Se ha encontrado que las células del cerebro humano transportan señales eléctricas de una manera que podría aumentar significativamente el poder de las neuronas individuales. Al comparar la velocidad de las señales que viajan por las ramas de las neuronas humanas con células similares tomadas de ratas, los investigadores han encontrado una diferencia en la intensidad de la señal que sugiere un procesamiento más profundo.

Una nueva investigación dirigida por científicos del MIT aprovechó la oportunidad para recuperar una muestra del tamaño de una uña, de neuronas en las profundidades del cerebro de voluntarios que se sometieron a una cirugía por epilepsia.

El tejido se extrajo de una sección del lóbulo temporal anterior que podría hacer frente a la pérdida de pocas neuronas, por lo que no afectó a los pacientes de ninguna manera, pero si proporcionó a los investigadores el tipo de tejido correcto para observar cómo los nervios humanos logran transportar mensajes electroquímicos a través de largas distancias.

A pesar de que las ratas son muy inteligentes, tienen un cerebro pequeño y una corteza externa relativamente delgada. Esa capa externa también está organizada de una manera similar a la nuestra, lo que plantea la cuestión de cómo nuestras propias neuronas se ocupan del envío de señales a distancias más largas.

El modelo de neurona que vemos en los libros de texto por lo general se parece a un árbol despojado de sus hojas. Las “ramas”, llamadas dentritas, recogen señales de otras células y las transmiten a través de un cuerpo celular a un “tronco” largo y delgado llamado axón.

Estas transmisiones son en forma de partículas cargadas que entran y salen de la membrana de la neurona a través de los canales iónicos, produciendo ondas de voltaje a lo largo de la longitud de la célula. Sin embargo, esas ramas son más que conductos para las señales: modifican el mensaje de forma activa y desempeñan un papel clave en el procesamiento de la información que llevan.

De alguna manera, podemos pensar en las dentritas como mediadores de las señales, amplificando algunas y bloqueando otras. Ahora parece que también pueden desempeñar un papel aún más complicado en la forma en que nuestro sistema nervioso procesa la información, al menos en humanos.

“Los humanos no solo son más inteligentes por tener más neuronas y una corteza más grande”, explica el científico principal del estudio, Mark Harnett. “Desde abajo hacia arriba, las neuronas se comportan de manera diferente”

Tomando su muestra de neuronas de los cerebros de sus voluntarios, los investigadores los sumergieron en un medio similar al fluido espinal para mantenerlos con vida mientras medían cómo las señales viajaban a lo largo de su longitud.

Ya se habían realizado estudios similares a estos en neuronas de ratas pero obtener el mismo tipo de célula de cerebros de humano vivos no es tan fácil. Estas son las mediciones más detalladas hasta la fecha de las propiedades fisiológicas de las neuronas humanas.

Con estudios comparativos de ratones y humanos, los investigadores finalmente pudieron compartir notas. Resulta que las señales se debilitan a lo largo de la distancia de una neurona humana mucho más que en el mismo tipo de célula tomada de ratas.

Curiosamente, ambos tipos de células tienen la misma cantidad de canales iónicos en sus membranas, que simplemente se extienden un poco más en nuestras neuronas. Los modelos desarrollados por los investigadores sugieren que esto puede explicar las diferencias de la señal.

Hay más compartimentación eléctrica en las neuronas humanas, esto permite que estas unidades sean un poco más independientes, lo que potencialmente lleva a un aumento de las capacidades de las neuronas individuales.

Si esta arquitectura puede explicar las diferencias en cómo nuestra especie procesa la información, esta es una hipótesis que vale la pena explorar.

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