Neurociencias dibuja el primer mapa 3D que desvela las conexiones del cerebro desde antes de nacer

Un mapa al que hasta ahora no se había podido llegar que evidencia cómo el cerebelo, la parte del cerebro asociada tradicionalmente al control del movimiento, se conecta con otras áreas cerebrales mucho antes de lo que se creía. Es la principal conclusión a la que ha llegado un equipo del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Los investigadores han conseguido reconstruir, por primera vez, cómo se forman, expanden y consolidan estas conexiones durante las etapas más tempranas de la vida. Así las cosas, el estudio, que ha sido publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), supone la primera cartografía exhaustiva, estudiada a través de ratones, y abre una nueva vía para entender cómo se organiza el sistema nervioso desde su origen.

Aunque suele relacionarse casi en exclusiva con el movimiento, el cerebelo desempeña también funciones relevantes en procesos cognitivos, emocionales y sociales. Sin embargo, todavía existían muchas lagunas sobre cómo y cuándo empezaba a interactuar con otras regiones del cerebro, y si lo hacía desde una fase temprana o en etapas ya avanzadas del desarrollo. Esta falta de información motivó la investigación del grupo Desarrollo, Conectividad y Función de los Circuitos del Cerebelo, dirigido por el investigador Juan Antonio Moreno Bravo en el campus de Sant Joan de la UMH.

Rutas neuronales

Su trabajo muestra que las rutas neuronales que parten del cerebelo siguen un patrón muy organizado y progresivo. Las primeras conexiones aparecen ya en el embrión, cuando los axones (prolongación de una neurona, por la que esta transmite impulsos nerviosos hasta una o varias células) comienzan a dirigirse hacia sus regiones objetivo.

A partir de ese momento, y coincidiendo con el intenso crecimiento del cerebro en los primeros días de vida, las proyecciones se expanden rápidamente, ocupando distintas áreas según un orden muy definido. Finalmente, durante las primeras semanas posteriores al nacimiento, los circuitos pasan por un proceso de refinamiento en el que se consolidan las conexiones definitivas. Esta secuencia escalonada permite identificar los momentos exactos en los que el cerebelo podría empezar a influir en otros territorios cerebrales, incluso cuando esta estructura aún no ha alcanzado su madurez.

Herramientas

El equipo recurrió a una combinación de herramientas genéticas de última generación y técnicas avanzadas de imagen tridimensional. Mediante marcadores fluorescentes específicos, lograron etiquetar las neuronas de los núcleos cerebelosos profundos, la principal vía de salida del cerebelo. A continuación, utilizaron procedimientos de aclaramiento tisular y microscopía 3D que permitieron visualizar los axones en el cerebro completo y seguir su recorrido desde el punto de origen hasta sus regiones de destino.

Raquel Murcia Ramón, primera autora del estudio, reconoce que ha sido fascinante visualizar estas proyecciones en 3D, ver cómo surgen en el embrión y cómo se extienden a través del cerebro. La investigadora destaca que muchas de esas conexiones “no se habían visto nunca con esta precisión”.

Más allá de la reconstrucción detallada, los resultados invitan a revisar las ideas que se tenían sobre el papel del cerebelo durante el desarrollo. Tradicionalmente, se consideraba que esta estructura maduraba tarde y que su influencia sobre funciones complejas aparecía de forma progresiva a lo largo de la vida. Sin embargo, las conclusiones del estudio sugieren justo lo contrario: el cerebelo empieza a construir su red de comunicaciones desde fases muy iniciales y podría contribuir activamente a la formación de circuitos en otras regiones del cerebro. Moreno Bravo señala que esta perspectiva permite comprender el cerebelo no solo como un modulador del movimiento, sino como un “nodo temprano” que participa en la organización de redes neuronales más amplias.

Marco temporal

El mapa generado por el Instituto de Neurociencias se convierte así en una herramienta de referencia para entender cómo se establece la conectividad cerebelosa desde el inicio de la vida. También ofrece un marco temporal preciso para estudiar de qué manera factores como la genética, las experiencias tempranas o las condiciones ambientales pueden afectar al desarrollo del cerebelo y, en consecuencia, a las redes cerebrales con las que se relaciona. Según los autores, el trabajo sienta las bases para explorar no solo el desarrollo normal del cerebro, sino también posibles alteraciones vinculadas a trastornos del neurodesarrollo.

El estudio ha sido financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC) a través del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea, la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y el programa Severo Ochoa para Centros de Excelencia Científica.

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