Desde hace más de una década, los neurocientíficos intentan averiguar cómo la neurogénesis (el nacimiento de nuevas neuronas) y la neuroplasticidad (la maleabilidad de los circuitos neuronales) funcionan conjuntamente para remodelar nuestra forma de pensar, recordar y comportarnos.
Esta semana, un nuevo estudio revelador, «Adult-Born Neurons Modify Excitatory Synaptic Transmission to Existing Neurons» (Las neuronas nacidas en la edad adulta modifican la transmisión sináptica a las neuronas existentes) informó de cómo las neuronas recién nacidas (creadas a través de la neurogénesis) se entretejen en un tapiz neuronal «nuevo y mejorado». Los hallazgos de enero de 2017 se publicaron en la revista eLife.
Durante este estudio de vanguardia en ratones, los neurocientíficos de la Universidad de Alabama en Birmingham (UAB) descubrieron que la combinación de neurogénesis y neuroplasticidad hizo que las neuronas más antiguas menos aptas se desvanecieran en el olvido y murieran a medida que las ágiles y jóvenes neuronas recién nacidas se hacían cargo de los circuitos neuronales existentes realizando conexiones sinápticas más robustas.
Para su último estudio en la UAB, Linda Overstreet-Wadiche y Jacques Wadiche -ambos profesores asociados del Departamento de Neurobiología de la Universidad de Alabama en Birmingham- se centraron en la neurogénesis en la región del giro dentado del hipocampo.
La circunvolución dentada es un epicentro de neurogénesis responsable de la formación de nuevos recuerdos episódicos y de la exploración espontánea de nuevos entornos, entre otras funciones.
Más concretamente, los investigadores se centraron en las neuronas de células granulares recién nacidas en la circunvolución dentada que deben conectarse a una red neuronal formando sinapsis a través de la neuroplasticidad para mantenerse vivas y participar en la función continua del circuito neuronal.
Sólo hay dos regiones principales del cerebro que actualmente se cree que tienen la capacidad de dar a luz continuamente a nuevas neuronas a través de la neurogénesis en los adultos; una es el hipocampo (centro de la memoria espacial y a largo plazo) y la segunda es el cerebelo (centro de la coordinación y la memoria muscular). En particular, las células granulares son las que presentan la mayor tasa de neurogénesis. Tanto el hipocampo como el cerebelo están repletos de células granulares.
Interesantemente, la actividad física de moderada a vigorosa (MVPA) es una de las formas más eficaces de estimular la neurogénesis y el nacimiento de nuevas células granulares en el hipocampo y el cerebelo. (Como piedra angular de la plataforma The Athlete’s Way, llevo más de una década escribiendo sobre el vínculo entre la AFMV y la neurogénesis. Para leer una amplia gama de posts de Psychology Today sobre el tema, haga clic en este enlace.)
Las células granulares fueron identificadas por primera vez por Santiago Ramón y Cajal, quien hizo hermosos bocetos en 1899 que ilustran cómo las células granulares crean conexiones sinápticas con las células de Purkinje en el cerebelo. Sus impresionantes ilustraciones, galardonadas con el Premio Nobel, están actualmente de gira por museos de Estados Unidos (cedidas por el Instituto Santiago Ramón y Cajal de Madrid, España) como parte de la exposición artística itinerante «The Beautiful Brain».
(Como nota al margen, el bulbo olfativo es la única otra zona subcortical del cerebro de la que se sabe que tiene altas tasas de neurogénesis. Especulativamente, ésta podría ser una de las razones por las que el olor desempeña un papel tan indeleble y siempre cambiante en la formación de nuestra memoria y en el «recuerdo de cosas pasadas».
La neurogénesis y la neuroplasticidad colaboran en la reconfiguración de los circuitos neuronales
Uno de los aspectos clave de la plasticidad neuronal se denomina darwinismo neuronal, o «poda neuronal», lo que significa que cualquier neurona que no esté «encendida y conectada» a una red es probable que se extinga. Las últimas investigaciones de la UAB sugieren que las neuronas recién nacidas desempeñan un papel en la aceleración de este proceso al «ganar» en una batalla neuronal del tipo de la supervivencia del más apto contra sus contrapartes más ancianas o desgastadas.
Mucho antes de que existieran estudios neurocientíficos sobre la neuroplasticidad y la neurogénesis, Henry David Thoreau describió involuntariamente el proceso de cómo los caminos que recorre la mente de una persona pueden llegar a estar arraigados (cuando te quedas atascado en una rutina) al describir un camino muy trillado a través del bosque. En Walden, Thoreau escribe,
«La superficie de la tierra es suave e imprimible por los pies de los hombres; y lo mismo ocurre con los caminos que recorre la mente. Desde un punto de vista psicológico, el último descubrimiento de la UAB presenta la emocionante posibilidad de que, cuando las neuronas nacidas en la edad adulta se entrelazan con las redes neuronales existentes, se creen nuevos recuerdos y se modifiquen los más antiguos.
A través de la neurogénesis y la neuroplasticidad, puede ser posible trazar un camino fresco y no gastado por el que transiten los pensamientos. Se podría especular que este proceso abre la posibilidad de reinventarse y alejarse del statu quo o de superar acontecimientos traumáticos del pasado que evocan ansiedad y estrés. Los recuerdos basados en el miedo que se han ido acumulando a menudo conducen a comportamientos de evitación que pueden impedirte vivir tu vida al máximo.
El artículo continúa después del anuncioLa investigación futura sobre la neurogénesis podría conducir a nuevos tratamientos para el TEPT
Las células de la circunvolución dentada forman parte de un circuito neuronal que procesa la información sensorial y espacial procedente de otras áreas del cerebro. Al integrar la información sensorial y espacial, el giro dentado tiene la capacidad de generar recuerdos únicos y detallados de una experiencia.
Antes de este estudio, Overstreet-Wadiche y sus colegas de la UAB tenían algunas preguntas básicas sobre el funcionamiento de las células granulares recién nacidas en el giro dentado. Se plantearon dos preguntas concretas:
- Dado que el número de neuronas en el giro dentado aumenta por neurogénesis mientras que el número de neuronas en el córtex sigue siendo el mismo, ¿crea el cerebro sinapsis adicionales desde las neuronas corticales hasta las nuevas células granulares?
- ¿O algunas neuronas corticales transfieren sus conexiones desde las células granulares maduras a las nuevas células granulares?
A través de una serie de complejos experimentos con ratones, Overstreet-Wadiche et al. descubrieron que algunas de las neuronas corticales de la corteza cerebral transferían todas sus antiguas conexiones con las células granulares más antiguas (que podían estar desgastadas o haber pasado su mejor momento) a las células granulares recién nacidas que estaban listas para funcionar.
Este revolucionario descubrimiento abre la puerta a examinar cómo la redistribución de las sinapsis entre las neuronas viejas y las nuevas ayuda al giro dentado a mantenerse al día mediante la formación de nuevas conexiones.
Una de las preguntas clave en las que los investigadores quieren profundizar durante los próximos experimentos es: «¿Cómo se relaciona esta redistribución con los efectos beneficiosos del ejercicio, que es una forma natural de aumentar la neurogénesis?»
En el futuro, es posible que la investigación de vanguardia sobre la neurogénesis y la neuroplasticidad pueda conducir a tratamientos neurobiológicos afinados para dolencias como el trastorno de estrés postraumático (TEPT) y la demencia. En una declaración a la UAB, Overstreet-Wadiche dijo,
«En los últimos 10 años ha habido pruebas que apoyan una redistribución de las sinapsis entre las neuronas viejas y las nuevas, posiblemente por un proceso competitivo que las nuevas células tienden a ‘ganar’. Nuestros hallazgos son importantes porque demuestran directamente que, para que las nuevas células ganen conexiones, las viejas pierden conexiones.
Así, el proceso de neurogénesis adulta no sólo añade nuevas células a la red, sino que promueve la plasticidad de la red existente. Será interesante explorar cómo la plasticidad inducida por la neurogénesis contribuye a la función de esta región cerebral.
La neurogénesis se asocia típicamente con una mejor adquisición de nueva información, pero algunos estudios también han sugerido que la neurogénesis promueve el «olvido» de los recuerdos existentes.»
El ejercicio aeróbico es la forma más eficaz de estimular la neurogénesis y crear neuronas nacidas en la edad adulta
Durante los últimos 10 años, los consejos prácticos que he dado en The Athlete’s Way se han basado en la creencia de que, a través del proceso diario de hacer ejercicio, cualquiera puede estimular la neurogénesis y optimizar su mentalidad y perspectiva de la vida a través de la neuroplasticidad.
El programa está diseñado para remodelar las redes neuronales y optimizar tu mentalidad. Desde el principio, este programa se ha basado en el descubrimiento de que la actividad aeróbica produce el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y estimula el nacimiento de nuevas neuronas a través de la neurogénesis. Describo mi filosofía en la introducción de The Athlete’s Way,
«Cambiar el enfoque de los muslos más delgados a las mentes más fuertes hace que este libro de ejercicios sea único. The Athlete’s Way no se centra sólo en esculpir abdominales de seis pulgadas o en moldear nalgas de acero. Estamos más interesados en abultar tus neuronas y remodelar tus sinapsis para crear una mentalidad optimista, resistente y decidida. El objetivo es la transformación desde dentro hacia fuera.
Mi misión es hacerte llegar este mensaje para que puedas utilizar la neurobiología y los modelos de comportamiento para ayudar a mejorar tu vida a través del ejercicio. Soy un fanático del poder del sudor para transformar la vida de las personas mediante la transformación de sus mentes. Mi convicción es fuerte y auténtica porque la he vivido»
Creé El camino del atleta junto con la ayuda indispensable de mi difunto padre, Richard Bergland, que fue un neurocientífico visionario, neurocirujano y autor de The Fabric of Mind (Viking).
Hace una década, cuando publiqué El camino del atleta: Sweat and the Biology of Bliss (St. Martin’s Press), puse la neurogénesis y la neuroplasticidad en el punto de mira. En aquel momento, el descubrimiento de la neurogénesis era totalmente nuevo, y todavía era una noción radical en la corriente principal de la neurociencia.
A principios del siglo XXI, la mayoría de los expertos todavía creían que los seres humanos nacían con todas las neuronas que tendrían durante toda su vida. En todo caso, se creía que las personas sólo podían perder neuronas o «matar células cerebrales» a medida que envejecíamos.
Como es lógico, cuando publiqué The Athlete’s Way en 2007, había muchos escépticos y detractores que pensaban que mis ideas sobre la remodelación de la mentalidad utilizando una combinación de neurogénesis y neuroplasticidad a través de la actividad física moderada a vigorosa eran ridículas.
Durante los últimos 10 años, he mantenido mis antenas levantadas y mi dedo en el pulso de todas las últimas investigaciones sobre la neurogénesis y la neuroplasticidad con la esperanza de encontrar pruebas empíricas adicionales que den más credibilidad científica a mi sistema de creencias y metodología.
Huelga decir que esta mañana me quedé encantado y extasiado cuando leí sobre la nueva investigación de Linda Overstreet-Wadiche y Jacques Wadiche que señala los detalles de cómo las neuronas nacidas de adultos modifican los circuitos neuronales existentes. Es algo fascinante.
Son tiempos apasionantes para la neurociencia. Las técnicas neurocientíficas modernas están preparadas para resolver muchos más enigmas sobre el complejo mecanismo por el que la neurogénesis y la neuroplasticidad trabajan juntas como un dúo dinámico para remodelar nuestras redes neuronales y la conectividad funcional entre las regiones del cerebro. Permanezca atento a las futuras pruebas empíricas e investigaciones científicas sobre la neurogénesis y la neuroplasticidad en los próximos meses y años.
Mientras tanto, si desea leer un extracto gratuito de The Athlete’s Way que proporciona algunos consejos sencillos y prácticos para estimular la neurogénesis y reconfigurar su cerebro a través de la neuroplasticidad y la actividad física moderada a vigorosa, consulte estas páginas de una sección de mi libro titulada: «Neuroplasticidad y neurogénesis: Combinando la Neurociencia y el Deporte».