La excitación y la inhibición se mantienen en equilibrio a nivel cerebral

Los científicos del Instituto Max Planck de Neurobiología en Martinsried (Alemania) han demostrado, en colaboración con investigadores de la Universidad Ruhr de Bochum (Alemania), que las sinapsis excitadoras e inhibidoras se mantienen equilibradas, incluso si el cerebro sufre una reorganización.

Cada segundo, las células nerviosas del cerebro intercambian miles de millones de impulsos sinápticos. Dos tipos de sinapsis garantizan que este flujo de datos se encuentre regulado: las sinapsis excitadoras transmiten información de una célula a otra; mientras que las sinapsis inhibidoras restringen el flujo de información.

Estudios experimentales demuestran que después de una pequeña lesión en la retina, en el cerebro, las células nerviosas responsables de esta región en particular, dejaron de recibir información. Como resultado, las células redujeron el número de sus sinapsis inhibidoras en un 30 por ciento en el espacio de un solo día. Este equilibrio entre la excitación y la inhibición podría indicar a las células nerviosas que es el momento de volver a configurarse para compensar parcialmente la pérdida de información.

En las células nerviosas para procesar y almacenar nueva información, o para optimizar los caminos ya existentes de procesamiento, emergen nuevos apéndices continuamente de su superficie y crecen hacia las células vecinas. Al final de estos apéndices se desarrollan sinapsis. Los científicos del Instituto Max Planck de Neurobiología en Martinsried y de la Universidad Ruhr de Bochum, han descrito con qué rapidez pueden reorganizarse las células nerviosas, incluso en el cerebro adulto, ya que están constantemente procesando información.

Después de una lesión pequeña de la retina, las células nerviosas responsables de procesar la información de esta zona se quedaban sin información. Sin embargo, durante las semanas siguientes, los neurobiólogos observaron que estas células nerviosas aumentaron el número de apéndices enviados a sus células vecinas. Las células que habían sido temporalmente inhibidas se volvieron a conectar, y asumieron nuevas tareas dentro de la red de procesamiento.

Sin embargo, el procesamiento óptimo en el cerebro no sólo depende de la circulación de la información, sino también de la inhibición directa de la circulación de información en puntos determinados. Hasta ahora, lo que realmente ocurre en estas sinapsis inhibidoras cuando las condiciones cambian en el cerebro apenas había recibido atención científica detallada. En esta investigación, el equipo de científicos se dispuso a examinar el destino de estas sinapsis en las células nerviosas que no reciben información tras una pequeña lesión retiniana.

Una posible teoría es que las sinapsis inhibidoras se mantienen, quizás para inhibir las células que de otra manera transmitirían sólo información sin sentido, explica Tara Keck, cuyo estudio fue publicado en la revista científica Neuron. Sin embargo, los neurobiólogos descubrieron que se trata más bien del caso contrario, demostrando que las células redujeron el número de sus sinapsis inhibidoras en, aproximadamente, un tercio en un día.

Tal fue la magnitud de esta reducción que el desequilibrio en el flujo de información, provocado por la pérdida de las señales de excitación de la retina, fue anulada. Lo más importante de este resultado es la idea de que el cerebro parece estar buscando constantemente mantener el equilibrio entre la excitación y la inhibición, afirma Keck.

Los científicos ya tienen una teoría sobre la importancia de este nivel de equilibrio. 'La destrucción de las sinapsis inhibitorias puede actuar como una señal a las células vecinas: las células nerviosas que 'buscan trabajo' deben ponerse en contacto ', reflexiona Marcos Hübener, director del estudio.

Ahora, los científicos esperan determinar si este es el caso y si hay más sinapsis inhibidoras que se produzcan para recuperar el equilibrio original una vez que la reconexión con otras células se completa.