martes, 3 de noviembre de 2009
Las Células Gliales
Este artículo lo traduje lo más literalmente posible del original en inglés titulado "The Root of Thought: What do Glial Cells Do? aparecido en la edición digital de la Revista Scientific American, sección Mind Matters, Mind & Brain.
Pueden ver el reportaje original en inglés en http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-root-of-thought-what&sc=CAT_MB_20091028
La Raíz del Pensamiento: ¿Qué hacen las Células Gliales?
Cerca del 90% del cerebro está compuesto por células gliales, no neuronas. Andrew Koob argumenta que estas células ignoradas podrían ser justamente la fuente de la imaginación.
Andrew Koob recibió su Doctorado en Neurociencias de la Universidad de Purdue en el año 2005, y ha participado de investigaciones en el Darmouth College, en la Universidad de California de San Diego y en la Universidad de Munich, Alemania. También es el autor del libro “La Raíz del Pensamiento” que explora el funcionamiento y propósito de las células gliales, la célula más abundante del cerebro. El editor de la Revista Mind Matters, Jonah Lehrer chatea con Koob acerca por qué las células gliales fueron desplazadas por años y cómo nuevos experimentos con ellas han iluminado algunos de los aspectos más misteriosos del cerebro.
Lehrer: Su nuevo libro “La Raíz del Pensamiento” es todo sobre el poder de las células gliales, que de hecho representan cerca del 90% de las células del cerebro. ¿Qué hacen las células gliales? ¿Y por qué tenemos tantas en el cerebro?
Koob: Originalmente, los científicos no pensaban que no hacían nada (las células gliales). Hasta los últimos 20 años, los científicos de la mente creían que las neuronas se comunicaban unas con otras, representando nuestros pensamientos y que las gliales eran una especie de pegamento que mantenía todo junto. Eran consideradas como simples aisladoras para la comunicación neuronal. Hay algunas variedades de células gliales, pero recientemente los científicos se han comenzado a enfocar en un tipo particular de células gliales llamadas “astrocitos”, que son muy abundantes en la corteza cerebral. Es interesante que a mayor escala evolutiva, los astrocitos en la corteza cerebral crecen en tamaño y cantidad, donde los humanos tenemos las más grandes y en las mayores cantidades. Los científicos también han descubierto que los astrocitos se comunican entre ellos en la corteza y que también son capaces de enviarle información a las neuronas. Finalmente, los astrocitos también son las células madres adultas en el cerebro y controlan el flujo sanguíneo a las áreas de éste en actividad. Por todas estas importantes propiedades y desde que se cree que la corteza es la responsable de las facultades mentales superiores, es que los científicos han comenzado a pensar que los astrocitos deben contribuir en el pensamiento.
Lehrer: ¿Entonces por qué las gliales han sido descuidadas por tanto tiempo?
Koob: Para entender esto, debemos tomar un tour a la historia de la ciencia del cerebro. Las gliales fueron básicamente una barra lateral por 200 años en la controversia sobre la idea de las neuronas. Unas pocas luces fueron: que a finales del siglo 18 los científicos descubrieron las propiedades eléctricas de las neuronas en el médula espinal de las ranas. Las neuronas tienen largos haces nerviosos llamados “axones” que se extienden desde el cuerpo celular en el cerebro hasta la espina dorsal y desde la espina hasta las extremidades y el cuerpo. De modo similar, las neuronas de los sentidos estaban vinculadas con las neuronas del cerebro. Aquí es donde nació la idea que las neuronas son la base de nuestros pensamientos. A mediados del siglo 19, las células gliales recién se estaban descubriendo y los investigadores pensaban que ellas simplemente sujetaban las neuronas (glía significa pegamento en griego). Lo que yo encuentro incluso chistoso es que los científicos se tropezaran con unas células muy numerosas en el cerebro, un órgano responsable de nuestros pensamientos y nuestra personalidad, pero estaban tan enfocados en las neuronas que concluyeron que estas células gliales eran inútiles. En los últimos años del siglo 19 se desarrolló un método de tinción para ver más efectivamente las neuronas en el cerebro. Un brillante investigador español, Santiago Ramón y Cajal, se tomó a sí mismo como sujeto de estudio respecto a las neuronas en el cerebro. Confeccionó meticulosamente un mapa o esquema de cómo procesaban la información y se conectaban, que derivó en “La doctrina neuronal”. (La doctrina neuronal es la creencia que las neuronas son las responsables del pensamiento). De todos modos, Cajal parecía no estar muy convencido respecto a las células gliales. Eran muy numerosas y hasta colgaban por toda la corteza cerebral. Mientras tanto su hermano Pedro, que también era científico, desarrolló la teoría que las gliales eran células de soporte que aislaban las propiedades eléctricas de las neuronas. Cajal decidió respaldar la teoría de su hermano. Y desde 1906, año en que ganó el Premio Nobel, este ha sido el dogma.
Lehrer: ¿Puede describir algunos de los primeros trabajos realizados por los científicos para reconsiderar el rol de las células gliales?
Koob: Los experimentos no comenzaron sino hasta la década de los 60’s. Todo lo que los científicos sabían era que si ponían neuronas en una placa de petri, tenían que tener células gliales o si no las neuronas se morían. Entonces Stephen W. Kuffler de la Universidad de Harvard por razones aún desconocidas, decidió probar la aceptada teoría de Pedro respecto al aislamiento de las glías. Esto fue más o menos al mismo tiempo que se descubrió que cerca del 90% de las células del cerebro eran glías (y que es el motivo por el cual nace la idea que usamos sólo el 10% de las neuronas de nuestro cerebro). El aporte de Kuffler fue notable ya que irónicamente él estableció el departamento “neuro”biológico de Harvard mientras realizaba estos experimentos tan fuera de lo común. De alguna manera, Kuffler tomó astrocitos de una sanguijuela del barro y les agregó potasio, un elemento que se sabe sale de la célula una vez que son estimuladas. El pensó que esto iba a confirmar la teoría de Pedro que las células gliales eran aislantes. Lo que encontró a cambio fue que el potencial eléctrico de las células gliales respondía al potasio. Kuffler y sus colegas encontraron que los astrocitos tenían un potencial eléctrico, muy parecido al de las neuronas. También descubrieron en la rana y en la sanguijuela que los astrocitos eran influenciados por el intercambio iónico neuronal, un proceso por largo tiempo considerado como la componente química del pensamiento. Desde entonces numerosos investigadores han realizado experimentos en relación a la habilidad de comunicación de las gliales con las neuronas, incluyendo los años 80 y los 90 cuando se descubrió que las células gliales responden a y liberan procesos de “neuro” transmisores.
Lehrer: ¿Por qué son importantes las ondas de calcio?
Koob: En resumen, las ondas de calcio son el modo de cómo los astrocitos se comunican entre ellos. Los astrocitos tienen cientos de “pies terminales” saliendo de sus cuerpos. Parecen mini pulpos y unen estos pies terminales con los vasos sanguíneos, otros astrocitos y sinapsis neuronales. El calcio es liberado de depósitos internos de los astrocitos mientras éstos son estimulados, luego este calcio viaja a través de los pies terminales a otros astrocitos. El término “ondas de calcio” describe el proceso de liberación e intercambio entre los astrocitos y entre los astrocitos y las neuronas. Científicos de Yale, principalmente Ann H. Cornell-Bell y Steven Finkbeiner, han demostrado que las ondas de calcio se pueden difundir desde el punto de estimulación de un astrocito a todos los otros astrocitos en un área cientos de veces más grande al astrocito original. Es más, las ondas de calcio también pueden provocar que las neuronas se destruyan. Y las ondas de calcio en la corteza están guiando a los científicos a inferir que este estilo de comunicación puede conducir el proceso de ciertos pensamientos. Si lo anterior no convence, se ha demostrado recientemente que una molécula que estimula los mismos receptores que el THC puede iniciar la liberación del calcio en el astrocito.
Lehrer: Has sugerido que las gliales y sus ondas de calcio pueden ejercer un papel en la creatividad. ¿Puedes explicar eso?
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