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Hacer que un cerebro viejo sea más joven al manipular un solo gen

A medida que envejecemos, nuestros cerebros pierden plasticidad, que es su capacidad de adaptarse a cambios de comportamiento, físicos o ambientales. Esto puede tener implicaciones negativas para el funcionamiento cognitivo. Un nuevo estudio, sin embargo, revela cómo seleccionar un gen específico podría restaurar la plasticidad de los cerebros más viejos a un estado juvenil.
Los investigadores pudieron rejuvenecer la plasticidad neuronal en ratones de mediana edad atacando un gen llamado Arc.

Investigadores de Estados Unidos y Japón descubrieron que inducir la sobreexpresión de un gen llamado Arc en el cerebro de ratones de mediana edad restauró la plasticidad de su corteza visual a un estado similar al de un ratón más joven.

"Es emocionante porque sugiere que con sólo manipular un gen en cerebros adultos, podemos aumentar la plasticidad cerebral", dice el investigador principal Jason Shepherd, Ph.D., del Departamento de Neurobiología y Anatomía de la Universidad de Utah en Salt Lake City. .

El Dr. Shepherd y su equipo publicaron recientemente sus resultados en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Alguna vez se pensó que el cerebro deja de cambiar en la infancia, y que a principios de la edad adulta, su estructura es inamovible. En los últimos 50 años, sin embargo, los científicos han aprendido que este no es el caso.

La investigación ha demostrado que a lo largo de la vida, nuestros cerebros son maleables. Son capaces de adaptarse a nuevos comportamientos, nuevas experiencias y el aprendizaje de nueva información al alterar las conexiones existentes entre las neuronas y crear nuevas. Este proceso se conoce como neuroplasticidad o plasticidad cerebral.

Sin embargo, la plasticidad cerebral se reduce con la edad, y esto puede ser perjudicial para el aprendizaje y la memoria. Pero, ¿qué pasaría si la plasticidad en el cerebro que envejece pudiera restaurarse a una capacidad más funcional? El nuevo estudio sugiere que esto puede ser algún día una posibilidad.

Arc y plasticidad cerebral

A pesar de que el cerebro posee la capacidad de cambiar a lo largo de la vida, los estudios han demostrado que hay "ventanas críticas" de plasticidad durante el desarrollo cerebral, es decir, hay ventanas de tiempo específicas en la infancia cuando las experiencias moldean las vías neuronales.

Pero, ¿cuáles son los mecanismos que regulan estas ventanas críticas de la plasticidad cerebral? ¿Y estas ventanas pueden extenderse?

Arrojando luz sobre estas preguntas, una investigación previa del Dr. Shepherd y sus colegas descubrieron que en los ratones que carecían del gen Arc, la corteza visual, la región del cerebro responsable del procesamiento de la información visual, no podía adaptarse a una nueva experiencia.

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Específicamente, la actividad electrofisiológica en las neuronas en la corteza visual de ratones con deficiencia de arco no cambió en respuesta a la pérdida de visión en un ojo. Las mismas neuronas en ratones normales con el gen Arc, sin embargo, se adaptaron a este cambio en la visión.

Para el nuevo estudio, los investigadores trataron de determinar si Arc tiene o no un papel en la apertura de la ventana crítica de la corteza visual y, de ser así, si el gen puede ser manipulado para reabrir esta ventana.

"Dado que parecía que Arc desempeñaba un papel tan importante en la plasticidad cortical, supusimos que su expresión era importante para controlar el período crítico", dijo el Dr. Shepherd. Noticias médicas hoy. "El papel de Arc en la plasticidad sináptica en otras regiones del cerebro, especialmente en el hipocampo está bien documentado, y también es importante para el mantenimiento de la memoria".

Plasticidad restaurada en ratones de mediana edad

Para llegar a sus conclusiones, el Dr. Shepherd y su equipo primero monitorearon la plasticidad de la corteza visual en ratones de mediana edad que tenían una alta expresión del gen Arc durante toda su vida.

Los investigadores encontraron que la corteza visual de estos ratones se adaptó a los cambios visuales de la misma manera que sus contrapartes más jóvenes, lo que indica que un suministro continuo de Arc puede prolongar la ventana crítica de plasticidad en esta región del cerebro.

Luego, los investigadores usaron virus para administrar Arc a ratones de mediana edad cuya ventana crítica en la corteza visual se había "cerrado". Esto, encontraron, restauró la plasticidad de su corteza visual a un estado más joven; los ratones de mediana edad se adaptaron a los cambios visuales de la misma manera que los ratones juveniles.

"Estábamos un poco sorprendidos de que un gen pudiera tener un efecto tan poderoso, aunque habíamos hipotetizado que Arc sería un objetivo principal para controlar el período crítico de plasticidad", dijo el Dr. Shepherd. MNT.

Dado que este estudio solo se centró en los efectos de Arc en la corteza visual de los ratones, los investigadores no pueden decir si la manipulación de este gen podría restaurar la plasticidad en otras regiones del cerebro.

Sin embargo, el Dr. Shepherd nos dijo que esto es algo que planean investigar en futuras investigaciones.

"Más allá de este ejemplo de trastornos sensoriales, si pudiéramos encontrar una forma específica de aumentar la plasticidad en adultos, potencialmente podríamos utilizar esto para mejorar la recuperación de lesiones cerebrales traumáticas y accidentes cerebrovasculares. También podría usarse para prevenir el deterioro cognitivo normal asociado con el envejecimiento. "

Jason Shepherd, Ph.D,

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