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En Cierta Ciencia, de la mano de la genetista Josefina Cano nos acercamos, cada quince días, al trabajo de muchos investigadores que están poniendo todo su empeño en desenredar la madeja de esa complejidad que nos ha convertido en los únicos animales que pueden y deben manejar a la naturaleza para beneficio mutuo. Hablamos de historias de la biología.

Diferencia asombrosa entre nuestras neuronas y las de otros mamíferos

Diferencia entre nuestras neuronas y las de otros mamíferos - CienciaEs.com

Las neuronas se comunican entre ellas mediante impulsos eléctricos producidos por las reacciones químicas que ocurren en las uniones y terminaciones neuronales. Esas reacciones liberan iones, de potasio o sodio que son transportados por los llamados canales, canales iónicos que se encargan de su conducción.

Las neuronas en el cerebro de los mamíferos pueden recibir señales eléctricas de miles de otras células y esa entrada de energía determina si ellas se encenderán o no para producir un potencial de acción, que transmitirá una señal.

Hasta ahora se pensaba en un patrón de acción neuronal común a todos los mamíferos: que el número de esos canales se correspondía con el número de neuronas de la corteza cerebral. A mayor masa neuronal mayor número de canales.

Pero un estudio reciente realizado por neurocientíficos del MIT ha dado al traste con esa idea. Los humanos tenemos una gran diferencia con el resto de animales: el número de nuestros canales es considerablemente menor. Las neuronas humanas, con sus propiedades fijadas por la evolución son únicas y diferentes.

Las consecuencias del número reducido de los canales son enormes, postulan los científicos. Para afianzar sus hallazgos estudiaron diez especies de mamíferos, que variaron desde los más pequeños hasta otros de mayor tamaño, y tejido humano obtenido durante las cirugías cerebrales de pacientes afectados de epilepsia.

Esta variedad de la muestra les permitió a los investigadores cubrir un amplio rango de variación en la consistencia de la corteza cerebral así como en los tamaños de las neuronas y el número de canales iónicos.

El cerebro humano representa una desviación notable del plan de construcción y organización del cerebro de los mamíferos. En lugar del esperado aumento en el número de canales iónicos, correspondiente a un incremento notorio en la densidad neuronal en la corteza cerebral los investigadores encontraron una disminución dramática.

Los neurocientíficos creen que esa densidad menor sería la forma escogida por la evolución para gastar menos energía bombeando iones, lo que le permite al cerebro usar esa energía ahorrada en algo mejor, como crear mayor número de conexiones, sinapsis, entre las neuronas o hacer que los potenciales de acción se sucedan en una proporción mayor.

La evolución pudo haber favorecido que el cerebro humano se aparte del plan original del cerebro mamífero, de equiparar crecimiento en complejidad neuronal y aumento de canales, lo que al final le permite gozar de una eficacia energética mayor, pues gasta menos de sus capacidades en transmisión y la emplea en otras tareas de mayor valor cognitivo.

Un número más alto de canales requiere un gasto energético mayor para bombear iones desde dentro hacia afuera de las células y lo mismo en el sentido inverso.

Los investigadores tienen la esperanza de estudiar a dónde va a parar esa energía extra y si existen cambios genéticos específicos que les permitan a las neuronas lograr alcanzar lo que es una alta eficiencia energética. También están interesados en explorar si otras especies de primates, más cercanas a nosotros cuentan también con ese patrón alterado de una mayor densidad neuronal y una disminución en la cantidad de canales.

Es posible que no sea el caso, dada la infinita distancia evolutiva con nuestros parientes a pesar de la enorme similitud genética.

Referencia:

Lou Beaulieu-Laroche, et al. Allometric rules for mammalian cortical layer 5 neuron biophysics. Nature, 2021


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