Las conexiones neuronales del hipocampo cuentan ahora con su descripción en tres dimensiones. El logro, liderado por investigadores del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), permitirá “comprender mejor el funcionamiento del hipocampo”, gracias al análisis de cerca de 25.000 conexiones entre células nerviosas. Así lo ha señalado el organismo a través de un comunicado sobre una investigación que consolida la primera descripción detallada de la organización sináptica del hipocampo humano.
Desde el organismo explican que el hipocampo es fundamental para entender cómo gestionamos la memoria, el aprendizaje y la orientación espacial. Además esta región del cerebro es clave para comprender el inicio de enfermedades como el Alzheimer o la epilepsia del lóbulo temporal.
El estudio de la conexión neuronal es un procedimiento complejo debido a la escasa disponibilidad de tejido cerebral humano adecuado existente para poder estudiarlo en la actualidad. El CSIC destaca que esta labor sólo puede llevarse a cabo mediante microscopia electrónica.
El neurobiólogo del Instituto Cajal (CSIC), Javier DeFelipe, ha explicado que el hipocampo humano se compone de varias regiones conectadas entre sí, entre las que se encuentran el subículo, CA1, CA2, CA3 y el giro dentado.
“El presente trabajo se ha centrado en el estudio de las conexiones neuronales en CA1, esta es la primera región del hipocampo humano que se estudia a nivel nanoscópico. Se desconoce la organización de las sinapsis en el resto de regiones“, ha señalado
Avances en neurología: hipocampo
Esta investigación ha conseguido realizar la primera descripción detallada de la organización sináptica del hipocampo humano. Este logro ha permitido observar como las sinapsis están agrupadas de forma más compacta en unas capas del hipocampo que en otras.
En cuanto a su tipología, el estudio ha desvelado que la mayoría de las sinapsis son excitadoras, es decir, son conexiones que a través de señales eléctricas generan un potencial de acción, conocido como impulso nervioso, que activa a la siguiente neurona.
Otra característica que los investigadores observaron de las conexiones entre neuronas es que se establecen principalmente con “espinas” dendríticas. Estas estructuras microscópicas, descubiertas por el premio Nobel Santiago Ramón y Cajal, son pequeñas protuberancias o “espinas” que se encuentran en el árbol dendrítico de ciertas neuronas.
La información obtenida a partir del análisis del hipocampo permitirá avanzar en el modelado computacional que trata de simular la actividad del cerebro humano de manera virtual.
Dificultades en el estudio del cerebro
En este estudio se ha utilizado un nuevo tipo de microscopio electrónico que permite hacer reconstrucciones 3D de las sinapsis del cerebro. Posteriormente, las imágenes nanoscópicas se analizan mediante la aplicación de un software desarrollado por científicos del proyecto Cajal Blue Brain, del que también forma parte los autores de este trabajo.
“Utilizando microscopios electrónicos de última generación y el programa informático EspINA se consigue la reconstrucción de las sinapsis en 3D”
Neurobiólogo del Instituto Cajal (CSIC), Javier DeFelipe
Una de las principales dificultades en el estudio del cerebro humano es la extrapolación de resultados de estudios con animales en humanos. Esto se debe a que, tradicionalmente las investigaciones en este área se llevaban a cabo para evaluar la actividad cerebral en animales. Por este motivo, poder tener una imagen del cerebro humano se ha convertido en uno de los grandes objetivos de la neurociencia.
El tejido cerebral donado tras la muerte del individuo (tejido postmortem) puede emplearse en estudios a escala nanoscópica. Sin embargo, para que ello ocurra, es necesario que el tiempo transcurrido entre el fallecimiento de la persona y la extracción del cerebro sea inferior a cuatro horas.
En el ámbito de la investigación, las donaciones son fundamentales para entender el funcionamiento de las sinapsis en un cerebro sano y sus posibles alteraciones en un cerebro afectado por enfermedades neurológicas.