Científicos crean cerebros que funcionan como los de bebés humanos

Un grupo de científicos de la Universidad de California en San Diego (EE. UU.) crearon en un laboratorio cerebros en miniatura a partir de células madre. Estos formaron redes neuronales complejas y produjeron ondas cerebrales similares a las que emiten los cerebros de bebés prematuros y recién nacidos.

Para poder cultivar estos minicerebros en el laboratorio, Alysson Muotri, profesor y autor principal del estudio publicado el último jueves en la revista Cell Stem Cell, se avocó junto a su equipo en la recolección de células madre humanas derivadas de la piel y la sangre. Con la ‘configuración’ adecuada, estas células pueden asumir cualquier función del ser vivo.

Los investigadores expusieron las células madre a instrucciones químicas que las transformarían en células cerebrales, según resume Live Science.

¿Cómo se desarrollaron estos cerebros?

La mayoría de las células formaron progenitoras neuronales, células específicas del cerebro que pueden dar lugar a muchos tipos de células cerebrales. En un lapso de dos a cinco meses, se formaron las células “excitadoras” (las que propagan información).

En una segunda etapa, los cerebros dejaron de producir neuronas excitadoras para empezar la producción de astrocitos, las células que facilitan la sinapsis (la zona de transmisión de impulsos nerviosos, es decir, la información).

En la última fase, las células progenitoras comenzaron a producir neuronas inhibidoras. Estas detienen la actividad cerebral, impidiendo que las neuronas transmitan información. Este proceso puede parecer negativo para el cerebro, pero en realidad es todo lo contrario. “La actividad comienza a volverse más compleja, porque ahora [estamos] equilibrando la excitación y la inhibición”, explica Muotri.

Detectaron actividad

Después del proceso de división y diferenciación, donde las células se autoorganizaron en algo que se asemeja a la corteza cerebral humana (parte importante de la consciencia), los científicos comenzaron a monitorear el desarrollo de los minicerebros, que crecieron hasta 0.5 centímetros.

Gracias a un conjunto de electródos pequeños que se conectan a las neuronas, los investigadores midieron la actividad cerebral: a los dos meses, las neuronas comenzaron a emitir señales a la misma frecuencia. Tras otros dos meses de desarrollo, dispararon señales en diversas frecuencias y con mayor regularidad. Según Moutri, esto indica una actividad cerebral más compleja.

Anteriores estudios con mini cerebros habían identificado hasta 3000 señales por minuto, el experimento de Moutri no tenía comparación: las neuronas estaban emitiendo señales 300 000 veces por minuto, lo que según el científico está “más cerca del cerebro humano”. Pero ahí no acabó la sorpresa.

El descubrimiento de lo impensado

El equipo usó un algoritmo de aprendizaje automático para comparar la actividad cerebral de estos mini órganos con la de los bebés humanos prematuros y neonatos (6 a 9 meses y medio).

Tras registrar las ondas cerebrales de 39 bebés, descubrieron que estas no se podían distinguir de las generadas por los cerebros cultivados en el laboratorio.

Moutri y su equipo concluyeron que sus creaciones y los cerebros humanos estaban creciendo y desarrollándose de manera similar. “Se confunde y les da la misma edad a ambos”.

El Dr. Thomas Hartung, director del Centro Johns Hopkins para Alternativas a las Pruebas en Animales, indicó que este estudio muestra “muy bien que estos sistemas experimentales reproducibles pueden abordar procesos que son tan fundamentales para el desarrollo de un ser humano”.

Sin embargo, Hartung cree que estos cerebros no pueden desarrollar la consciencia humana debido a que no reciben señales exteriores como lo hace un bebé. Aunque Muotri no lo descarta del todo.

El autor del estudio se plantea ¿por qué estos cerebros cultivados en laboratorio envían señales y de qué podrían estar hablando? “Esa es una pregunta que no sabemos, porque el cerebro embrionario es realmente una caja negra”.

De todas formas, es indudable el gran valor de estos hallazgos, ya que estudios como este están dirigidos a entender las fallas en los procesos cerebrales tempranos que ocasionan trastornos como el autismo, la esquizofrenia, el trastorno bipolar en incluso la depresión.