Nuestra consciencia sería posible gracias a unas “neuronas gigantes”

La consciencia se distribuye por todo el cerebro, aseguraban hace unos años científicos del INSERM. Otros especialistas han apuntado (gracias al estudio del cerebro con mecánica estadística) que la consciencia es posible solo si el cerebro se conecta globalmente.  

Donald Pfaff, jefe del Laboratorio de Neurobiología y Comportamiento de la Universidad Rockefeller (EEUU) habla de una “excitación cerebral generalizada” como base de la capacidad para mantenernos conscientes y en contacto con nosotros mismos y nuestro entorno. Pero, ¿cómo se origina esa actividad global?
 
Buscando en el tallo cerebral

Para tratar de responder a esta pregunta, Pfaff y su equipo analizaron un tipo de célula cerebral muy peculiar que se encuentra en lo que llaman “la caja negra” del cerebro (han bautizado así esta región porque de ella aún se desconocen muchas cosas): el tallo  cerebral.

Esta zona es la mayor ruta de comunicación entre el cerebro anterior, la médula espinal y los nervios periféricos. Asimismo, controla funciones como la respiración o la regulación del ritmo cardíaco.  

En concreto, los científicos analizaron, dentro del tallo cerebral, unas neuronas de un tamaño peculiar, pues son extremadamente grandes. Tanto que enlazan con prácticamente todo el sistema nervioso; también con la región cerebral del tálamo, desde la que pueden activar toda la corteza cerebral.

En su estudio, realizado con ratones, Pfaff y su equipo comenzaron por determinar qué papel jugaban estas neuronas gigantes.  Para ello, identificaron  los genes activos en ellas, con una técnica llamada “retro-trap” desarrollada hace unos años en el Laboratorio de Genética  Molecular Jeffrey Friedman, también de la Universidad Rockefeller.

Lo que descubrieron fue que las neuronas gigantes expresan el gen de una enzima, la óxido nítrico sintasa u óxido nítrico sintetasa (ONS), que produce óxido nítrico. Este, a su vez, relaja los vasos sanguíneos, lo que aumenta el flujo de sangre oxigenada al tejido. También descubrieron que las neuronas gigantes que expresan la ONS están ubicadas cerca de los vasos sanguíneos. 

Consecuencias del hallazgo

Dado que un buen riego sanguíneo en el cerebro es fundamental para la actividad neuronal (pues proporciona nutrientes a las células), y que no se conocen otras neuronas que produzcan la enzima ONS, los científicos creen que estas neuronas gigantes del tallo cerebral son esenciales para la activación cerebral y, en consecuencia, para la consciencia. Los resultados de una segunda fase del estudio apuntan a que están en lo cierto. 

En ella se presentaron estímulos novedosos a los ratones sometidos al experimento, como nuevos olores.

Se demostró así que estos estímulos activaban la enzima ONS de las neuronas gigantes que, de este modo, produjeron mayores cantidades de óxido nítrico y, con ello, un mayor flujo sanguíneo en el cerebro.

Según los investigadores, esta constatación respalda por tanto la idea de que dichas neuronas tienen un papel central en la excitación cerebral, en su activación generalizada, sin la que la consciencia no existiría. En opinión de Pfaff, los hallazgos demuestran en definitiva que las neuronas gigantes del tallo cerebral “son esenciales para el inicio de cualquier comportamiento".

Relación con ciertos trastornos

En un futuro, los investigadores analizarán si, además, sus descubrimientos podrían ayudar a comprender ciertos trastornos, como el trastorno bipolar, las tendencias suicidas o el Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad (TDAH).

Algunas investigaciones genéticas ya habían señalado que estas neuronas gigantes podrían estar relacionadas con ciertas enfermedades, pero el mecanismo tras ese vínculo aún no se conoce.

Al demostrar que el gen de la enzima ONS y sus vías asociadas tienen un papel, al menos en el cerebro de roedores, relacionado con las funciones del sistema nervioso, se abre una nueva y prometedora vía de investigación. 

Referencia bibliográfica:

Inna Tabansky, Yupu Liang, Maya Frankfurt, Martin A. Daniels, Matthew Harrigan, Sarah Stern, Teresa A. Milner, Rebecca Leshan, Rrezarta Rama, Tabea Moll, Jeffrey M. Friedman, Joel N. H. Stern, and Donald W. Pfaff. Molecular profiling of reticular gigantocellularis neurons indicates that eNOS modulates environmentally dependent levels of arousal. PNAS (2018). DOI: 10.1073/pnas.1806123115.