El desarrollo embrionario activa desde el principio dos vías para formar las neuronas de la corteza cerebral

Las neuronas de la corteza cerebral proceden de unas células madre especializadas conocidas como progenitoras radiales. Estas células son las responsables de generar las neuronas excitadoras, las más abundantes de esta región del cerebro y esenciales para funciones como la memoria, el razonamiento o la planificación.

Los investigadores se centraron en dos grandes grupos neuronales. Por un lado, las neuronas que envían información a regiones situadas fuera de la corteza cerebral, como el tálamo o la médula espinal. Por otro, las que establecen conexiones entre distintas áreas de la propia corteza y que desempeñan un papel fundamental en las capacidades cognitivas superiores.

“Nuestros resultados respaldan la idea de que todas las neuronas de la corteza cerebral proceden inicialmente del mismo tipo de células madre, pero cuestionan que su desarrollo siga una secuencia fija y predeterminada”, aclara la doctora Marta Nieto, del CNB-CSIC, que ha liderado la investigación.

El trabajo muestra que las células destinadas a producir neuronas intracorticales están presentes desde etapas muy tempranas del desarrollo embrionario y siguen una trayectoria propia.

Dos linajes que avanzan a la vez

“Estas últimas permiten funciones cognitivas complejas, como razonar, planificar o recordar. Son también las más abundantes en el cerebro humano y las que más se han expandido durante la evolución de los mamíferos”, explica la doctora Marta Nieto.

Uno de los principales hallazgos del estudio es que ambos tipos de neuronas comienzan a generarse de forma simultánea. La diferencia no radica en el momento en que aparecen, sino en la manera en que se expanden las células progenitoras que les dan origen.

“Este nuevo estudio demuestra que, desde las primeras divisiones de las células progenitoras, en los primeros días del desarrollo embrionario, emergen simultáneamente dos linajes separados: uno dedicado a producir neuronas extracorticales y otro a producir neuronas intracorticales. No hay un antes y un después. Es decir, los dos procesos comienzan a la vez, en paralelo, desde el principio”, señala la doctora Irene Varela-Martínez, primera autora del trabajo.

Los resultados indican que las neuronas extracorticales se generan a partir de linajes con una capacidad de expansión limitada, mientras que las intracorticales proceden de progenitores que continúan dividiéndose durante más tiempo. Aunque este segundo proceso avanza más lentamente, acaba dando lugar a un número mucho mayor de neuronas.

Según los autores, esta diferencia ayuda a explicar por qué durante las primeras fases del desarrollo predominan las neuronas extracorticales, mientras que posteriormente las intracorticales pasan a ser mayoritarias en la corteza cerebral.

Una proteína que influye en el destino de las células

Para seguir la pista de cada división celular, el equipo empleó en modelos de ratón la técnica MADM, que utiliza marcadores fluorescentes para reconstruir el origen de las distintas neuronas y analizar las conexiones que establecen durante el desarrollo.

La investigación identifica además la proteína POU3F2 como uno de los factores que intervienen en la decisión sobre el tipo de neurona que producirá cada célula progenitora. Los científicos observaron que su acción favorece la generación de neuronas intracorticales cuando estas células todavía se encuentran en división.

Los autores consideran que profundizar en estos mecanismos puede contribuir a entender mejor cómo se organiza el cerebro durante el desarrollo embrionario y qué ocurre cuando ese proceso se altera. Alteraciones tempranas en la actividad de las células madre cerebrales se han relacionado con dificultades en ámbitos como el aprendizaje, la comunicación o la regulación emocional.

El trabajo aporta así nuevas claves sobre la formación de los circuitos cerebrales y abre nuevas vías para estudiar trastornos del neurodesarrollo y posibles estrategias de regeneración neuronal en enfermedades o lesiones del sistema nervioso.