MADRID, 23 Jun. (EUROPA PRESS) -

Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de California-San Diego, en Estados Unidos, han descubierto un mecanismo fundamental por el que el cerebro mantiene su equilibrio interno. Descrito en la edición digital de 'Nature', el mecanismo implica el cableado interno más básico del cerebro y los procesos de control por los cuales una neurona transmite información a otras o suprime la transmisión de datos.

En concreto, los científicos han demostrado que existe una relación constante entre la cantidad total de la estimulación para la activación que recibe una neurona de los cientos o miles de neuronas excitatorias (E) que la alimentan y la cantidad total de señales de parada que obtiene de las neuronas inhibitorias (I), igualmente numerosas.

Se sabía que esta relación constante, llamada repartición E/I, existía para neuronas individuales en un momento dado. Este estudio va un paso más allá y muestra que la relación E/I es constante a través de múltiples neuronas en la corteza de los ratones y probablemente también en los seres humanos, ya que la arquitectura fundamental del cerebro de los mamíferos está altamente conservada entre especies.

"Las neuronas conducen nuestro cerebro pisando el freno y el acelerador al mismo tiempo", afirma Massimo Scanziani, profesor de Neurociencias, del Instituto Médico Howard Hughes y co-autor del trabajo. "Esto significa que no existe un estímulo que puede aplicarse para activar específicamente las neuronas excitadoras o concretamente las inhibitorias", relata.

"Siempre hay un tira y afloja. Es raro, pero muy inteligente. Esto permite que el cerebro ejerza un control muy sutil es nuestra respuesta a los estímulos", añade este investigador, subrayando que este sistema impide que se produzca un disparo neuronal fuera de control (excitación) y una inactividad permanente (inhibición) porque la excitación y la inhibición siempre están acopladas.

En los experimentos, los científicos demostraron además cómo el cerebro mantiene una relación constante E/I a través de las neuronas: las neuronas inhibidoras realizan el ajuste a través del fortalecimiento o el debilitamiento de las sinapsis inhibitorias. Una sinapsis es la brecha o unión entre dos neuronas y la fuerza sináptica se refiere al grado por el que se amplifica una señal en la conexión.

"Nuestro estudio muestra que las neuronas inhibitorias son los reguladores maestros que tocan cientos o miles de células y se asegura de que la sinapsis inhibidora que tiene cada uno de estos contactos se empareja con la excitación en las diferentes cantidades que estas células están recibiendo", detalla Scanziani. Si, por ejemplo, el nivel de estimulación excitatoria que recibe una célula nerviosa es el doble, se duplicará la fuerza de las sinapsis inhibitorias durante un periodo de unos pocos días.

En cuanto a las aplicaciones clínicas, los científicos consideran que las enfermedades neurológicas, como el autismo, la epilepsia y la esquizofrenia son fruto de un problema, al menos en parte, de la capacidad del cerebro para mantener una relación E/I óptima. "Si este equilibrio E/I se rompe, altera completamente la percepción del mundo", afirma Scanziani.

Los científicos también plantean que algunas patologías neurodegenerativas, como el Parkinson y la enfermedad de Huntington, pueden estar asociadas con cambios en el equilibrio E/I. "Ahora que sabemos cómo se regula esta relación E/I en un cerebro normal, podemos empezar a entender qué funciona mal en estados de enfermedad. Sienta las bases para realizar intervenciones que puedan restablecer el equilibrio en el cerebro", adelanta el autor principal del trabajo, Minghan Xue, investigador postdoctoral en Neurobiología.