Estas “sinapsis silenciosas” nos permiten formar constantemente nuevos recuerdos y aprender cosas nuevas, sin sobrescribir las sinapsis existentes para hacerlo.
Es posible que ya haya oído hablar de las sinapsis. Una sinapsis conecta básicamente las células nerviosas y permite la transmisión de información. Pero también existen las llamadas “sinapsis silenciosas”: conexiones inactivas entre neuronas que no se han completado. Hasta hace poco, se pensaba que solo los cerebros de los bebés albergaban sinapsis silenciosas. Pero ahora resulta que el cerebro adulto también tiene millones de conexiones sin terminar. Y no hay nada preocupante en ello.
Sinapsis silenciosa
Han pasado décadas desde que los científicos descubrieron las sinapsis silenciosas. Los encontraron principalmente en los cerebros de los ratones jóvenes y de otras crías de animales. Por ello, se asumió que durante el desarrollo temprano, estas sinapsis ayudan al cerebro a recopilar enormes cantidades de información que los bebés necesitan para aprender más sobre su entorno. Se creía que las sinapsis silenciosas de los ratones desaparecían alrededor de los 12 días de edad, lo que equivale a los primeros meses de vida humana. Sin embargo, algunos neurocientíficos han sugerido que incluso los adultos siguen teniendo sinapsis silenciosas. Pero las pruebas concluyentes seguían sin descubrirse hasta ahora.
Dendritas
En el nuevo estudio, un equipo de investigación no buscó específicamente las sinapsis silenciosas. En su lugar, hicieron un seguimiento de un hallazgo intrigante de un estudio anterior. En ese estudio, los científicos demostraron que, dentro de una misma neurona, las dendritas (véase el recuadro) pueden procesar la entrada sináptica de diferentes maneras según su ubicación. Como parte de ese estudio, los investigadores trataron de medir los neurotransmisores en diferentes ramas dendríticas, para ver si eso ayudaba a explicar las diferencias en el comportamiento observado.
Más sobre las dendritas
Las neuronas del cerebro humano reciben señales eléctricas de miles de otras células. Las largas ramificaciones de las células nerviosas (las dendritas) conducen los impulsos eléctricos de las células nerviosas y permiten que estas se comuniquen entre sí. Así, las dendritas desempeñan un papel crucial en la absorción de la información.
Los investigadores llegan a un descubrimiento sorprendente. “Lo primero que vimos fue muy extraño y no lo esperábamos en absoluto”, recuerda el investigador Mark Harnett. “Vimos filopodios por todas partes”.
Filopodios
Los filopodios son brotes finos y puntiagudos de las dendritas. Los neurocientíficos los habían visto antes, pero no sabían exactamente para qué servían. Eso es porque los filopodios son realmente pequeños. Esto hace que sean difíciles de visualizar con las técnicas de imagen tradicionales, pero ahora podrían desenmascararse con otra técnica avanzada (eMAP). Tras esta sorprendente observación, el equipo siguió buscando filopodios en el cerebro adulto de los ratones. Para su sorpresa, encontraron filopodios tanto en la corteza visual del ratón como en otras partes del cerebro. Además, descubrieron que los filopodios albergan receptores NMDA, pero no receptores AMPA.
Sinapsis activas
Esto último es especialmente llamativo. Esto se debe a que una sinapsis activa típica necesita ambos tipos de receptores para unir el neurotransmisor glutamato (esencial para nuestro procesamiento de la información). Los receptores NMDA normalmente cooperan con los receptores AMPA para transmitir señales. Así, cuando faltan los receptores AMPA, las sinapsis que solo tienen receptores NMDA no pueden transmitir corriente eléctrica y, por tanto, se denominan “silenciosas”.
Sinapsis silenciosa
¿Podría esto significar que estos filopodios son en realidad sinapsis silenciosas? Para investigarlo, el equipo utilizó una técnica avanzada que les permitió medir la actividad eléctrica generada por un solo filopodio. Estimularon esto imitando la liberación del neurotransmisor glutamato de una neurona vecina. Mediante esta técnica, los investigadores descubrieron que el glutamato no generaba una señal eléctrica en el filopodio a menos que se desbloquearan experimentalmente los receptores NMDA. Y esto es interesante. Porque esto da más peso a la teoría de que los filopodios son sinapsis silenciosas.
Recuerdos
Los investigadores descubrieron que, en los ratones adultos, alrededor del 30 % de todas las sinapsis del córtex masculino son sinapsis silenciosas. Esto significa que el cerebro adulto tiene millones de conexiones sin terminar. ¿Para qué sirven? Presumiblemente, estas sinapsis silenciosas permiten a los ratones (y quizá también a los humanos) formar constantemente nuevos recuerdos y aprender cosas nuevas sin sobrescribir las sinapsis existentes para hacerlo.
Nueva información
Esto significa que las sinapsis silenciosas están buscando constantemente nuevas conexiones. Entonces, cuando se presenta una información nueva e importante, se refuerzan las conexiones entre las neuronas correspondientes. Esto permite al cerebro crear nuevos recuerdos sin sobrescribir los recuerdos importantes almacenados en las sinapsis maduras, que por cierto también son más difíciles de cambiar. De hecho, los investigadores descubrieron que es mucho más fácil convertir las sinapsis silenciosas en sinapsis activas que cambiar las sinapsis adultas. “Las sinapsis del cerebro adulto tienen un umbral mucho más alto”, explica Harnett. “Probablemente, porque no quieres que los recuerdos ya formados se sobrescriban constantemente. Los filopodios, en cambio, pueden utilizarse para formar nuevas memorias”.
Primera prueba
En definitiva, los investigadores demuestran que el cerebro adulto contiene sinapsis muy plásticas que pueden aprovecharse para formar nuevos recuerdos. “Nuestro estudio es, hasta donde yo sé, la primera prueba real de esto”, dice Harnett. “Los filopodios hacen que el sistema de memoria sea flexible y robusto. Necesitas flexibilidad para adquirir nueva información, pero también necesitas estabilidad para retener la información importante”.
El siguiente paso es demostrar que el tejido cerebral humano también tiene esas sinapsis silenciosas. También esperan estudiar si el número o la función de estas sinapsis se ven afectados por factores como el envejecimiento o las enfermedades neurodegenerativas. “Es muy posible que, a medida que la flexibilidad cambia, sea más difícil absorber nueva información”, especula Harnett. La investigación de seguimiento tendrá que revelar esto más adelante.