El primer mapa del cervell en formació obre la porta a saber com s'originen malalties mentals

El cervell és, en molts aspectes, encara un gran misteri. L'òrgan més enigmàtic del cos humà conté milers de tipus de cèl·lules diferents que es formen a través de processos molt complexos.

Ara, el primer esborrany d'un atles del cervell en desenvolupament obre la porta a tenir més coneixement sobre els orígens d'alguns trastorns neurològics i psiquiàtrics.

La Xarxa de l'Atles Cel·lular de la Iniciativa BRAIN (BICAN) publica a Nature aquest dimecres una dotzena d'articles sobre el cervell. Els articles inclouen els mapes més detallats, fins ara, de com es forma el cervell i els períodes crítics en humans, altres primats i ratolins, en què es concentra el risc de tenir alteracions en el desenvolupament neurològic.

En els éssers humans, la primera fase del desenvolupament cerebral és excepcionalment llarga, de manera que comprendre-la és essencial per aclarir la comprensió i tractament dels trastorns mentals.

Com les cèl·lules mare es transformen

Comprendre quan i on s'activen els gens crítics durant el desenvolupament pot ajudar a descobrir com les alteracions durant aquest procés poden provocar trastorns com l'autisme o l'esquizofrènia.

Es tracta d'un "coneixement fonamental que obre la porta a millors diagnòstics i tractaments específics", segons Hongkui Zeng, de l'Institut Allen dels Estats Units, un dels autors de diversos estudis.

A través d'eines genètiques i computacionals avançades, els investigadors de BICAN han rastrejat com les cèl·lules mare es converteixen en neurones i cèl·lules glials, que tenen un paper essencial en el manteniment, el suport i la protecció de les neurones.

A més, també han estudiat la regulació de l'activitat genètica durant el desenvolupament i com les experiències sensorials i els factors ambientals poden influir en la identitat de les cèl·lules cerebrals.

El conjunt d'articles ajuda a establir les bases per crear atles cerebrals complets del desenvolupament, segons Nature. Això pot servir per determinar quan i on s'originen afeccions psiquiàtriques, millorar el disseny d'organoides i models animals o bé servir de base per a estratègies de teràpies específiques.

Una cèl·lula que podria tenir relació amb glioblastoma

Els estudis publicats aquest dimecres revelen noves característiques del tipus de cèl·lules al llarg del desenvolupament primerenc del cervell i posen llum sobre els factors ambientals que hi poden influir. Entre aquests factors hi ha els estímuls sensorials i el comportament social.

Altres descobriments apunten que els tipus de cèl·lules no sorgeixen en etapes fixes, sinó en onades superposades. També revelen que alguns processos de desenvolupament poden reactivar-se a l'edat adulta o bé en cas de malaltia.

A més, s'identifica una cèl·lula progenitora humana que podria estar relacionada amb el glioblastoma --un tipus de càncer-- i amb períodes de temps específics en què es concentren els riscos genètics de trastorns psiquiàtrics.

Objectiu: una imatge completa del desenvolupament del cervell

La xarxa BICAN, creada l'any 2022 com a part de la Iniciativa de Recerca Cerebral mitjançant l'Avanç de Neurotecnologies Innovadores (BRAIN) impulsada per Barack Obama l'any 2013, té com a objectiu oferir una imatge completa del desenvolupament cerebral.

Entre els estudis presentats n'hi ha un fet en ratolins que se centra en un tipus de neurones que calmen l'activitat excessiva i ajuden a fer que les diferents regions es comuniquin amb fluïdesa. D'aquestes neurones se n'ha fet l'arbre genealògic més complet.

Els autors indiquen que una de les troballes més sorprenents és que aquestes cèl·lules recorren llargues distàncies des del lloc on neixen fins al lloc on acaben, de vegades creuant regions cerebrals senceres.

Algunes cèl·lules es continuen desenvolupant-se durant molt de temps passat el seu naixement, per la qual cosa pot ser que hi hagi un marge més ampli del que es creia per intervenir i ajudar el cervell a reconfigurar-se, especialment en el cas dels infants amb problemes de desenvolupament.

Un altre dels treballs assenyala que hi ha un grup de neurones que fins ara es creia que eren exclusives dels primats es poden trobar també en múltiples ordres de mamífers, com ara els rosegadors.

La idea subjacent és que l'evolució de les classes neuronals "segurament no s'hagi produït a salts", amb nous tipus de cèl·lules apareixent de sobte per donar un gran avantatge evolutiu a un grup concret d'animals, sinó "a poc a poc, a mesura que les característiques de les classes de neurones ancestrals s'han anat refinant", segons ha dit a l'agència EFE el científic espanyol Miguel Turrero García.

Una altra investigació en ratolins, en aquest cas sobre els tipus de cèl·lules a l'escorça visual, indica que aquestes cèl·lules no acaben de desenvolupar-se abans del naixement, sinó que segueixen formant-se fins ben entrada la joventut de l'animal, especialment en alguns moments clau com quan obre els ulls per primer cop.

Aquesta troballa suggereix que les experiències posteriors al naixement, com ara veure, sentir o interactuar, poden influir en el desenvolupament del cervell molt més del que es pensava. Per tant, els trastorns del desenvolupament podrien continuar sent tractables després del naixement, durant aquests períodes crítics.