Bancos de cerebros

Los bancos de cerebros son un tipo de biobanco, una organización sin ánimo de lucro cuya misión -establecida por la Ley de Investigación Biomédica 14/2007, el Real Decreto 1716/2011 de Biobancos y sus posteriores modificaciones- es custodiar muestras de cerebros humanos y ponerlas a disposición de los investigadores para la realización de proyectos científicos.

En España hay 12 bancos de cerebros. Las muestras que se custodian son principalmente tejido cerebral, músculo y nervio, líquido cefalorraquídeo, sangre y derivados, y ADN. Gracias a estas valiosísimas donaciones se investigan enfermedades neurológicas y más específicamente las neurodegenerativas.

El objeto principal es poder realizar estudios a nivel microscópico que, por ser mayoritariamente invasivos, no podrían hacerse de otra manera. La tecnología avanza rápidamente pero aún no permite atender todas las necesidades de los investigadores sin dañar a los pacientes.

Son muchas las investigaciones que están en marcha, sobre todo genéticas. También hay estudios sobre desarrollo de hongos, correlación con ciertas enfermedades de origen vírico o de detección de biomarcadores adaptados al actual estado del arte de la biotecnología.

Las enfermedades sobre las que mayoritariamente se investiga a través de estos bancos de cerebros son las de mayor incidencia en la población, como la enfermedad de Alzheimer, la de Parkinson, la ELA, la esclerosis múltiple, demencias vasculares, demencias por cuerpos de Levy o la esquizofrenia.

Estos bancos de cerebros están asociados a redes de centros hospitalarios, uno de los cuales funciona como nodo. Es en estos centros donde se extraen las donaciones, se diagnostican y se trasladan con urgencia al biobanco.

La donación de órganos es ya una práctica común en la sociedad (España es líder mundial en donación y trasplantes, volviendo a alcanzar un nuevo récord con 46,9 donantes p.m.p y 5.261 trasplantes). La urgencia por salvar a otro enfermo es un buen acicate para que los familiares se decidan a donar. Sin embargo, la ciencia no es tan “humana” y tampoco necesita urgentemente los tejidos. Esto es un verdadero problema para conseguir muestras. Los familiares de pacientes con enfermedades neurodegenerativas conocen las necesidades imperiosas y están especialmente comprometidos con la donación. Pero también se necesitan cerebros sanos para el control de los resultados de la investigación.

Lo más maravilloso de esta donación a la ciencia es que los resultados de las investigaciones beneficiarán a millones de personas, pues esas enfermedades son ya una epidemia. Seguro que alguien cercano al donante verá su vida cambiada gracias a su desinteresado gesto.

¡Ahora es tu turno! Empieza por difundir el mensaje.

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Trazar el conectoma del cerebro

Conectoma Según la doctora Suzana Herculano,, en el cerebro hay 86.000.000.000 neuronas, que se relacionan mediante unas 100.000.000.000.000 synapsis.

Existen multitud de técnicas para estudiar el cerebro y, desde luego, casi a diario nos llegan noticias de nuevos descubrimiento y avances. Sin embargo, la complejidad de las interacciones y la variabilidad en el funcionamiento neurológico no facilita precisamente la tarea.

Con la aparición de técnicas no invasivas -en especial la neuroimagen- y la mayor viabilidad económica de las mismas, se ha logrado que la investigación pueda ser desarrollada por grupos de cualquier tamaño y presupuesto. La tarea es descomunal y se necesitan todos los recursos disponibles.

Pero la sociedad demanda mayor rapidez, mejores enfoques y es ahí donde comienza a tener sentido el estudio del conectoma del cerebro.

El conectoma es un mapa de las conexiones del cerebro que pretende dar a conocer los caminos que recorre la toma de una decisión, la percepción de un olor o qué “camino” sería el más adecuado para rehabilitar a una persona con alguna afectación física o psíquica.

Al igual que ocurrió con el descifrado del genoma humano, varios países han comenzado una carrera para mapear el cerebro humano, que implica grandes inversiones en tecnología y recursos humanos, en especial China y EEUU.

En realidad, la principal batalla se está lidiando en lograr la construcción de un ordenador lo suficientemente potente para que los resultados lleguen en un plazo no mayor de 5 años. Tan grande es el reto que son necesarias varias corporaciones para afrontarlo. Por ahora China se había adelantado en esta competición científica.

Recientemente nos ha llegado la noticia de que IBM, Intel, Nvidia y otras empresas del sector tecnológico se han unido para construir Aurora 21, un superordenador que ocupará unos 4.000 metros cuadrados y que consumirá tanta energía como una ciudad de tamaño medio.

Aurora 21 está diseñado para algo más que la simulación de nuestro cerebro. Será capaz de realizar simulaciones para predecir el tiempo o seguir la evolución del cosmos, y permitirá comprender cómo los nuevos medicamentos interactuarán con el cuerpo humano.

Pero aún hay más. El siguiente paso será estudiar el mapa de tráfico eléctrico, pues no solo se necesitan conocer las calles, sino también el tráfico que circula por ellas. Se esperan años de ilusionante trabajo hasta conseguir resultados, pero muchos más para analizar toda la información que obtendremos.

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Sistema Nervioso Entérico: Las neuronas del estómago

Sistema entérico

El sistema nervioso entérico, compuesto por una red neuronal de más de cien millones de neuronas, se trata de una de las estructuras digestivas que permite la correcta digestión mediante enzimas, transformando el alimento en energía, control de defensas o protegiendo nuestro sistema inmunitario.

Este sistema se compone por células nerviosas presentes en el tracto gastrointestinal, posiblemente gracias a neurotransmisores provenientes de partes del sistema nervioso autónomo. Los neurotransmisores que principalmente se observan en el sistema entérico, son la acetilcolina, la adrenalina y la noradrenalina; los tres de tipo excitatorio, a excepción de la acetilcolina, que funciona como inhibitorio (disminución de funciones como la frecuencia cardíaca) y excitatorio (contracciones en uniones neuromusculares).

La Adrenalina, la Noradrenalina y la Acetilcolina tienen gran incidencia en los procesos metabólicos, sin embargo juegan un papel importante en el sistema entérico otros neurotransmisores, como la dopamina (disminución de la motilidad del sistema digestivo), o el trifosfato de adenosina (funciona como fuente de energía en las células nerviosas). En general, los diversos neurotransmisores de nuestro cerebro están proyectados en el estómago, realizando funciones digestivas y dando respuestas internas y externas.

Según las investigaciones, el SNE mantiene una comunicación con nuestro cerebro, enviándole las órdenes necesarias, por ello regulamos nuestra alimentación, y nuestro cuerpo responde según la cantidad que hayamos comido.

Son las células nerviosas del SNE las que envían a nuestro cerebro señales emocionales o respuestas a determinadas conductas, como comer en exceso, la respuesta sería malestar intestinal o náuseas

Es por ello, que las investigaciones científicas realizadas sobre el sistema nervioso entérico, llaman a esta organización digestiva “el segundo cerebro” sin embargo, las funciones no son las que hace nuestro cerebro; por ejemplo, no procesa funciones cognitivas.

Dentro del SNE, hay un gran dominio por parte del Sistema Nervioso Autónomo, el cual realiza las respuestas para enviar a los órganos ante una actividad. Dentro del SNA, el Sistema Nervioso Simpático (regulador de la dilatación pupilar o el aumento de la frecuencia cardíaca) y el Sistema Nervioso Parasimpático (encargado de las funciones involuntarias contrarias, la disminución de la frecuencia cardíaca, la contracción del iris, etc). En estos dos sistemas, el Sistema Nervioso Entérico se encargaría de controlar funciones gastrointestinales, dando lugar a determinadas respuestas emocionales.

Autora. Alejandra I. Morilla
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Neuroglia radial: una de las responsables de la regeneración neuronal

Glia

Revisión de artículo: “Descubren un mecanismo de regeneración neuronal tras una lesión cerebral en neonatos”

Siguiendo el artículo de Europapress, dos investigadores de la Universidad de Valencia (José Manuel García-Verdugo) y de la Facultad de Ciencias Médicas de Nagoya, Japón (Kazunobu Sawamoto) descubren un mecanismo de regeneración neuronal tras una lesión cerebral que sucede en la etapa neonatal. En el desarrollo del sistema nervioso, la glía radial termina su función en el periodo neonatal, sin embargo se ha hallado mediante el ensayo en ratones, la presencia de la glía radial tras el nacimiento cuando existe una lesión cerebral, como mecanismo regenerador.

En primer lugar, es necesario identificar ordenadamente el proceso.
En el desarrollo del sistema nervioso , existen unas células llamadas células gliales, procedentes del tejido embrionario, que forman una estructura fuerte para sustentar las neuronas, podemos decir que es uno de los elementos esenciales que conforman la neurona. Sabemos que la glía es una de las células principales que aportan nutrientes y oxigenación neuronal, sin embargo hay varios tipos de células gliales. Dentro de dichas células gliales existen diversos tipos, entre ellos podemos identificar la glía radial, que realizan funciones estructurales dentro del desarrollo del sistema nervioso.

La neuroglia radial sirve como orientación para las neuronas en el desarrollo fetal, permitiendo acciones como la migración neuronal, entre otras funciones.

En relación con la investigación surgida, la glía radial se relaciona con la regeneración y síntesis neuronal, donde nacen neuronas comenzando en las células madre. En palabras de García –Verdugo (2018) : “ se adhieren a la neuroglia radial a través de moléculas llamadas N-cadherina, moviéndose de manera eficiente a lo largo de las fibras gliales radiales hacia la región lesionada ”
Este avance, puede permitir trabajar de nuevas formas en casos de lesiones cerebrales en neonatos, ya que a día de hoy seguimos trabajando en la investigación y rehabilitación de disfunciones neurológicas isquémicas.

La investigación neurocientífica nos muestra progresivamente, diversos mecanismos del cerebro para “proteger” a las neuronas para al supervivencia. La reorganización neuronal y la rehabilitación son dos conceptos unidos, ya que interna y externamente, el objetivo es compensar las funciones dañadas y mantener las óptimas.

Fuente: Europapress
Autora Alejandra I. Morilla
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La plasticidad cerebral en el desarrollo infantil

cerebro

Como vimos en el post anterior sobre plasticidad cerebral en el Alzheimer, la plasticidad cerebral o neural se relaciona con las nuevas conexiones neuronales que se crean cerebralmente para reorganizar los circuitos cognitivos, es decir, surge una regeneración neuronal estimulada por un cambio de ambiente, una patología o traumatismo.
En el caso de la etapa infantil, la plasticidad es mayor, ya que se trata de un cerebro joven, donde progresivamente surgirán nuevas conexiones sinápticas, originando una división celular entre una célula madre y una neurona nueva, preparada para establecer la comunicación.

Cuando hablamos de plasticidad cerebral, hablamos de aprendizaje. Y la realidad es que el aprendizaje es sinónimo de moldeamiento; Cuando surge el proceso de reconstrucción, la neurona pasa por un proceso de entrenamiento , donde se “moldea” anatómica y funcionalmente, finalizando en una neurona completamente nueva y apta para llevar a cabo funciones determinadas. Es por ello que ante un programa de rehabilitación , un paciente en etapa infantil- adolescente es común que responda más rápido que un paciente en etapa adulta o vejez, también en casos de enfermedad del Alzheimer, donde la rehabilitación requiere mayores tiempos de entrenamiento y repetición para permitir la reorganización neural a otro ritmo.

La respuesta de la reorganización neuronal se traduce en los avances que veremos en el paciente cuando llevemos a cabo un programa de rehabilitación; por supuesto, todo esto depende del grado de daño cerebral producido, el área dañada y por tanto, la capacidad de supervivencia neuronal del paciente, podremos observar unos resultados u otros, adaptando paulatinamente las estrategias rehabilitatorias aplicadas.

Pongamos el ejemplo de un cerebro joven donde el hemisferio izquierdo ha quedado totalmente dañado, derivando en problemas significativos de comunicación y lenguaje. En la plasticidad neuronal, se crearía una reorganización neuronal, transmitiendo las órdenes a otras regiones cerebrales facilitando la supervivencia.

Este suceso clínico ha pasado a lo largo de la historia, como en el caso de Jodie Miller, una joven diagnosticada a los 3 años con encefalitis Rasmussen, a quien tuvieron que extirparle el hemisferio derecho para acabar con las crisis epilépticas recurrentes. El resultado fue una adaptación del hemisferio izquierdo, compensando las funciones del otro hemisferio. La operación se llevó a cabo a una edad muy temprana, siendo un factor determinante para observar la rápida mejoría de la paciente. Tras numerosas sesiones de rehabilitación neuropsicológica, Jodie Miller mejoró notablemente en poco tiempo, pudiendo realizar vida normal y sin presencia de crisis epilépticas.

Como vemos, la plasticidad cerebral es un concepto en constante investigación, ya que es un proceso clave en relación al aprendizaje. Por tanto , el enfoque de la plasticidad va dirigido a la reorganización de los circuitos de aprendizaje; por tanto es multidisciplinar; podemos aplicarlo a contextos como rehabilitación en la escuela ante casos de dislexia, discalculia, autismo… y generalmente a cualquier tipo de rehabilitación neuropsicológica en el ámbito clínico.
En definitiva, el proceso de rehabilitación neuropsicológica juega un papel imprescindible tras la recuperación por daño cerebral y, por ende, en la evolución adecuada del aprendizaje.

Autora: Alejandra I. Morilla
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