Un trabajo reciente, difundido en la revista “ Fluids and Barriers of the CNS”, demuestra que el espacio que envuelve a las neuronas participa de forma activa en la comunicación cerebral y no actúa solo como un elemento pasivo, tal y como se asumía hasta ahora.
La investigación, de carácter internacional y encabezada por un científico del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), concluye que la geometría y la disposición del denominado espacio extracelular condicionan de manera directa la transmisión de las señales químicas entre neuronas.
En la comunicación neuronal, una neurona libera neurotransmisores que deben desplazarse por ese espacio hasta alcanzar su diana. Tradicionalmente se consideraba que dicho entorno era únicamente un canal de tránsito. No obstante, el trabajo pone de manifiesto que este espacio puede facilitar o entorpecer el desplazamiento de los neurotransmisores, modulando así la velocidad y la precisión con la que se produce el intercambio de información.
Los autores han comprobado que este efecto varía según el tipo de sinapsis, es decir, el punto de contacto entre neuronas. En las sinapsis excitadoras, asociadas a la activación de la actividad neuronal y a funciones como el aprendizaje y la memoria, la configuración del entorno favorece la eliminación rápida del neurotransmisor. De este modo se evitan interferencias con sinapsis vecinas y se garantiza que cada conexión opere de forma independiente y precisa.
Por el contrario, en las sinapsis inhibidoras, que contribuyen a frenar y ajustar la actividad del sistema nervioso, el entorno promueve la difusión lateral del neurotransmisor. Este fenómeno refuerza una señal de fondo que ayuda a sostener el equilibrio de la actividad cerebral y previene episodios de sobreexcitación.
Los investigadores señalan que estos resultados abren nuevas perspectivas para entender cómo funciona el cerebro y cómo factores como el envejecimiento, los traumatismos o distintas patologías neurológicas pueden alterar la comunicación entre neuronas. En esta línea, el estudio insiste en la necesidad de concebir el cerebro como un sistema global en el que, además de las neuronas, el entorno en el que se comunican desempeña un papel clave.
Para alcanzar estas conclusiones, el equipo combinó técnicas de microscopía de altísima resolución, capaces de observar el tejido cerebral a escalas extremadamente pequeñas, con modelos computacionales que reproducen el movimiento de las moléculas en un cerebro real.
“Los resultados muestran que el espacio entre neuronas no es solo un hueco, sino una parte activa del sistema”, ha explicado Jan Tonnesen, investigador del CSIC en el Instituto Biofisika (IBF-CSIC-UPF) y líder del estudio. Por su parte, la investigadora Paula Giménez, coautora de la investigación, añade que “la propia estructura del cerebro contribuye a que las señales se transmitan de forma más eficiente”.