ciento del consumo total de azúcar", dijo.
"En los niños pequeños, la glucólisis aeróbica representa del 30 al 40 por ciento del uso total de azúcar".
La glucólisis aeróbica es menos eficiente para la producción de energía que la glucólisis oxidativa, el método alternativo que utiliza oxígeno y azúcar. Pero los científicos creen que la primera es una mejor fuente de energía para un crecimiento rápido.
"Incluso en los adultos, hay partes del cerebro que todavía están cambiando y adaptándose rápidamente, y esa es probablemente la razón por la que la glucólisis aeróbica se sigue utilizando en el cerebro adulto", dijo Goyal.
Los investigadores ahora están estudiando si los problemas en las células cerebrales específicas que usan la glucólisis aeróbica contribuyen a problemas del desarrollo neurológico como el autismo o el retraso mental o a trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer.
“La capacidad de apoyar los requisitos metabólicos de las células cerebrales adultas para crear nuevas conexiones puede ser algún día importante para el tratamiento de lesiones cerebrales y trastornos neurodegenerativos”, explicó Goyal. "Tenemos mucho trabajo por hacer, pero esta es una idea intrigante".
Fuente: Universidad de Washington - St. Louis
