Bombazo científico: descubren un ‘cronómetro’ oculto en el cerebro que revoluciona la salud

Investigadores del Instituto Max Planck de Florida (MPFI), en Estados Unidos, han arrojado luz sobre uno de los grandes misterios del cerebro humano: de qué manera percibimos y controlamos el paso del tiempo. Los resultados, publicados en la revista Nature, demuestran que el cuerpo estriado y la corteza motora trabajan de manera conjunta como un «reloj de arena interno». Este estudio representa un hallazgo clave en neurociencia, al tiempo que abre un debate más amplio acerca de la salud y el envejecimiento.

Durante décadas, científicos de todo el mundo han tratado de comprender el mecanismo que permite «sentir» el tiempo. A diferencia de otros sentidos, como el olfato o el tacto, los seres humanos no disponemos de un órgano específico para la sincronización temporal. Sin embargo, el cerebro tiene la capacidad de medirlo y utilizarlo para coordinar nuestros movimientos. Por primera vez, este estudio aporta una explicación plausible a este enigma.

Así funciona el ‘reloj interno’ del cerebro

Para llevar a cabo el trabajo, los investigadores se centraron en la corteza motora, la cual se encarga de la planificación y ejecución de los movimientos, y el cuerpo estriado, una estructura cerebral relacionada con el aprendizaje, el control de las funciones motoras y la toma de decisiones. Estudios anteriores ya habían demostrado que ambas regiones tenían un papel clave en la sincronización del movimiento, pero hasta la fecha ninguno había logrado explicar de qué manera se repartían las funciones temporales y cómo trabajaban para medir el paso del tiempo.

«Sabíamos que existía un temporizador ajustable en el cerebro, pero no entendíamos cómo se construía ni qué papel exacto jugaba cada región», explicó Zidan Yang, científico principal del estudio. «Nuestro objetivo era desentrañar el mecanismo con el mayor nivel de precisión posible, porque la percepción del tiempo es fundamental para casi todo lo que hacemos».

Para investigar el proceso, los científicos diseñaron un experimento en el que entrenaron a varios ratones para que realizaran una tarea de sincronización muy precisa: tenían que lamer un dispensador para conseguir una recompensa después de un determinado intervalo de tiempo. Mientras los ratones completaban la tarea, los investigadores registraron la actividad de miles de neuronas en la corteza motora y en el cuerpo estriado, con el fin de observar la evolución de los patrones neuronales.

Con el objetivo de lograr resultados precisos, combinaron los registros con la optogenética, una metodología muy avanzada que puede «activar» o «silenciar» la actividad de neuronas específicas mediante pulsos de luz. De esta manera, los científicos pudieron «interrumpir» de manera temporal una de las regiones cerebrales y observar de qué manera se alteraba el «reloj interno» del animal.

Los resultados fueron muy reveladores. La corteza motora actúa como si fuera la parte superior de un reloj de arena; es decir, genera y envía un flujo continuo de señales neuronales hacia el cuerpo estriado. Mientras, este último funciona como la parte inferior del reloj, donde, con el paso del tiempo, las señales se van acumulando de manera progresiva. Cuando la acumulación alcanza un cierto umbral, se desencadena el movimiento.

Cuando los científicos «silenciaron» la corteza motora, el flujo de señales se detuvo. Fue como si se apretara el cuello de un reloj de arena, impidiendo que ésta continuara cayendo hacia la parte inferior. Como consecuencia, el «reloj interno» de los ratones se paró, retrasando su respuesta. Por el contrario, cuando «silenciaron» el cuerpo estriado, el sistema se reinició, como si se hubiera dado la vuelta al reloj de arena.

Las implicaciones de este hallazgo podrían revolucionar el tratamiento de enfermedades como el Parkinson, una enfermedad neurodegenerativa y crónica que afecta en España a entre 120.000 y 150.000 personas. Ésta se caracteriza por la alteración de la coordinación temporal, y conocer el funcionamiento del «reloj cerebral» podría ayudar a diseñar tratamientos para compensar o restaurar su funcionamiento.

«Aunque el origen de la enfermedad de Parkinson aún se desconoce, al igual que ocurre con la mayoría de las enfermedades neurodegenerativas crónicas, se cree que su aparición surge por una combinación de factores de riesgo no modificables, como el envejecimiento o los factores genéticos. No obstante, las formas familiares solo representan alrededor del 5 % de los casos. La exposición a ciertos factores ambientales podría incrementar o disminuir el riesgo de padecer Parkinson, pero el conocimiento sobre estos factores todavía no es lo suficientemente amplio y, además, se han encontrado resultados contradictorios en numerosos estudios, explica el Dr. Javier Pagonabarraga Mora», coordinador del Grupo de Estudio de Trastornos del Movimiento de la Sociedad Española de Neurología.

Según Hidehiko Inagaki, líder del grupo de investigación del MPFI y autor principal del estudio, «la corteza motora y el cuerpo estriado son áreas críticas para el control del movimiento y se ven afectadas en muchos trastornos motores. Comprender cómo sus patrones de actividad permiten una sincronización precisa es un paso esencial para desarrollar futuras terapias».