Investigadores cartografían cómo el cerebelo construye sus conexiones con el cerebro durante el desarrollo temprano

   ALICANTE, 11 Dic. (EUROPA PRESS) -

   Un equipo del Instituto de Neurociencias (IN), centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH), 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 y ofrece la primera cartografía "exhaustiva" del desarrollo de las proyecciones cerebelosas en el cerebro completo de ratón, según ha informado el IN en un comunicado.

   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", han apuntado los investigadores. Precisamente, 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

   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 por 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 (3D) 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, quien ha apuntado que "muchas de estas conexiones no se habían visto nunca con esta precisión" y "poder observar su evolución en tiempo real" ha permitido "reconstruir una historia completa del desarrollo de estos circuitos"

"PAPEL MÁS TEMPRANO E INFLUYENTE"

   Más allá de la cartografía detallada, los resultados apuntan a una idea más amplia: el cerebelo podría desempeñar un papel más temprano e influyente de lo que se creía en la organización del cerebro en desarrollo.

   "Tradicionalmente se ha considerado que el cerebelo madura tarde y que su participación en funciones complejas aparece de forma progresiva y tardía. Nuestro trabajo sugiere lo contrario: el cerebelo empieza a construir su red muy pronto y podría estar contribuyendo activamente a la formación de circuitos en otras regiones del cerebro desde fases iniciales", explica Moreno Bravo.

   Esta perspectiva, sostiene el investigador, puede ayudar a "replantear el papel del cerebelo en el desarrollo, no como un mero modulador tardío del movimiento, sino como un nodo temprano que contribuye a la construcción de redes cerebrales más amplias".

   Así, el mapa generado por el equipo del IN constituye una "herramienta de referencia" para comprender "cómo se estructura la conectividad cerebelosa desde el inicio de la vida". Además, proporciona un marco temporal detallado para investigar cómo las experiencias tempranas, los factores genéticos o las condiciones ambientales alteran el cerebelo en desarrollo y, en consecuencia, a las redes neuronales con las que se conecta.

   "Este trabajo sienta las bases para explorar no solo cómo el cerebelo contribuye al desarrollo cerebral normal, sino también a posibles alteraciones patológicas de origen cerebeloso, como algunas relacionadas con trastornos del neurodesarrollo", coinciden los investigadores.

   El estudio ha contado con financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, la Agencia Estatal de Investigación (AEI), dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y el Programa Severo Ochoa para Centros de Excelencia.