Adiós a la neurona de una sola función: la mayoría de las neuronas son capaces de hacer varias tareas

Una nueva investigación de la Universidad de Columbia, en Nueva York (Estados Unidos), ha venido a cuestionar la tradicional idea de que las células del sistema nervioso, las neuronas, funcionan de forma especializada. Por el contrario, los científicos han observado que la mayor parte de ellas son capaces de desarrollar múltiples tareas a la vez. Con ello, presentan el cerebro como un órgano con una flexibilidad de procesamiento extraordinaria, aunque ellos lo han comparado con una navaja suiza: una herramienta que sirve para todo y permite resolver una gran variedad de problemas complejos.

Se trata de un verdadero cambio de paradigma, y el hecho de que se descargaran más de 11.000 copias preliminares del artículo en el que lo explican, publicado posteriormente en la revista Nature, da una idea del interés que ha generado en la comunidad científica. Los investigadores se centraron en una pregunta tan antigua como el propio estudio del cerebro: «¿Cada neurona tiene una función limitada o puede servir para varias?».

Para responderla, analizaron los cerebros de ratones y, aunque comprobaron que sí existen neuronas especializadas, observaron que, aparentemente, la gran mayoría son «generalistas». «Tenemos que abandonar la imagen del cerebro como una máquina hecha de engranajes, cada uno de ellos con un propósito exacto al que podemos ponerle una etiqueta», ha explicado Stefano Fusi, investigador principal del Instituto Zuckerman de Columbia y coautor principal del artículo. «El cerebro no funciona así; por el contrario, la mayoría de las neuronas pueden mostrar una enorme diversidad de respuestas, y esto puede ayudar al órgano a resolver una gran cantidad de tareas diferentes».

Estos hallazgos arrojan luz sobre cómo el cerebro puede llegar a realizar tareas complejas y también podrían ayudar a revelar qué sucede cuando alguno de estos procesos no funciona como debería y cómo podrían reorientarse. La cuestión de si las neuronas son especialistas o generalistas «es una pregunta antigua e importante, sobre la cual los investigadores tienen opiniones muy firmes», ha señalado Lorenzo Posani, coautor del estudio e investigador principal en el Instituto del Cerebro de París y el CNRS de Francia, quien realizó este trabajo mientras estaba en el Instituto Zuckerman de Columbia.

Investigaciones anteriores habían mostrado que el cerebro está organizado en módulos dedicados a la visión, el olfato y otros procesos, de forma relativamente aislada, por lo que cabía pensar que esa especialización pudiera extenderse hasta el nivel de las neuronas. Por otro lado, los expertos describen el cerebro como un «ordenador increíblemente potente», capaz de responder de innumerables maneras a una enorme variedad de situaciones, por lo que también resulta lógico pensar que sus neuronas sean generalistas por naturaleza.

El problema para responder a esta pregunta era que los científicos solían abordarla mediante enfoques diferentes, observando distintos tipos de animales o regiones cerebrales, o haciéndolos realizar tareas distintas, lo que a menudo daba lugar a resultados contradictorios. Para ayudar a resolver el debate, los investigadores desarrollaron en este nuevo estudio una estrategia que consistió en observar únicamente a ratones, pero analizando simultáneamente muchas áreas cerebrales mientras los roedores realizaban el mismo tipo de actividad. Esto implicó estudiar conjuntos de datos mucho más grandes de lo habitual: registros de una gran cantidad de neuronas procedentes del consorcio International Brain Laboratory sobre la actividad de 43 regiones del cerebro del ratón a nivel de neuronas individuales.

En las áreas sensoriales primarias, como la región cerebral dedicada a la visión, las neuronas sí se comportaban de manera especializada. Sin embargo, en otras partes del cerebro generaban respuestas mucho más diversas. Estos resultados sugieren, por tanto, que la norma es que las neuronas sean generalistas. «No estamos diciendo que no existan neuronas especializadas», ha aclarado Fusi, también profesor de Neurociencia en el Vagelos College of Physicians and Surgeons de Columbia y miembro del Centro de Neurociencia Teórica de la universidad. «Estamos diciendo que son la excepción. No son la regla», insiste.