Las neuronas, cantan…

 

Las neuronas, cantan…

Todo lo que nos rodea, tiene un componente estético que puede producirnos un placer mental. Cuando vemos una imagen, la información captada por la retina llega al tálamo y de ahí pasa a la corteza cerebral donde comienzan a producirse una serie de comunicaciones entre distintas zonas, finalmente esta imagen produce rechazo o aceptación. Es así como funciona nuestro cerebro.

 

Hay científicos que piensan que la diferencia entre el cerebro del ser humano y el del resto de los mamíferos radica en una mayor complejidad de la neocorteza humana, lo que distinguiría la del hombre de la los otros animales por la mayor complejidad de sus conexiones. Otro grupo, propone que eso no es todo y consideran que, además, hay células distintas en nuestra corteza; no mejores, sino diferentes.

Las neuronas más típicas y abundantes de la corteza cerebral son las células piramidales, a las que don Santiago Ramón y Cajal llamó “las misteriosas mariposas del alma". Estas neuronas están constituidas por un cuerpo celular (soma) del que surgen varias prolongaciones de las cuales solamente una de ellas es el axón, siendo el resto las dendritas. Estas dendritas, poseen pequeñas protrusiones que recuerdan a las espinas de los rosales. Las espinas dendríticas son las estructuras básicas en los procesos de plasticidad, aprendizaje y memoria del cerebro.

¿Qué puede aportar la música en el estudio del cerebro? Sabemos que las neuronas piramidales que se encuentran en distintas áreas, incluyendo la corteza cerebral, y poseen espinas dendríticas que son básicas para la plasticidad, aprendizaje y memoria. Pero…¿Cantan las neuronas? El “canto de las neuronas” es una herramienta informática diseñada para conocer nuevos aspectos de la estructura de las células nerviosas.

Si se realiza un análisis morfológico detallado de las espinas y de su distribución espacial, y acorde a sus rasgos morfológicos y la posición espacial de las espinas en una célula piramidal, se le puede asignar una nota musical, basándose en el timbre, el tono, la amplitud y duración de ella. Cada secuencia de espinas dará lugar a “una frase musical” que es representada en un pentagrama. Si cada dendrita tiene un sonido diferente, la partitura neuronal vendría a transformarse en una herramienta efectiva para estudiar aquello que no pueda ser detectado visualmente y que ahora podría ser oído.

De esta manera se han logrado transformar en notas musicales las distintas características morfométricas de las espinas dendríticas y su distribución espacial en las neuronas. Basándose en timbre, tono, amplitud y duración, se ha podido descubrir con mayor facilidad algunos patrones que visualmente están ocultos y son difíciles de captar. Es como vivir un apasionante viaje al interior del cerebro, el órgano del alma.

 

El cerebro no solo compone la música sino que la música también ayuda a comprenderlo mejor. “El canto de las neuronas” es una herramienta informática desarrollada en un laboratorio el cual ha permitido conocer nuevos aspectos de la estructura de las células nerviosas. Una sola célula nerviosa, como la neurona piramidal tiene más de 20.000 conexiones y cada una de éstas conexiones es como un pequeño ordenador. Cuando uno se pregunta qué pasaría si se activa la espina uno, la 340 y la 1800 al mismo tiempo, las posibles combinaciones son inmensas y si no logramos realizar una simulación y tener un modelo, no lo podríamos comprender.

 

El 3 de noviembre, 2020, Pablo Javier Piacente informaba cómo era la comunicación entre las neuronas mediante señales con diferentes “tonos”, y como  la modulación de estas entonaciones va variando y logrará generar un llamativo sistema comunicacional. Un grupo de neurobiólogos del Laboratorio de Biología Marina de Massachusetts, en EUA, ha logrado descifrar un complejo mecanismo de comunicación neuronal a través de entonaciones. Ese “sutil canto de las neuronas” se lleva adelante mediante tonos que van cambiando, con el propósito de transmitir información y comunicarse con sus pares.

Según un comunicado del centro afiliado a la Universidad de Chicago, las neuronas utilizan múltiples vesículas que, al integrarse, conforman unidades de sentido similares a las palabras. La explicación precisa de estos procesos se convierte muchas veces en un desafío casi imposible de resolver. Ante esta necesidad, los investigadores implantaron electrodos en el cerebro de ciertos pajaritos para monitorear las células inhibidoras durante varios meses. Esta especie de diminutos microscopios implantados en el cerebro de los pájaros permitieron detectar la fluorescencia emitida por la actividad de las células excitadoras gracias a una proteína inoculada a través un virus y que funcionaba como sensor del calcio, un elemento central en la actividad eléctrica de las neuronas.

Según el físico estadounidense Gardner, quien desarrolló unos diminutos dispositivos, el comportamiento disímil que detectaron mediante esas técnicas, mostró que era en dos tipos de células donde subyace la estabilidad del canto. Aunque la actividad de cada neurona sea variable, las fallas eventuales se compensan con la actividad de células vecinas, que tienden a activarse simultáneamente. Esta repetición sugiere que, si una célula deja de funcionar, habrá otra que desempeñará una función similar, manteniendo la estabilidad de la red. El estudio también demostró que la actividad local de las células inhibidoras es lo que modula el funcionamiento de esa red.

Gardner sostiene que “las redes neuronales del cerebro de los mamíferos deben resolver problemas similares a lo observado en el experimento con las aves, e incluso podrían contribuir para la comprensión de ciertos aspectos del habla humana. Los especialistas del laboratorio estadounidense han hallado un enfoque prometedor que nos acerca a la “música” de las neuronas. Mediante un sistema de imágenes personalizado, han logrado una comprensión clara de los procesos que llevan a las neuronas a comunicarse entre sí mediante la modulación de “tonos”, que son distintas expresiones de las señales que emiten.

El hallazgo, publicado en Nature Neuroscience, reveló como conectaron una neurona con electricidad para inducir su actividad, para posteriormente congelarla al instante y obtener una imagen de su estado. Apreciaron la presencia de una gran cantidad de vesículas que se fusionaban y creaban múltiples sinapsis. Las vesículas sinápticas, esas minúsculas esferas donde se almacenan los neurotransmisores, van a cumplir un papel similar al de las palabras. Shigeki Watanabe, uno de los científicos responsables del estudio, diría: “hemos identificado un mecanismo que utilizan las neuronas para comunicarse a través de las entonaciones”… “Logramos demostrar que pueden subir o bajar la voz en función del número de vesículas que emplean… “las neuronas hacen lo mismo disminuyendo a aumentando el número de vesículas que utilizan”, agregó Watanabe. 

El grupo de investigadores realizó estas observaciones con una tecnología de microscopía electrónica especialmente adaptada. El hallazgo de este mecanismo de comunicación neuronal puede ser el primer paso para conocer más detalles sobre la forma en la cual las neuronas intercambian información.

Maracaibo, martes 26 de octubre del año 2021