“Cada sentido tiene una representación en forma de mapa en el cerebro”

Guillermina López-Bendito (Santo Domingo, República Dominicana, 1975) es investigadora del Instituto de Neurociencias de Alicante, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

López-Bendito estudió biología en la universidad, y cuenta que llegó a la neurociencia por azar, gracias a la oferta de unas prácticas de verano. “Allí es donde me quedé fascinada con el cerebro. Es el órgano maestro que dirige todo el cuerpo y constituye un reto importantísimo para la investigación, porque son millones de neuronas con billones de conexiones”, dice en una entrevista con  SINC.

Desde entonces, decidió dedicar su carrera a este órgano. Tras hacer el doctorado en el Instituto de Neurociencias, pasó cuatro años investigando en la Universidad de Oxford. Luego volvió al centro alicantino para ahondar en la plasticidad neuronal y los circuitos sensoriales.

“Entender cómo se forma esta masa de neuronas que es el cerebro y cómo son capaces de organizarse para comprender el mundo es algo que me fascina como investigadora”, dice López-Bendito. Sus avances en este campo le valieron el Premio Rei Jaume I de Investigación Médica en 2023.

Tu trabajo y el de tu equipo se centra en los mapas sensoriales. ¿Qué son y cuándo se forman en nuestro cerebro?

Todos los sentidos tienen una representación en forma de mapa en la corteza del cerebro, desde la cóclea del oído y la retina de los ojos hasta las células sensoriales de toda nuestra piel.

Por ejemplo, cada dedo de cada mano está plasmado en el circuito de la corteza cerebral. Las partes de la retina también están representadas en una columna específica de neuronas. Es la manera que tiene el cerebro de codificar el tiempo y espacio que nos rodea.  

Estos mapas los hace el cerebro durante el desarrollo embrionario. Al menos un aspecto a grosso modo de un mapa. Después, cuando el individuo nace y ya empieza a tener estimulación sensorial, los va refinando para que en la edad adulta tengamos una representación perfeccionada de nuestro cuerpo y de lo que nos rodea.

Entonces, ¿hay cierta formación de estos mapas después del nacimiento?

Sí, aunque depende de la especie. Por ejemplo, en roedores, la mayoría de los procesos de desarrollo neuronal ocurren en la primera y segunda etapa posnatal. De hecho, los roedores nacen ciegos y sordos. Tienen que pasar un par de semanas hasta que los párpados, la cóclea y el conducto auditivo se abran. En humanos, estos procesos ocurren en una etapa dentro del útero.

Pero esto no quiere decir que la información que hay en estos circuitos sensoriales esté en silencio hasta que no se abren los ojos o la cóclea. Lo que estudiamos en mi laboratorio es que, de hecho, es todo lo contrario.

Las neuronas en desarrollo, según van naciendo, madurando, empiezan a tener actividad entre ellas para que el circuito se forme correctamente

Estos canales están muy activados por lo que se conoce como actividad espontánea, que es que las neuronas en desarrollo, según van naciendo, madurando, empiezan a tener actividad entre ellas para que el circuito se forme correctamente.

Cuando se es adulto, ¿ya no somos capaces de reorganizar estos mapas sensoriales?

No tanto, aunque sí que puede haber cierta reorganización funcional. Por ejemplo, se ha visto que en humanos que se quedan ciegos en la etapa adulta hay una reorganización funcional de la corteza visual primaria. Pero no es ni muchísimo menos la reorganización que ocurre tanto en humanos como en modelos animales cuando se pierde un órgano sensorial de forma temprana.

Vuestras investigaciones también se centran en el tálamo. ¿Qué papel tiene esta región del encéfalo en los circuitos sensoriales?

Hasta hace unos años, al tálamo se le conocía únicamente por su función de relevo de la información. Excepto la olfativa, que pasa directamente del epitelio al cerebro, toda la información sensorial tiene que pasar primero por el tálamo. Los estímulos de la cóclea, la retina o la piel llegan al tálamo dorsal, y desde ahí se proyecta la información a la corteza cerebral, cada una a su parte específica de neuronas.

Pero ahora sabemos que el tálamo también tiene núcleos sensoriales: uno de las neuronas que reciben información de la retina, otro que la recibe del tacto, etcétera. Así, el tálamo es una estructura en el que hay muchos núcleos, pero de forma más reducida que en la corteza cerebral.

En personas ciegas congénitas, la reorganización de sus neuronas ocurre muy temprano en el desarrollo embrionario

Lo que hemos visto en nuestras investigaciones con el tacto es que, durante esa actividad espontánea en el desarrollo del cerebro que hablábamos antes, donde las neuronas se comunican entre sí, el tálamo también tiene un papel.

La comunicación espontánea funciona como un checkpoint de que todo se está formando correctamente. Cuando se produce la pérdida de un órgano sensorial, el tálamo hace una reorganización de la comunicación espontánea. Por ejemplo, aumenta su frecuencia en un núcleo sensorial específico y esto produce cambios en los genes de los núcleos.

Esto es lo que pasa en personas que son ciegas de forma congénita, que tienen un área somatosensorial (de los sentidos y las sensaciones) muy grande. Esta reorganización ocurre muy temprano en el desarrollo embrionario. Es decir, el cerebro se da cuenta muy pronto que le falta un órgano sensorial y hace los cambios necesarios.

Aunque vuestros trabajos se centren en roedores, ¿los resultados se pueden extrapolar a los procesos en humanos?

Son bastante extrapolables porque todos los procesos básicos del desarrollo están conservados en humanos y en roedores, y en otros modelos a animales como primates, macacos o marsupiales. Estas reorganizaciones se han detectado también por resonancia magnética en personas ciegas congénitas.

Con todo este trabajo en vuestro laboratorio, ¿significa que en algún momento se podría curar la falta de alguno de los sentidos, como la ceguera, tanto la congénita como la que se sufre en edad adulta?

Aunque nuestro laboratorio no está centrado en dar una aplicación clínica, lo que nos gustaría a es contribuir al conocimiento básico de estos procesos, por ejemplo, para saber si hay ventanas de tiempo durante el desarrollo donde la plasticidad neuronal es mayor. Conocer esto puede ser muy útil para futuras intervenciones. 

Queremos saber si hay ventanas de tiempo en el desarrollo donde la plasticidad neuronal es mayor, puede ser útil para futuras intervenciones contra la ceguera

Para las afectaciones en la edad adulta, hemos visto que las reorganizaciones utilizan mecanismos del desarrollo embrionario. Es como decir que las células y las neuronas tienen memoria de cómo lo hicieron en la edad temprana y usan los mismos procesos para regenerarse.

A nivel del sistema nervioso central no está tan claro, pero en el periférico se ha visto que cuando se corta un axón, su reorganización ocurre mediante los mismos mecanismos que cuando se formaron en el útero. Luego no creo que estemos lejos de que el conocimiento que aportamos sobre el desarrollo pueda ayudar en aplicarse a los procesos adultos.