septiembre 20, 2015

Auto-reparación del Cerebro






Tanto en nuestra etapa postnatal como adulta, en la zona encefálica conocida como zona sub-ventricular (SVZ), sigue existiendo neurogénesis, la cual, según todos los indicios, está controlada por mecanismos intrínsecos de células madre neurales que interaccionarían con señales conductoras extracelulares.

En algunos casos, si una región que controla una función se daña, parte de ésta puede moverse a otra. Esto ocurre porque las neuronas sobrevivientes, que estaban previamente conectadas a la zona afectada, pueden formar nuevas conexiones y recuperar así parte de su función.

Los mecanismos de auto-reparación disminuyen con la edad, por eso una persona joven recobra con más facilidad una función alterada o perdida. Actualmente, los científicos de esa especialidad estudian el nacimiento de nuevas neuronas en etapas adultas, como una opción de neuroreparación que ocurre naturalmente.


Descubren mecanismo de auto-reparación en el cerebro después de un accidente cerebrovascular

En un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Lund y el Instituto Karolinska en Suecia, publicado en Science en octubre 2014, se descubrió un mecanismo, previamente desconocido, a través del cual el cerebro produce nuevas neuronas tras un accidente cerebrovascular.

Un accidente cerebrovascular sucede cuando un coágulo de sangre bloquea un vaso sanguíneo en el cerebro, lo que lleva a una interrupción del flujo sanguíneo y por lo tanto a la falta de oxígeno. Muchas neuronas mueren, resultando en problemas motrices, sensoriales y cognitivos.

Los investigadores observaron que tras un ataque cerebral inducido a ratones, las células de soporte – llamadas astrocitos – comienzan a formar neuronas en la zona lastimada del cerebro. Utilizando métodos genéticos para localizar el destino de las células, los científicos pudieron demostrar que en el área los astrocitos formaban neuronas inmaduras, que después se desarrollan en neuronas maduras.

El equipo de investigadores también logró identificar el mecanismo de señalización que regula la conversión de astrocitos a neuronas. En un cerebro sano, este mecanismo se encuentra activo e inhibe la conversión. Tras un accidente cerebrovascular, el mecanismo de señalización es suprimido y los astrocitos pueden comenzar a convertirse en neuronas nuevas. También descubrieron que al bloquearlo, incluso en ratones que no habían tenido un ataque, los astrocitos formaban células nuevas.

Esto indica que no solamente un accidente cerebrovascular puede activar el proceso latente en los astrocitos. Si este nuevo mecanismo también opera en el cerebro humano, podría tener gran importancia clínica, no solo para pacientes que hayan sufrido de un ataque cerebral, pero en el reemplazo de neuronas que han muerto, restaurando funciones en pacientes con enfermedades neurodegenerativas.


Neuroregeneración celular

Investigadores de la Escuela Universitaria de Medicina Duke, en Carolina del Norte, en un estudio publicado en Nature Neuroscience en octubre 2014, identificaron unas neuronas específicas – denominadas Neuronas colin-acetiltransferasa – residentes en la zona sub-ventricular de roedores que contribuirían en la neuroregeneración.

Estas neuronas estudiadas mostraron diferencias morfológicas y funcionales con otras neuronas vecinas y liberarían el neurotransmisor acetilcolina al activarse y controlar la proliferación neurogénica.

La liberación de la acetilcolina, junto a otros factores, sería fundamental para dar la señal a las células madre neurales para aumentar la neurogénesis con el incremento del número de los denominados neuroblastos.

La investigación revela un mecanismo hasta la fecha desconocido sobre la conexión entre la neurogénesis llevada a cabo en la zona sub-ventricular del cerebro y la activación de un tipo concreto de neurona presente en dicha zona, lo que daría futuras pistas para posibilitar la modulación neuroregenerativa, es decir, terapias, tanto en cerebros – y por lo tanto en individuos – sanos como enfermos.


La cúrcuma regenera las células madre del cerebro

Según un estudio realizado por investigadores del Instituto de Neurociencia y Medicina en Jülich, Alemania, publicado en línea en la revista Stem Cell Research & Therapy en setiembre 2014, un compuesto bioactivo de cúrcuma – la turmerona aromática – promueve la multiplicación de las células madre en el cerebro, lo que podría ser clave para desarrollar nuevas terapias para trastornos neurológicos y el Alzheimer.

La cúrcuma, especia procedente de la India, se ha usado por mucho tiempo en la medicina asiática tradicional para tratar malestares gastrointestinales, dolor de artritis y energías bajas. Tiene un sabor tibio, amargo y se usa frecuentemente para darle el sabor o el color a los polvos de curry, a las mostazas, a las mantequillas y a los quesos.

El estudio examinó los efectos de la turmerona aromática sobre las células madre endógenas neutro (NSC), que son las células madre que se encuentran en el cerebro adulto. Demostró en las pruebas de laboratorio su potencial para elevar la proliferación de las células madre endógenas neutras (NSC) hasta en un 80%, sin tener ningún impacto en la muerte celular. Las NSC desempeñan un papel clave en la auto-reparación y recuperación de la función cerebral en las enfermedades neurodegenerativas.

A través de imágenes de tomografía por emisión de positrones (muestra cómo están funcionando los órganos y tejidos) y un trazador para detectar las células proliferantes, los investigadores vieron que la zona sub-ventricular (donde se generan las nuevas neuronas) era más ancha, al igual que el hipocampo.

La zona sub-ventricular y el hipocampo son los dos sitios del cerebro de mamíferos adultos donde se sabe que se producen la neurogénesis y el crecimiento de las neuronas.

Este estudio muestra que los beneficios anti-inflamatorios de la cúrcuma se extienden al cerebro y al sistema nervioso lo que podría hacer que sea ideal en una dieta para potencialmente ayudar con los problemas neurodegenerativos y auto-inmunes.

La cúrcuma, un aditivo alimentario muy saludable

A pesar de que hasta la fecha se desconocía esta capacidad de auto-reparación del cerebro que ofrece la cúrcuma, ya se sabía que este aditivo alimentario contaba con muchas propiedades medicinales. En la India, por ejemplo, que es donde está más extendido el uso de este condimento, la cúrcuma se usa desde hace miles de años como remedio a base de hierbas dentro del Ayurveda, un antiguo sistema de medicina tradicional y natural originado en dicho país.

En la medicina moderna la cúrcuma está considerada como una de las principales especias con capacidad para la prevención y el tratamiento de un amplio grupo de enfermedades debido a sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, anticancerígenas, antimutagénicas, anticoagulantes, hipotensoras, anti-fertilidad, antidiabéticas, antibacterianas, antifúngicas, antiprotozoarias, antiveneno, antivirales, antifibróticas, antiulcerosas e hipocolesterolémicas.

Puede ser indicada para múltiples enfermedades con distintos fines como cáncer, problemas cardiovasculares, trastornos biliares, anorexia, tos, diabetes, artritis, trastornos hepáticos, ojos, reumatismo, sinusitis, piel, problemas pulmonares, problemas gastrointestinales, dolores, heridas, esguinces, trastornos del hígado, cerebro, enfermedades de Alzheimer y Parkinson, contracepción y trastornos del sistema inmune.

A diferencia de los fármacos químicos se trata de un producto natural y del que no se conocen efectos secundarios.


Descubren un mecanismo de auto-reparación del cerebro para evitar Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas

Dr Gomez-Nicola y Dr Hugh Perry
Un equipo de investigación conducido por el Dr. Diego Goméz-Nicola del centro de ciencias biológicas de la Universidad de Southampton cuyo estudio se publicó en la revista Brain en junio 2014, ha descubierto la neurogénesis, es decir, el mecanismo de reparación automática del cerebro adulto que puede ayudar a  preservar la función del cerebro en las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, priones (trastorno neurodegenerativo) o el Parkinson.

La degeneración progresiva y la muerte del cerebro, que ocurre en muchas enfermedades neurodegenerativas, es muchas veces vista como un proceso imparable e irrevocable. Sin embargo, el cerebro tiene un potencial auto-reparador  que es fundamental para la renovación de ciertas poblaciones de neuronas en el cerebro.

Los investigadores han detectado un aumento de la neurogénesis en el giro dentado que contrarresta parcialmente la pérdida neuronal que se produce en enfermedades neurodegenerativas.

El giro dentado está en una región cortical simple que parte del mayor sistema funcional del cerebro, el hipocampo que controla el aprendizaje y la memoria. Este proceso se conoce como neurogénesis.

Se ha utilizado un modelo de enfermedad priónica – proteína que produce enfermedades neuronales degenerativas – en ratones y la investigación identificó el tiempo en que se producía la generación de estas neuronas recién nacidas y lo integró en los circuitos del cerebro. Se observó que mientras este mecanismo de reparación automática es eficaz para mantener algunas funciones neuronales al principio y a mitad de esta etapa, falla en las etapas más avanzadas de la enfermedad.

Este avance supone una ventana temporal para la intervención terapéutica potencial, con el fin de preservar los efectos beneficiosos de la neurogénesis mejorada.

Este estudio pone en evidencia que el cerebro tiene la capacidad de poder orquestar una respuesta auto-reparadora. La continuación de esta línea de investigación está abriendo nuevos caminos para identificar qué señales específicas se utilizan para promover esta mayor respuesta neurogénica, y centrarse más en la neurogénesis como enfoque terapéutico para promover la regeneración de las neuronas perdidas.

El estudio también implica al profesor Hugh Perry y la Dra. Mariana Vargas-Caballero de la Universidad de Southampton, así como las universidades de Hamburgo y Valencia. Ha sido financiado por el séptimo programa marco de la Unión Europea y el Consejo de investigación médica (MRC).


Descubren que algunas partes de la corteza cerebral actúan cuando el hipocampo está dañado

En un estudio realizado por investigadores de la Universidad de California y del Instituto Garvan de Sydney, Australia (mayo 2013) descubrieron que cuando el centro de aprendizaje del cerebro se daña, los circuitos complejos neuronales actúan para compensar la función perdida y encontraron las regiones cerebrales involucradas en la creación de estos caminos alternos, que generalmente están lejos de la región dañada.

Los investigadores descubrieron que algunas partes de la corteza prefrontal del cerebro actúan cuando el hipocampo – que es la zona clave del cerebro para el aprendizaje y la memoria – deja de funcionar correctamente.

Para el estudio, los investigadores realizaron experimentos de laboratorio con ratas y se dieron cuenta de que los roedores eran capaces de aprender nuevas actividades aún con daños en su hipocampo. Lo lograron gracias a su experiencia previa.

El hipocampo, que recibe su nombre por la forma de caballito de mar que lo caracteriza, desempeña un papel muy crítico en el procesamiento, almacenamiento, y retención de la información. Es muy susceptible al daño causado por paros cerebrovasculares o falta de oxígeno y está relacionado con la enfermedad del Alzheimer.

Encontraron que las regiones prefrontales de la corteza compensan de diferentes maneras a la corteza infra-límbica, silenciando su actividad y a la corteza pre-límbica, incrementando su actividad.

Los investigadores estiman que deben entender exactamente cómo diferenciar entre las funciones de silenciamiento y las de activación, desde un punto de vista conductual y farmacológico. Es  muy importante reforzar ambas áreas. El cerebro trabaja silenciando  y activando diferentes comunidades de neuronas. Para formar recuerdos, debe filtrar lo que es importante y lo que no.

El comportamiento es muy complejo y siempre involucra partes del cerebro que se comunican unas con otras, en donde el mensaje proveniente de una parte afecta la respuesta de la otra.

El cerebro está interconectado : puede ir de una neurona a otra por medio de seis conexiones sinápticas. Así es que hay múltiples alternativas que el cerebro puede utilizar, pero que normalmente no usa a menos que se vea obligado a hacerlo.

El comportamiento crea cambios moleculares en el cerebro y si se conocen estos cambios se pueden inducir mediante terapias de fármacos. Así, los tratamientos futuros podrán ser químicos o conductuales.

Además el estudio señala que, aunque es muy probable que en los cerebros con Alzheimer ya se llevan a cabo estos mecanismos de compensación, este descubrimiento tiene un potencial significativo para poder ampliar la compensación y ayudar a miles de personas con este tipo de padecimientos.

Éste es el primer descubrimiento de su tipo y podría ayudar a la comunidad científica a desarrollar nuevos tratamientos para la enfermedad de Alzheimer, paros cerebrovasculares y otro tipo de padecimientos cerebrales.


Células neuronales regeneran el cerebro – Activina A

Los Dres. Bryce Vissel y Andrea Abdipranoto, neurocientíficos del Garvan Institute of Medical Research de Sydney, han demostrado, en un estudio publicado en la revista Stem Cells en junio 2009, que las células neurales del cerebro producen una molécula con capacidades antiinflamatorias – Activina A – y que permite que el cerebro pueda auto-repararse.

A principios de la década de los 90 se descubrió la existencia de células madre neuronales en el cerebro, pero fueron necesarios 10 años para demostrar que son capaces de regenerar neuronas.

El siguiente paso consistió en averiguar cómo se produce la regeneración de los tejidos y qué aspectos bloquean esa regeneración, especialmente en Parkinson y en Alzheimer.

Los científicos provocaron una rápida neurodegeneración en el cerebro de ratones, seguida de una respuesta regenerativa inmediata, para averiguar qué mecanismos intervienen en el proceso regenerativo.

Descubrieron que el proceso regenerativo se debe a elevados  niveles de la molécula Activina A, secretada por las propias células neurales. A continuación, los científicos  provocaron la neurodegeneración, bloqueando al mismo tiempo la Activina A. El proceso regenerativo se detuvo casi por completo.

Descubrieron que la acción de la Activina A se basa en su capacidad para bloquear el proceso inflamatorio en el cerebro desencadenado por neurodegeneración o lesión. Esta hipótesis se confirmó sustituyendo la Activina A por otra molécula con capacidad antiinflamatoria. Este antiinflamatorio también permitió el proceso regenerativo.

Después de este estudio usando un modelo de degeneración aguda, el grupo proyecta llevar a cabo estos experimentos usando modelos de degeneración crónica.

Parece que la inflamación agrava el daño ya existente en el sistema nervioso central de personas con Parkinson, Alzheimer y enfermedades de las neuronas motoras. Vissel y sus colegas opinan que la inflamación crónica crea un círculo vicioso muy dañino, al impedir la regeneración y al mismo tiempo contribuir al declive progresivo.

De confirmarse la hipótesis de estos autores, la Activina A y sus derivados tendrían un potencial terapéutico importante para estas enfermedades.
La administración de oxígeno a presión más alta mejoraría y restauraría la actividad neuronal del cerebro

 Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Tel Aviv, en un estudio publicado en PLoS ONE en febrero 2013, demuestran que el oxígeno restaura las funciones neurológicas en las áreas de cerebro dañado por un accidente cerebro vascular, trauma o enfermedades metabólicas. Con consecuencias tales como trastornos motores, psicológicos, de memoria u otros.
La idea de los investigadores era que mayores niveles de oxígeno en el aire ambiente podrían despertar las neuronas "dormidas". El cerebro consume el 20% del oxígeno del cuerpo, lo que permite que 5 a 10% de las neuronas funcionen simultáneamente.

Los investigadores reclutaron a 74 personas que habían sufrido, hace 6 a 36 meses, un accidente cerebro vascular. Se dividieron en dos grupos: uno recibió tratamiento hiperbárico en el inicio del estudio, el otro comenzó dos meses más tarde el tratamiento hiperbárico de dos meses. El tratamiento consistió en 40 sesiones de 2 horas, cinco veces por semana, en cajas con aire enriquecido con oxígeno.

 La actividad cerebral de los pacientes fue seguido por varios métodos de proceso de imágenes. El análisis de las imágenes demostró que el tratamiento provocaba un aumento significativo de la actividad neuronal. Con consecuencias como la reversión de la parálisis, aumento de la sensibilidad, retorno del lenguaje... Con una mejoría evidente de la vida cotidiana de estas personas. Estos resultados muestran que la neuroplasticidad del cerebro puede ser reactivada, incluso meses o años después de una lesión cerebral.

 Según los investigadores está bien establecido que muchos trastornos cerebrales se deben a una falta de eficacia de la distribución de energía en el cerebro.
Reparan la corteza cerebral adulta mediante un trasplante de neuronas derivadas de células madre embrionarias

 Investigadores del Laboratorio de ciencias experimentales y clínicas – INSERM, Universidad de Poitiers – y  el Instituto de Investigación Interdisciplinaria en Biología Humana y Molecular, Bruselas, según un estudio publicado en Neuron en marzo 2015, lograron remplazar una zona dañada del córtex gracias a la terapia celular.

 El cerebro es un órgano cuyo poder sólo es comparable con su fragilidad. Está dotado de una gran plasticidad. Sin embargo, el cerebro también es muy frágil. Si se produce una lesión (debido a un derrame cerebral, una lesión traumática, una enfermedad neurodegenerativa o neurológica), no puede reconstruir las células y conexiones desaparecidas. La única solución es aprender mediante una larga rehabilitación, pasando por otras vías, para recuperar las capacidades perdidas.
Los investigadores fueron capaces de injertar las neuronas en la corteza visual lesionado de ratones adultos, y observar la recuperación neuroanatómica y funcional de la zona del cerebro.

 Primero tuvieron que obtener las neuronas adecuadas a partir de células madre embrionarias cultivadas in vitro. Un centenar de diferentes tipos de neuronas habitan en la corteza – capa externa del cerebro –, organizadas en seis capas y en distintas áreas del cerebro. A continuación, los investigadores injertaron las células obtenidas y observaron su comportamiento durante doce meses. El sistema se instaló al cabo de mes y medio y se formaron las conexiones.

 Después de 12 meses, el injerto se había logrado en el 61% de los animales. Seis de 47 injertos contenían una gran proporción de células no neuronales, lo que podría indicar la formación de un teratoma, tipo de tumor formado por células no diferenciadas adecuadamente.

 El estudio también sugiere que para una corteza pueda beneficiarse de un injerto neural, éste debe hacerse con las neuronas correspondientes a la zona lesionada.

 Uno de los principales retos de la reparación del cerebro, según los investigadores, es la restauración de una conectividad neuronal específica y compleja. Esto implica la generación de patrones particulares de capas corticales y áreas del cerebro para reconstruir las redes funcionales.

 Ahora esperan obtener otros tipos de neuronas, especialmente las neuronas motoras. También van a probar estos trasplantes en monos, que están más cerca del hombre.
Cultivo de neuronas para la reparación del cerebro

 Un equipo de la Universidad de Pennsylvania, en un estudio publicado en la revista Journal of Neural Engineering en febrero 2012, presenta un método de producción para el cultivo de axones, creando una red neuronal in vitro. Una pista para reparar las redes neuronales dañadas del cerebro.

 Cuando un accidente cerebro vascular, traumatismos o enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson, destruyen las redes neuronales del cerebro, éstas  no se reconstruyen o muy poco.

 Las neuronas son células nerviosas conectadas entre sí por largas fibras conductoras llamadas axones. Es lo que se denomina materia blanca. Cuando los axones están dañados, se regeneran muy limitadamente, y la transmisión de la señal eléctrica de una neurona a otra es interrumpida.
El equipo ha diseñado un método de fabricación de los axones en laboratorio. Un tubo delgado como un capilar de agarosa (azúcar) se llena con una matriz extra celular. A continuación, esta matriz es "sembrada" con los cuerpos celulares de las neuronas de la corteza cerebral, por ejemplo. Poco a poco, según el estudio, los axones comienzan a crecer a lo largo del túbulo y permanecen vivos durante 22 días.

 Esta estructura llamada micro-Tenns (micro-ingeniería tisular red neuronal) podría utilizarse para reparar las vías de los axones dañados. Esta estrategia es diseñada para la implantación mínimamente invasiva y facilitar la reparación del sistema nervioso, proporcionando al mismo tiempo las neuronas de recambio y las fibras axonales a largas distancias.

 Se espera que esta estrategia de medicina regenerativa será un día capaz de hacer crecer redes neuronales individualizadas, adaptadas a cada necesidad específica de los pacientes. En última instancia, podrían sustituir a los circuitos neuronales perdidos y mejorar la función cerebral.


Neurofeedback

El Neurofeedback es un sistema de entrenamiento cerebral descubierto a principios de los años 60 en los Estados Unidos.

Permite ayudar al cerebro a auto-regularse y a reorganizarse mediante un soporte informático y auditivo que le reenvía información sobre su propio estado y cuyo objetivo principal es que el cerebro adopte un mejor funcionamiento, solicitándole sus cualidades principales como la plasticidad, la resiliencia (capacidad de adaptación a nuevas situaciones) y la capacidad de aprendizaje.

Una desorganización de las ondas cerebrales conlleva problemas físicos, cognitivos o emocionales.

No es un tratamiento médico, sino un entrenamiento cerebral que no requiere ningún esfuerzo de concentración. Es un mecanismo simple que ayuda al cerebro a reorganizarse, el proceso no es consciente.

Se dirige a niños, adolescentes y adultos, que sufren de :

* alteraciones del sueño (insomnio, terrores nocturnos)
* migrañas, stress, angustia
* falta de confianza en sí mismo o falta de concentración
* hiperactividad
* problemas de memoria
* fobias
* depresión
* TDAH (déficit de atención con o sin hiperactividad)
* trastornos del comportamiento
* trastornos psicomotores
* síntomas ligados al stress post-traumático
* epilepsia – convulsiones
* autismo
* Parkinson
* Alzheimer
* fibromialgia
* dolores crónicos
* dislexia

El principal objetivo de este sistema de Neurofeedback es el de mejorar la calidad de vida utilizando las capacidades naturales de auto-reparación del cerebro. Se consigue gracias a la plasticidad del cerebro, la capacidad que tiene de auto-regularse, es decir la capacidad natural de adaptación a través del aprendizaje.


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