Al igual que nuestro corazón, cuyas partes derecha e izquierda desempeñan funciones distintas en la circulación sanguínea, nuestro cerebro en realidad está formado por un cerebro izquierdo y un cerebro derecho con funciones bien diferenciadas. ¿Cómo se lateraliza el cerebro (El cerebro es el órgano principal del sistema nervioso central de los animales. El cerebro procesa…), cuáles son los genes que controlan su asimetría (La asimetría es la ausencia de simetría, o su inversa en la naturaleza, cangrejos derecha-izquierda…) y cuál es su papel en las principales funciones cognitivas son preguntas abiertas.
Un estudio, publicado en la revista Nature Communications, ha identificado en Drosophila (Drosophila (del griego drosos: rocío y philos: que ama) es un insecto…) una vía de guía axonal que es fundamental para la construcción de un sistema neural asimétrico circuito, en sí mismo esencial para la memoria a largo plazo. Este trabajo abre nuevas perspectivas para el estudio de la asimetría cerebral y sus múltiples funciones.
Montaje de imágenes de neuronas H en individuos normales (izquierda), donde se pueden ver las neuronas derecha (R) e izquierda (L) proyectando sus axones en el cuerpo asimétrico derecho (CAD). En los mutantes de la vía NetrinB (NetB, unc-5, fra), estas neuronas pierden su asimetría y proyectan sus axones tanto a la derecha como a la izquierda del cerebro (panel derecho). Las personas simétricas pierden la memoria a largo plazo.
© François Lapraz y Stéphane Noselli
Cada uno a través de su experiencia personal puede darse cuenta de que nuestro cerebro funciona de forma asimétrica: por ejemplo, usamos preferentemente una de las dos manos (el 90% de la población es diestra, el 10% zurda), y a pesar de la visión binocular tenemos una ojo maestro.
Además, sabemos por el trabajo pionero de Paul Pierre Broca (1824-1880) que el asiento del lenguaje está en el hemisferio izquierdo. La lateralización del cerebro y el dominio de los hemisferios en la realización de numerosas funciones cognitivas (lenguaje, creatividad, representación en el espacio, interacciones sociales, etc.) se conocen desde hace varios siglos, y varios trastornos neurológicos (dislexia, esquizofrenia, autismo) El término autismo tiende a designar hoy en día un trastorno que afecta a la persona en tres…, trastorno de atención, etc.) se asocian a defectos de lateralidad del cerebro.
Pero, sorprendentemente, hoy en día solo tenemos un conocimiento muy fragmentario sobre las bases genéticas de la asimetría derecha-izquierda del cerebro y su papel preciso en la cognición. La asimetría cerebral está presente y conservada en animales, desde Drosophila hasta humanos, pero a diferencia de las asimetrías de órganos viscerales (como el posicionamiento del corazón a la izquierda) que están bien caracterizadas, el estudio de la asimetría del sistema nervioso (El nervioso es un sistema en red formado por órganos de los sentidos,…) sufre un fuerte retraso por la falta de modelos genéticos adecuados.
En un estudio anterior, los científicos aislaron el primer gen que controla la asimetría izquierda-derecha de los órganos viscerales en Drosophila, el gen myosin1D (myo1D). Las mutaciones en este gen provocan una inversión completa de los órganos dando lugar a una patología denominada situs inversus. myo1D control (La palabra control puede tener varios significados. Puede usarse como sinónimo de examen, de…) también asimetría derecha-izquierda en vertebrados (Los vertebrados forman un subfilo del reino animal. Este taxón, que en sus…) modelos de pez cebra (El pez cebra o Danio (Danio rerio) es una especie de pez que se encuentra en…) y Xenopus, y estudios recientes han identificado la primera mutación myo1D en el hombre que causa defectos de asimetría derecha-izquierda en un chica endogámica.
En este estudio, los científicos naturalmente querían determinar si myo1D también estaba involucrado en la asimetría derecha-izquierda del cerebro. Sorprendentemente, este no es el caso, lo que indica la existencia de genes específicos que controlan la lateralidad del cerebro que aún no se han descubierto. Luego, los científicos establecieron una estrategia (La estrategia – del griego stratos que significa «ejército» y ageîn que significa…) para identificar varios genes que controlan la asimetría de un circuito neuronal compuesto por 20 neuronas (10 neuronas por hemisferio ), llamadas «neuronas H» por su morfología que recuerda a una H mayúscula. En individuos normales, las neuronas H derecha e izquierda proyectan sus axones hacia la parte derecha del cerebro, creando un circuito neuronal asimétrico.
Curiosamente, este estudio muestra que las mutaciones en el gen NetrinB hacen que el cerebro sea perfectamente simétrico, con las neuronas H derecha e izquierda que ahora se proyectan tanto a la derecha como a la izquierda. NetB se requiere solo en el cerebro derecho, lo que indica una función asimétrica de NetB esencial para el proceso. NetB es un gen que codifica una proteína (una proteína es una macromolécula biológica compuesta por uno o más…) conocida como señal, que se difunde de una neurona a otra para comunicar información de orientación a los axones. Las neuronas receptoras reciben esta información a través de receptores específicos unc-5 y fra. Lógicamente (Lógica (del griego logikê, derivado de logos (λόγος),…), la mutación de los genes unc-5 y fra también hace que el cerebro sea simétrico, indicando que la vía NetB en su conjunto (En teoría de conjuntos , un conjunto designa intuitivamente una colección…) se requiere para la guía de las neuronas H.
Pero, ¿cuál puede ser el papel de la asimetría de las neuronas H? Los científicos pudieron demostrar que los individuos normales (asimétricos) están dotados de memoria a largo plazo, mientras que esta memoria se ve muy afectada en los individuos mutantes para la vía NetB. Así, este trabajo permite identificar los primeros genes que controlan la asimetría cerebral en Drosophila, genes conservados en vertebrados incluido el humano. También muestra la importancia de la lateralización del cerebro en una importante función cognitiva como es la memoria. De manera comparable a la preferencia de uso de la mano por parte del hombre, donde el 10% de los individuos son zurdos, en la naturaleza aproximadamente el 5% de los drosófilos tienen un cerebro simétrico, sin ser mutantes.
¿Puede esto significar que es importante generar y preservar minorías dentro de una población, por ejemplo, capaces de olvidar ciertas experiencias lejanas? ¿Es necesaria la pérdida de la memoria en respuesta a ciertas situaciones encontradas en la naturaleza? El uso de las neuronas H como nuevo modelo de estudio permitirá responder a esta pregunta, así como identificar nuevos genes conservados implicados en la lateralidad cerebral y comprender las funciones cognitivas asociadas.
Para saber más:
La actividad asimétrica de NetrinB controla la lateralidad del cerebro de Drosophila.
Lapraz F, Boutres C, Fixary-Schuster C, De Queiroz BR, Plaçais PY, Cerezo D, Besse F, Preat T y Noselli S.
Comunicaciones de la naturaleza 14, 1052 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-36644-4
¿Te ha gustado este artículo? ¿Quieres apoyarnos? Compártelo en las redes sociales con tus amigos y/o coméntalo, ¡esto nos animará a publicar más temas similares!