La neurogénesis y la neuroplasticidad
Para situarnos ante el tema de la neurogénesis y la neuroplasticidad es interesante recordar que los estudios neurológicos a lo largo del último siglo se habían basado en el principio de que el sistema nervioso de los adultos nunca genera nuevas neuronas. Pero ahora sabemos que este principio no es exacto, ya que en diferentes tipos de mamíferos, incluido el hombre, algunos tipos de neuronas continúan produciéndose durante toda la vida.
La neurogénesis es la producción de las células del sistema nervioso central, es decir, de neuronas y células gliales. Hasta la segunda mitad del siglo XX, se consideraba que la neurogénesis no existía tras el nacimiento, es decir, se pensaba que nacíamos con un número de neuronas y que no se producían más neuronas ni células gliales durante la vida de los organismos.
La neurogénesis en el desarrollo es el proceso de formación de las neuronas dentro de un proceso más amplio, el de formación del sistema nervioso (SN) o morfogénesis. Es importante mencionar que la neurogénesis se pudiese ver afectada si se bloquea la molécula BDNF (Brain Derived Neurothrophic Factor) que se relaciona al crecimiento y a la supervivencia de nuevas neuronas.
La producción de nuevas neuronas tras el nacimiento (neurogénesis adulta) fue negada hasta bien avanzada la segunda mitad del siglo XX. Hoy día se sabe que tanto las neuronas como las células gliales se siguen produciendo por la diferenciación de células madre durante toda la vida de los organismos.
Fue el biólogo español José Manuel García-Verdugo quien detectó por primera vez la neurogénesis. Descubrió junto a Arturo Álvarez-Buylla las células responsables de dicha neurogénesis. Los investigadores demostraron que en el hipocampo y en el bulbo olfativo de la rata se producía neurogénesis. Estudios han demostrado que dicha neurogénesis se da en la región prefrontal y en la región temporal inferior.
José Luis Trejo ha estudiado el papel de diversas hormonas y factores en la neurogénesis. Desde 2005, dirige el Grupo de Neurogénesis del Individuo Adulto en el Instituto Cajal del CSIC en Madrid (España), centrado en la investigación del papel de las nuevas neuronas en la memoria y el aprendizaje hipocampo-dependientes y su posible uso en terapias para diversas enfermedades o estrés.
La neurogénesis hipocampal adulta – la investigación del grupo de José Luis Trejo
La importancia de la neurogénesis hipocampal adulta radica en entender cómo una neurona es capaz de madurar en el seno del cerebro adulto. Entre las aplicaciones de este conocimiento se encuentra la posibilidad de utilizarlo como posible herramienta terapéutica en situaciones de pérdida neuronal. Existen evidencias de que diferentes situaciones, tanto internas como externas al organismo, influyen en la tasa de neurogénesis hipocampal adulta, incluyendo estrés, medio ambiente, ciclo estral, actividad estacional, relaciones de jerarquía intragrupo, niveles hormonales, ritmos circadianos, etc.
Varios estudios recientes han estudiado la influencia del ejercicio físico en la neurogénesis hipocampal adulta, y cómo puede influir en las conductas hipocampo-dependientes. No obstante, no existe un consenso firme en el campo de qué conductas son neurogénesis-dependientes y cuáles independientes. Muchos laboratorios están interesados en investigar cuál es la verdadera función de la neurogénesis hipocampal adulta, en qué tareas hipocampales es necesaria y/o suficiente y en cuáles no, así como qué estímulos ejercen su acción mediadas necesaria y/o suficientemente por la neurogénesis hipocampal adulta. También se investiga hoy activamente en los mecanismos celulares y moleculares por los cuales se lleva a cabo esta neurogénesis hipocampal adulta. Por último, y no por ello menos relevante, cuáles son los mecanismos últimos de control de todos estos procesos.
Se ha demostrado que el ejercicio físico tiene efectos antidepresivos y anxiolíticos, además de incrementar la neurogénesis hipocampal adulta en roedores. Se barajan como mecanismos posibles de este incremento el control de la actividad de algunos factores de crecimiento, tales como factores locales y/o el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-1) circulante en sangre, que entra en el cerebro.
Un punto adicional que se ha investigado en relación a la neurogénesis hipocampal adulta está en relación a los tratamientos anxiolíticos tales como los que implican las drogas antidepresivas o el tratamiento electroconvulsivo, en los cuales se genera un incremento en la neurogénesis hipocampal adulta. Del mismo modo, el ejercicio modula la cognición y mejora el desempeño de tests de aprendizaje espacial conjuntamente con el incremento en la neurogénesis hipocampal adulta. A su vez, el aprendizaje espacial modula la neurogénesis.
El ejercicio físico y un medio ambiente enriquecido son muy beneficiosos para la salud. Los mecanismos celulares y moleculares responsables de trasladar los estímulos de ambas actividades al cerebro han generado un gran interés en los últimos años. La razón de este interés se encuentra en numerosas evidencias que señalan que la actividad física y mental posee acciones neuroprotectoras y efectos positivos en la prevención del declive provocado tanto por el envejecimiento como por las enfermedades neurodegenerativas.
Desde un punto de vista celular, el grupo de José Luis Trejo ha abordado este tema centrándose en la neurogénesis adulta, como uno de los procesos más sobresalientes de plasticidad neural. Desde el punto de vista molecular, nos hemos centrado en el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF1), cuyas acciones cerebrales en respuesta al ejercicio presentan características específicas del área cerebral. Estas acciones son sensibles al paso del tiempo y dependen del tipo de conducta.
Según el grupo de investigación de José Luis Trejo el papel del IGF1, que es un mediador de la plasticidad neural inducida por la actividad físico-cognitiva en el cerebro adulto, parece haber evolucionado filogenéticamente desde el control del gasto energético en función de la actividad del organismo, hacia funciones relacionadas con la protección, reparación y modulación plástica del cerebro.
¿Sabías que…?
El cerebro del ser humano se ha formado a través del ejercicio. Nuestros genes son el resultado de la evolución de nuestra especie, y algunos de estos genes necesitan ejercicio para “funcionar bien”. La falta de ejercicio se relaciona con la depresión, trastornos bipolares, estrés… Además del ejercicio, también nuestra alimentación y el descanso influyen de manera decisiva en el funcionamiento de nuestro cerebro.
Hasta mediados de los 90 se creía que a medida que pasaban los años nuestras neuronas empezaban a morir. Estábamos equivocados, ya que las últimas investigaciones neurocientífcas han demostrado que el cerebro sí tiene la capacidad de generar nuevas neuronas y nuevas conexiones neuronales. Se ha visto que practicando ejercicio de manera constante ayudamos a producir nuevas neuronas y nuevas conexiones, ralentizando el envejecimiento y previniendo la aparición de enfermedades como el Parkinson, el Alzheimer o la depresión.
La práctica de yoga favorece un estado mental relajado, que facilitará que las endorfinas se segreguen con mayor facilidad y en mayor cantidad. Además, es en sí mismo un ejercicio físico de intensidad variable, por lo que es evidente su relación con la generación de beta-endorfinas y BNDF y por ende con la neurogénesis.
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