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integridad de las estructuras subcortica-
influyen en el volumen de alguna de las
de estas imágenes, constituye una herra-
les, a saber, hipocampo, tálamo, pu­tamen,
áreas alteradas.
mienta crucial en el avance del conoci-
caudado, globo pálido, amígdala y núcleo
accumbens, en las personas con esquizo-
Modificaciones posteriores
frenia.
miento.
La estructura cerebral y la enfermedad
Este hallazgo apoya la idea de que el cere-
mental mantienen una relación más es-
Dichas regiones desempeñan un pa-
bro es un órgano plástico: su estructura
trecha que nunca, lo que supone un reto
pel fundamental en distintas funciones
puede cambiar. De hecho, dichas altera-
ineludible para los científicos: investigar
mentales, entre las que destacan la expe-
ciones nos hacen inferir que durante el
más para mejorar el pronóstico y la ca-
riencia de emociones, la iniciativa, la ac-
desarrollo cerebral pueden producirse
lidad de vida de las personas con esqui-
tividad motora, la criba de estímulos y la
modificaciones que con posterioridad, en
zofrenia.
capacidad de planificar acciones. Unos cir-
la adultez temprana, favorecerán la apari-
cuitos cerebrales específicos y complejos
ción de la esquizofrenia.
se encargan de conectar estas estructuras
Por otro lado, también se constataron di-
con otras regiones alojadas en la corteza
ferencias en el volumen del núcleo accum-
cerebral.
bens y de la amígdala según el sexo de los
Al estudiar y comparar, mediante técnicas de análisis de imágenes cerebrales,
las estructuras subcorticales de pacientes
Roberto Roiz Santiáñez
y Benedicto Crespo Facorro
Departamento de psiquiatría
Hospital Universitario Marqués de Valdecilla
Universidad de Cantabria
Idival-Cibersam
probandos: dichas estructuras aparecían
más reducidas en los pacientes varones.
esquizofrénicos con las de sujetos sanos
Retos científicos
se observó que, en los primeros, el volu-
Nos encontramos inmersos en una etapa
men de ciertas áreas subcorticales se había
histórica para la investigación de las bases
reducido, mientras que el de otras había
biológicas de la esquizofrenia. El cambio
aumentado. El hipocampo, la amígdala, el
experimentado en las últimas décadas ha
tálamo y el núcleo accumbens parecían
sido drástico y favorable, amparado por el
tener un menor tamaño en comparación
desarrollo extraordinario de nuestra ca-
con el de los probandos sanos; en cambio,
pacidad de investigar la biología cerebral
el pallidum y los ventrículos laterales eran
desde perspectivas muy distintas.
mayores en el cerebro de los participantes
La información sobre el cerebro in vivo
con esquizofrenia. Los resultados revela-
que permiten las técnicas de neuroimagen
ron, asimismo, que el momento de desarro-
cerebral de última generación, combina-
llo de la enfermedad y la edad del afectado
das con sofisticados métodos de análisis
Para saber más
The ENIGMA consortium: Large-scale collaborative analyses of neuroimaging and genetic
data. P. M. Thompson et al. en Brain Imaging
and Behavior, vol. 8, n.o 2, págs. 153-182, 2014.
Subcortical brain volume abnormalities in
2028 individuals with schizophrenia and 2540
healthy controls via the ENIGMA consortium.
T. G. van Erp et al. en Molecular Psychiatry,
junio de 2015.
En nuestro archivo
Bases bioquímicas de la esquizofrenia. José
L. Moreno, Miguel Fribourg y Javier González
Maeso en MyC n.o 44, 2010.
Las raíces de la esquizofrenia. Thomas NickJocksacht en MyC n.o 55, 2012.
SUEÑO
Tras la posibilidad de alterar los recuerdos
Consiguen crear memorias artificiales en ratones dormidos mediante la excitación
de las células de lugar de su cerebro
NICOLE PA SCHEK
A
prenda mientras duerme. Este
durante el sueño profundo, se aprecian
botón de «repetir», las neuronas se activan
enunciado, que puede resultar
las llamadas oscilaciones de ondas agu-
con un patrón parecido al que mostraron
harto sugerente para cualquiera,
das (sharp wave-ripples), unas oscilaciones
durante el día, pero más rápido. Ello ayu-
sobre todo para los estudiantes, de alguna
­cortas y de alta frecuencia que aparecen en
da a que las vivencias y los aprendizajes
manera lo ponemos en práctica. Cuando
el electroencefalograma. Al parecer, acon-
queden anclados en el cerebro.
dormimos, nuestro cerebro ordena las
tecen siempre que reproducimos durante
Con el fin de descubrir si se pueden me-
memorias y fija las informaciones impor-
el sueño una experiencia que hemos vivi-
morizar contenidos novedosos durante el
tantes. Si se observa la actividad cerebral
do. Como si alguien hubiese apretado el
sueño, Karim Benchenane, de la unidad
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AVANCES
Corte transversal
del cerebro de un ratón
Hipocampo
Cerebelo
Para crear recuerdos artificiales, los
científicos colocaron un electrodo de
medición en el hipocampo del ratón,
con el fin de conocer la actividad de
las células de lugar de su cerebro.
Con otro electrodo estimulaban el fas­
cículo telencefálico medial del animal.
Esta estructura forma parte, junto con
el núcleo accumbens, del sistema de
recompensa, por lo que los investiga­
dores podían relacionar una célula de
lugar determinada con una experien­
cia positiva.
Médula e
spin
al
Núcleo
accumbens
Lóbulo frontal
medial
SPEKTRUM DER WISSENSCHAFT / BUSKE-GRAFIK
ESTIMULACIÓN CEREBRAL
de plasticidad cerebral del Centro Nacio-
Recuerdos recompensados
nal de Investigación Científica de Francia,
Las células de lugar no se activan solo
a la actividad de las células de lugar re-
implantó dos electrodos en el cerebro de
cuando el ratón se encuentra en el sitio
laciona el sitio que representa esa célula
ratones. Uno de ellos debía estimular el
que se corresponde a esa neurona; tam-
con una experiencia positiva. La conducta
fascículo telencefálico medial (región re-
bién lo hacen mientras acontecen las os-
perseverante de los roedores sugiere que
lacionada con el sistema de recompensa
cilaciones de ondas agudas del sueño pro-
se trata de un recuerdo concreto. En el
del cerebro); el otro era para medir una
fundo. En otras palabras, durante el sueño,
caso de los ratones que dormían, este se
zona del hipocampo, en la que se alojan las
el animal repasa mentalmente el entorno
había implantado artificialmente, pues
células de lugar [véase «De A a B», por To-
que ha recorrido. Cuando los científicos
los animales no fueron recompensados
bias Melinger y Christian Doeller; Mente
observaban que se excitaba la célula de
nunca cuando se encontraban en el lugar
y cerebro n.o 53, 2012]. Estas células con-
lugar que habían escogido, estimulaban
determinado.
forman, junto con las reticulares, nuestro
el sistema de recompensa del cerebro del
Aunque el hallazgo de las células de
sistema de navegación y se activan cuando
ratón. Ello no alteraba ni el ritmo del sue-
lugar se remonta al año 1971 y se otorgó
nos encontramos en un sitio concreto: cada
ño de los múridos ni el comportamiento
el premio Nobel de fisiología o medicina
célula representa un punto.
de la célula de lugar.
a sus descubridores, así como a los de las
En resumen, la recompensa asociada
En el reciente estudio, los investigadores
Una vez despiertos, volvieron a colocar
células reticulares, justo el año pasado,
dejaron a unos ratones que explorasen con
a los ratones en el entorno experimental.
hasta ahora no se había comprobado su
total libertad un espacio abierto. Median-
Estos se dirigieron directamente al sitio
función de forma directa. Durante la vi-
te el electrodo de medición, los científicos
relacionado con la célula de lugar escogi-
gilia resulta difícil distinguir la ubicación
elegían una célula de lugar que se excitaba
da. También permanecían más tiempo en
de un animal a través de la actividad ce-
cuando el animal se hallaba en una zona
ese emplazamiento que en otros, incluso
lular que acontece en ese momento. De
determinada.
si la prueba se repetía; aunque hasta un
hecho, esta correlación llevó a establecer
En una segunda fase del experimento,
límite de veces. La tercera o cuarta ocasión
el concepto de células de navegación. En
la mitad de los roedores volvieron al espa-
que se volvía a situar al animal en el am-
cambio, el desacoplamiento de ambos
cio que habían estado explorando. Cada vez
biente, su fijación se debilitaba. De hecho,
aspectos durante el sueño ha permitido
que la célula de lugar elegida se activaba,
se comportaba de la misma manera que
demostrar el papel que desempeñan las
los científicos estimulaban el sistema de
sus congéneres recompensados durante
células de lugar durante la orientación y
recompensa del roedor a través del segun-
la vigilia: en las dos primeras ocasiones,
la memoria espacial.
do electrodo. Durante ese rato, los demás
estos se dirigieron directamente al lugar
El nuevo hallazgo podría contribuir al
múridos pudieron dormir. Los científicos
determinado por los científicos, pero en
tratamiento de las personas con trastor-
aprovecharon una hora de sueño de los ani-
el tercer intento se mostraban menos
nos del sueño. Al parecer, los recuerdos
males para estimular su sistema de recom-
perseverantes. Esta pérdida de memoria
traumáticos se encuentran almacenados
pensa cuando esa misma célula de lugar
resulta común en los experimentos sin
en redes neuronales concretas, como
se activaba.
recompensa.
también sucede con las informaciones
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espaciales. Ello sugiere que también se
Para saber más
podrían relacionar con señales positivas.
Explicit memory creation during sleep demons­trates a causal role of place cells in navigation. Karim
Benchenane et al. en Nature Neuro­science, vol. 18, págs. 493-495, febrero de 2015.
No obstante, todavía deberemos esperar
un poco para verlo.
En nuestro archivo
La memoria trabaja de noche. Ullrich Wagner y Susanne Diekelmann en MyC n.o 53, 2012
Nicole Paschek
Bióloga y periodista científica
Secretos del descanso reparador. Jason Castro en MyC n.o 63, 2013.
NEUROLO GÍA
Péptidos para atravesar la barrera
hematoencefálica
Según se ha demostrado en ratones, los péptidos lanzadera podrían ayudar a que los fármacos
alcancen el tejido cerebral de los pacientes
M AC ARENA SÁNCHEZ NAVARRO, MERIT XELL TEIXID Ó Y ERNEST GIR ALT
L
a lista de enfermedades que requieren
tos capaces no solo de cruzar la BHE, sino
se comprueba si ha logrado pasar al inferior.
un tratamiento directo en el tejido
también de transportar sustancias que, por
Este tipo de ensayos requiere una enorme
cerebral resulta amplia y variada: in-
sí solas, no serían capaces de atravesarla.
planificación, ya que solo puede ejecutarse
cluye desde el párkinson, el alzhéimer y la es-
Este tipo de compuestos transportadores
en el momento en el que las células forman
quizofrenia, pasando por el trastorno bipolar
reciben el nombre de «lanzaderas».
la barrera. En nuestro experimento, esa con-
y la epilepsia, hasta los tumores cerebrales,
Desde un inicio, nos propusimos inves-
el sida y algunos aspectos de la obesidad.
tigar si existía algún péptido que lograra
dición se dio antes de lo esperado.
Para no perder la oportunidad del ensa-
De hecho, se estima que una de cada cuatro
cruzar la BHE. Para ello diseñamos una
yo, utilizamos los péptidos que habíamos
personas necesitará tratamiento del sistema
serie de compuestos mediante la metodo-
preparado aun sin tenerlos caracterizados.
nervioso central a lo largo de su vida.
logía de síntesis de péptidos en fase sólida,
Al analizar los resultados, descubrimos
Aunque para la cura de muchas de estas
técnica que describió el bioquímico Bruce
que un producto había cruzado con éxi-
enfermedades existen prometedores candi-
Merrifield (1921-2006) y por la que recibió
to la barrera, sin embargo, no era el que
datos a fármaco, con frecuencia la barrera
el premio Nobel de química en 1984. Aún
preveíamos. Un examen más detallado
hematoencefálica (BHE) impide que estos
hoy constituye el método más empleado
de la muestra nos reveló que se trataba de
compuestos lleguen al cerebro, su lugar de
para sintetizar péptidos.
un producto secundario de la síntesis, un
acción. Se calcula que alrededor del 98 por
péptido cíclico: la dicetopiperazina. Este ha-
ciento de las potenciales sustancias tera-
Salvar el obstáculo
péuticas «chocan» contra esta barrera físi-
Para evaluar el transporte a través de la
de transporte y a explorar otros posibles
ca, metabólica y de transporte que protege
BHE se combinan diversas técnicas: ensa-
candidatos a péptidos lanzadera.
al sistema nervioso central. Su componente
yos fisicoquímicos in vivo y modelos celu-
En la actualidad, no solo se ha desechado
principal son las células endoteliales, las
lares refinados. Por lo general, estos últimos
la idea de que los péptidos no pueden cru-
cuales, fuertemente ensambladas, limitan
consisten en dos compartimentos separados
zar la barrera hematoencefálica, sino que
el paso de sustancias desde la sangre al ce-
por un filtro en el cual se siembran las célu-
nuestro grupo, junto con otros, intentamos
rebro. Sin embargo, existen mecanismos de
las endoteliales de capilar de algún animal
utilizar los péptidos lanzadera para mejo-
transporte activos que permiten la entra-
(ratón o vaca). Estas, en presencia de células
rar el transporte de compuestos que, por sí
da de nutrientes (azúcares y aminoá­cidos),
del sistema nervioso (astrocitos o pericitos),
solos, no pueden llegar al cerebro. Gracias
proteínas (insulina) o pequeños compues-
forman las uniones estrechas que caracte-
al trabajo de todo un equipo, hemos de-
tos hidrofóbicos como la cafeína.
rizan la BHE. El compuesto que se quiere
sarrollado distintos prototipos.
llazgo nos motivó a estudiar su mecanismo
En nuestro laboratorio aprovechamos es-
estudiar se coloca en el compartimento su-
Uno de los más importantes es el THR,
tos mecanismos para descubrir compues-
perior del modelo; al cabo de cierto tiempo,
que consigue cruzar la barrera sin afectar
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