Las claves
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Un consorcio internacional ha creado el mapa más detallado del cerebro humano en desarrollo, usando datos de más de 1,2 millones de células cerebrales.
El estudio revela que el desarrollo cerebral es más flexible de lo que se pensaba, con células que pueden migrar largas distancias y desarrollarse incluso después del nacimiento.
Estos nuevos atlas ayudan a identificar periodos críticos del desarrollo cerebral, esenciales para entender y prevenir trastornos como el autismo o la esquizofrenia.
La investigación permite detectar células progenitoras vinculadas a enfermedades como el glioblastoma y abre posibilidades para intervenciones terapéuticas más precisas.
La comunidad científica está más cerca que nunca de comprender cómo se construye el cerebro, desde sus primeras divisiones celulares hasta la madurez. Una colección de artículos publicada este miércoles en Nature por el consorcio internacional BRAIN Initiative Cell Atlas Network (BICAN) ofrece el retrato más detallado del cerebro en desarrollo de humanos y otros mamíferos.
Estos mapas, elaborados con tecnologías avanzadas de análisis de célula única y cartografía espacial, describen cómo surgen y se organizan los distintos tipos celulares, proporcionando nuevas claves sobre el origen de las enfermedades neurológicas y psiquiátricas.
Utilizando datos de más de 1,2 millones de células cerebrales, los investigadores crearon el árbol genealógico más completo de estas células hasta la fecha, mostrando cómo se desarrollan, se extienden y se diferencian en distintos subtipos.
Uno de los hallazgos más sorprendentes muestra cómo estas células viajan largas distancias desde su origen hasta su destino final, a veces atravesando regiones cerebrales enteras.
Los científicos también descubrieron que algunas de estas neuronas continúan desarrollándose mucho después del nacimiento, especialmente en áreas del cerebro involucradas en el aprendizaje, la toma de decisiones y las emociones.
Esto significa que podría existir un margen de tiempo mayor del que se creía para intervenir y ayudar al cerebro a reconectarse, particularmente en niños con dificultades del desarrollo.
Los resultados son fruto de una colaboración internacional sin precedentes, en la que participan más de 550 laboratorios de todo el mundo, incluidos equipos del Instituto Allen de Seattle y del Instituto Cajal en Madrid.
El cerebro humano contiene miles de tipos celulares que emergen en procesos complejos y cambiantes. Comprender cómo y cuándo aparecen ha sido históricamente uno de los mayores desafíos de la neurociencia.
Gracias a las tecnologías genéticas y de imagen de nueva generación, los investigadores del BICAN pudieron rastrear la transformación de las células madre en neuronas y células gliales, y observar que el desarrollo cerebral no sigue fases cerradas, sino oleadas superpuestas en el tiempo.
Este hallazgo sugiere que la maduración del cerebro es un proceso más flexible de lo que se pensaba y que ciertos mecanismos de desarrollo pueden reactivarse en la vida adulta o en respuesta a una enfermedad.
"Se trata de una colección de trabajos de enorme envergadura y calidad. Estos mapas del desarrollo cerebral ofrecen una visión extraordinariamente detallada de cómo el cerebro se construye célula a célula, desde sus primeras etapas hasta la madurez", dice Laura López-Mascaraque, investigadora del CSIC, en declaraciones a SMC España.
López-Mascaraque destaca que los nuevos mapas "nos ayudan a entender los periodos críticos del desarrollo, esas ventanas temporales en las que el cerebro es especialmente sensible a los estímulos y también a las alteraciones genéticas o ambientales".
Precisamente en esas etapas se concentran muchos de los factores de riesgo del autismo, la esquizofrenia y otros trastornos del neurodesarrollo. "Comprender qué ocurre en esas fases tempranas —añade— es fundamental para diseñar estrategias de prevención o intervención más precisas".
Los atlas también han permitido identificar un tipo de célula progenitora humana vinculada al glioblastoma, un agresivo cáncer cerebral. Hallazgos de este tipo podrían facilitar en el futuro la detección temprana y el desarrollo de terapias dirigidas a los momentos de mayor vulnerabilidad del cerebro.
La gran apuesta de la Iniciativa BRAIN
El profesor Rafael Yuste, director del Centro de Neurotecnología de la Universidad de Columbia y presidente de la Fundación NeuroRights, recuerda que estos estudios son fruto directo de la Iniciativa BRAIN, lanzada en 2013 y activa hasta al menos 2030.
"Esta remesa de artículos es otro de los resultados de la Iniciativa BRAIN, con un presupuesto total de más de 6.000 millones de dólares que financia a centenares de laboratorios en todo el mundo", explica en declaraciones recogidas por SMC España.
El objetivo del proyecto, impulsado desde Estados Unidos y con creciente participación europea, es desarrollar y aplicar la neurotecnología, un conjunto de métodos que permiten mapear y modular el cerebro. Entre ellos destacan las técnicas transcriptómicas, que identifican la composición genética y funcional de cada tipo celular.
"Este atlas del desarrollo es imprescindible no solo para entender científicamente cómo se ensambla el cerebro —algo fascinante si se tiene en cuenta que se autoorganiza sin instrucciones externas—, sino también para comprender las alteraciones que ocurren durante el embarazo y las primeras etapas de la vida", subraya Yuste.
Tanto Yuste como López-Mascaraque coinciden en que la magnitud de estos resultados demuestra la importancia de la inversión sostenida en ciencia básica. "Estos hallazgos evidencian cómo la inversión continua en nuevas herramientas tiene una importancia fundamental para la ciencia y la medicina", afirma Yuste.
Aunque todavía quedan desafíos —como integrar completamente la información entre especies o cubrir todas las regiones del cerebro—, los investigadores destacan que este trabajo ofrece una base sólida para comprender cómo se construye el cerebro y cómo surgen sus enfermedades.
"Esta serie de trabajos constituye un avance significativo en la neurociencia del desarrollo y proporciona una base de conocimiento esencial", concluye López-Mascaraque.
Los nuevos atlas convierten la visión tradicional del cerebro en una historia dinámica: un sistema en constante formación, donde cada célula desempeña un papel en la arquitectura de la mente. Esta mirada evolutiva promete transformar no solo la investigación, sino también la medicina del futuro, al identificar los momentos exactos en los que el cerebro es más vulnerable o, quizá, más capaz de curarse a sí mismo.