Desarrollo del sistema nervioso
El modo en que unos pocos genes genera un organismo entero es del todo sorprendente y tiene a los genetistas en la búsqueda de los factores que llevan esta misteriosa complejidad. En el caso del sistema nervioso el asunto es aún más fascinante.
Durante los primeros días del embrión se forma el tubo neural que dará lugar a la médula espinal y al encéfalo.
Según la posición en el tubo neural, los genes de transcripción y diversas sustancias químicas, se van formando distintas poblaciones de células, primero precursoras de neuronas y luego neuronas.
Un extremo del tubo neural se va engrosando en lo que más tarde será el encéfalo y sus distintos componentes. Con el tiempo, las neuronas se van diferenciando hasta desarrollar su propia identidad que incluye la forma, los neurotransmisores con los que trabaja y su posición física en el conjunto. Agentes químicos señalizadores junto con interacciones célula a célula intervienen en este proceso de diferenciación.
Con posterioridad, las neuronas migran desde su lugar de nacimiento hasta su posición definitiva, a veces varios milímetros. El proceso de migración es desde dentro hacia afuera, siendo las neuronas más superficiales en el cerebro las más jóvenes creadas.
Después de generarse las neuronas y migrar a su emplazamiento definitivo, estas deben de conectarse con sus neuronas diana con las que hacer sinapsis. Para ello, el axón debe de crecer hasta llegar a su zona de destino. Después debe de hacer sinapsis con las neuronas adecuadas. Para ello el axón tiene un cono de crecimiento en su punta que va siendo guiado por distintas señales hasta su objetivo (en ocasiones el axón crece a lo largo de una enorme distancia, de un hemisferio a otro o de la médula espinal a los dedos del pie).
Una vez en la región adecuada, el axón debe de elegir sobre qué neuronas debe de establecer sinapsis lo que de nuevo está determinado por señaladores moleculares en el entorno. Sin embargo, esto no está totalmente determinado por los genes y se realizan sinapsis que no sobrevivirán. La neurona postsináptica envía señales hacia atrás, al axón presináptico, que hacen que la sinapsis se debilite o se refuerce.
La primera parte del desarrollo del sistema nervioso se considera independiente de la actividad y predeterminada por los genes. La segunda parte es dependiente de la actividad ya que la actividad de las neuronas y el efecto del ambiente determinan el desarrollo final del sistema nervioso.
Si un axón ha hecho sinapsis con una neurona diana y esta no refuerza la conexión, la sinapsis se debilita y eventualmente la neurona presinaptica muere.
En el momento álgido se crean 250.000 neuronas por minuto, una tasa asombrosa. El cerebro crea el doble de las neuronas que sobrevivirán. La mitad muere por apoptosis o muerte programada (llamada así porque se activan genes que causan la muerte de la célula). Se establece una competencia entre las neuronas y las que están mejor situadas y hacen sinapsis más efectivas sobreviven, mientras que el resto se suicida. Durante los primeros años de existencia, estamos recortando sinapsis y neuronas, más que crearlas. Aprender significa tanto crear conexiones valiosas como destruir las inútiles. Ser más inteligente no significa solo tener más neuronas, sino tener mejores neuronas.
Autismo
Ya se sospechaba que el autismo tenia que ver con un exceso de neuronas y ahora nuevos datos parecen confirmarlo. Se especula que durante los cinco primeros años de vida el cerebro autista continúa creando neuronas desordenadamente, las cuales crecen y forman conexiones. A partir de los cinco años, comienzan a perder neuronas de un modo más rápido que los cerebros típicos.
En un estudio postmortem, encontraron que el cerebro de los seis niños autistas analizados tenía un 67% más de neuronas en el córtex frontal. Esta zona se localiza sobre los ojos y es responsable de funciones de alto nivel como la planificación, la personalidad, la memoria de trabajo, la atención y la inhibición de impulsos.
Investigando en los genes de las personas autistas, averiguaron que los genes que realizan reparaciones en el DNA, se expresaban por debajo de lo normal. Por el contrario los que regulaban el crecimiento neuronal se expresaban en exceso.
El equipo ofrece una explicación tentativa. Quizá durante la gestación, los genes encargados de corregir los errores genéticos funcionan mal, bien por una mutación o por un agente externo como una toxina o un virus. Los errores se acumulan, nuevas neuronas se forma de manera explosiva, crecen y forman más conexiones de las necesarias que a su vez no son podadas como es habitual. Más tarde, en la adolescencia, el sistema inmune reacciona y comienza a deshacerse de neuronas, pero el mal ya está hecho.
Naturalmente la teoría tiene detractores, pero va ganando peso. El autismo sigue siendo un problema muy complejo, pero si determinamos que se debe a la actividad genética, será una buena noticia ya que esta puede ser modificada.
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