Un equipo del Instituto de Neurociencias (IN), centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, ha reconstruido por primera vez cómo el cerebelo establece sus conexiones con el resto del cerebro durante las etapas más tempranas de la vida. El trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), describe con detalle las fases en las que estas conexiones nerviosas emergen, se expanden y se refinan, ofreciendo la primera cartografía exhaustiva del desarrollo de las proyecciones cerebelosas en el cerebro completo de ratón.
Aunque el cerebelo se asocia tradicionalmente al control del movimiento, cada vez existe más evidencia de que participa también en procesos relacionados con la regulación emocional, comportamiento social y otras capacidades cognitivas. Sin embargo, hasta ahora no se conocía con precisión cuándo empezaba a interactuar con otras regiones del cerebro, una comunicación fundamental para estas funciones cerebelosas. Esta laguna es la que ha motivado el trabajo del grupo Desarrollo, Conectividad y Función de los Circuitos del Cerebelo, dirigido por Juan Antonio Moreno Bravo en el IN.
Tres etapas clave
El equipo ha demostrado que las vías que conectan el cerebelo con otras áreas del cerebro se desarrollan siguiendo un patrón altamente organizado. “Hemos podido observar que las proyecciones cerebelosas comienzan a formarse muy temprano, ya en el embrión, cuando los primeros axones empiezan a conectar con sus regiones objetivo”, explica Moreno Bravo. A continuación, estas conexiones se expanden de manera rápida y masiva, acompañando el intenso crecimiento del cerebro en esas primeras etapas.
Por último, durante las primeras semanas postnatales, los circuitos atraviesan un periodo de refinamiento, en el que se consolidan las conexiones definitivas. “Esta secuencia escalonada nos ha permitido identificar con precisión los momentos en los que el cerebelo podría empezar a influir en otras regiones del cerebro, aun cuando se encuentra en una fase inmadura de su desarrollo. Estos periodos tempranos constituyen ventanas muy relevantes para entender cómo el cerebro establece su arquitectura interna”, destaca el investigador.
Este trabajo ha sido posible gracias a una combinación de herramientas genéticas de última generación y técnicas de imagen tridimensional aplicadas al cerebro completo. Mediante el uso de marcadores fluorescentes específicos, los investigadores pudieron etiquetar las diversas neuronas de los núcleos cerebelosos profundos, que son la principal vía de salida de información del cerebelo. Posteriormente, emplearon métodos avanzados de aclaramiento tisular y microscopía para visualizar los axones en tres dimensiones y seguir su recorrido desde su origen hasta sus regiones de destino.
“Visualizar estas proyecciones en 3D, ver cómo surgen en el embrión y cómo se extienden a través del cerebro, ha sido realmente fascinante”, afirma Raquel Murcia Ramón, primera autora del estudio. “Muchas de estas conexiones no se habían visto nunca con esta precisión, y poder observar su evolución en tiempo real nos ha permitido reconstruir una historia completa del desarrollo de estos circuitos”, apunta la investigadora.
Fuente: UMH/CSIC Valencia